在“指甲蓋”上排兵布陣

劍圣的跳刀

集成電路行業(yè)即所謂IC（integrated circuit）行業(yè)是國內(nèi)目前十分熱門的就業(yè)方向，它是一種基于半導(dǎo)體的小型電子器件，相當于把百萬到億萬數(shù)量級的晶體管、電阻器或電容器等半導(dǎo)體元器件組合成一塊電子芯片，應(yīng)用到各個電子領(lǐng)域的器件中，雖然聽起來很“高大上”，但實際上在我們的生活中應(yīng)用得十分廣泛，比如手機終端芯片，還有電腦里的CPU（中央處理器）/GPU（圖形處理器），乃至電視遙控器中的控制芯片，都屬于集成電路領(lǐng)域的產(chǎn)品。

一款集成電路芯片的誕生

有人說集成電路芯片設(shè)計就是在一個指甲蓋大小的地方建一座城，而當你真正從事這份工作的時候，你會發(fā)現(xiàn)這可能比建設(shè)一座城市更加復(fù)雜得多。根據(jù)不同的芯片種類，在設(shè)計時會牽涉到多方面的考量，影響的因素很多，很多環(huán)節(jié)需要多方面的專業(yè)人士共同配合才能完成。

一款集成電路芯片，從設(shè)計到最后流片，它的流程可以簡單概括為前端設(shè)計+后端設(shè)計+測試量產(chǎn)。前端設(shè)計，屬于芯片邏輯功能級的設(shè)計，相當于根據(jù)這款芯片的應(yīng)用范圍來規(guī)劃它將實現(xiàn)哪些功能，是整個設(shè)計思路和架構(gòu)的體現(xiàn)。后端設(shè)計，是將前端設(shè)計的思路通過布局布線在物理層面實現(xiàn)出來，形象地說就是前者給你一些兵馬，告訴你要在哪些時間去攻克哪些城鎮(zhèn)，后者負責(zé)排兵布陣，規(guī)劃攻城略地的方案。

設(shè)計和驗證工作的過程是同步進行的，綜合后的網(wǎng)表相當于描述芯片工作的語言，設(shè)計師的最終任務(wù)就是將驗證后的網(wǎng)表提交給芯片生產(chǎn)廠家生產(chǎn)制造，在實際機臺上通過測試后再提交給用戶。

以上流程聽起來簡單，實際涉及的環(huán)節(jié)卻比這個解釋復(fù)雜得多，比如我所在的崗位全名為可測性設(shè)計（DFT），相當于為提高芯片測試效率而在電路中設(shè)計插入一些元件，并保證經(jīng)過測試篩選后提交給用戶的芯片都是沒有問題的。這個崗位雖然屬于電路設(shè)計的范疇，但因為和測試相關(guān)，所以也涉及后端設(shè)計和測試崗位，直接影響芯片的最終成敗，可謂責(zé)任重大。

一個IC設(shè)計工程師的體驗

因為這類行業(yè)屬于電子計算機領(lǐng)域，從業(yè)者每天的工作就是“蹲”在辦公室里，在電腦上跑仿真，通常一“蹲”就是十個小時，所以有很多行業(yè)外的人士認為我們IC從業(yè)者就和互聯(lián)網(wǎng)公司的工程師一樣——“碼農(nóng)”。實際上，我們很少需要自己寫程序代碼，大部分IC設(shè)計公司都已經(jīng)具備了完善的仿真流程環(huán)境，我們只需要把程序讀懂并且能靈活運用仿真工具就足夠了，更多時間我們都是在學(xué)習(xí)芯片的電路架構(gòu)，并需要閱讀英文設(shè)計文檔（所以需要具備一定的英文水平）。

我剛進入IC行業(yè)是在2016年，那時正是國家大力發(fā)展國產(chǎn)芯片的時期，我應(yīng)聘的是國防科技大學(xué)旗下的一家CPU芯片設(shè)計公司，辦公地點就在國防科技大學(xué)校園內(nèi)，指導(dǎo)我工作的也是國防科技大學(xué)的一名老師，他在這個行業(yè)工作了十余年，有著非常豐富的項目經(jīng)驗。而我研究生階段并不是研究集成電路方向的，相當于跨行來到了一個全新的領(lǐng)域，剛介入項目時遇到過許多無法獨立解決的問題，經(jīng)常會手忙腳亂，這時候更多的還是要靠自己勤學(xué)多問，遇到模棱兩可的問題一定要多向有經(jīng)驗的人士請教，同時也要不斷地思考如“在未來的項目中遇到其他問題該怎樣解決”之類的問題。

第一年，我主要負責(zé)驗證工作，通過驗證并復(fù)現(xiàn)前人的工作，在項目中漸漸地摸清了一些門路，到了第二年就已經(jīng)能夠獨立進行一些模塊上的設(shè)計工作。積累了一年多的經(jīng)驗后，我跳槽到北京一家中美合資企業(yè)，做的也是CPU/GPU芯片設(shè)計，雖然是同樣的崗位，但這家公司比之前的規(guī)模更大，仿真流程也更規(guī)范，項目復(fù)雜度也增加了不少，而且這一次算是真正從校園走到了企業(yè)，沒有導(dǎo)師的庇佑，我需要獨立承擔(dān)起自己的責(zé)任，需要學(xué)習(xí)很多全新的知識。工作不同于在校學(xué)習(xí)，只會埋頭苦干或苦學(xué)都是不行的，公司看重的是你自我價值的實現(xiàn)能力，就是同樣的事情交在你的手上，你能否做得比其他人更優(yōu)秀。這也是作為IC設(shè)計師所要思考的問題。

工程師的進階

一般碩士應(yīng)屆生剛畢業(yè)都會以工程師的身份來到公司（本科畢業(yè)生一般為初級工程師），這時，大多數(shù)畢業(yè)生的IC設(shè)計能力還不成熟，包括驗證工作可能都處于剛起步的狀態(tài)。這個階段的工程師任務(wù)主要是閱讀文檔，學(xué)習(xí)芯片的設(shè)計思路，同時完成一些驗證工作，等到流程環(huán)境熟悉之后，才會開始在其他人的指導(dǎo)下完成一些簡單的設(shè)計工作。

高級工程師大多具備三年以上的IC工作經(jīng)驗，相關(guān)技能已趨于成熟，已經(jīng)可以獨立完成一些設(shè)計工作。由于集成電路芯片設(shè)計涉及很多不同的部門和不同的環(huán)節(jié)，此時的高級工程師不但要具備獨立解決問題的能力，更需要具備與不同部門溝通協(xié)調(diào)、團結(jié)協(xié)作的能力。

主管級工程師大多具備五年以上的IC工作經(jīng)驗，在某些領(lǐng)域具有獨當一面的能力，而且可以帶領(lǐng)若干人的小團隊完成一個項目，在芯片設(shè)計架構(gòu)中有自己的思路，相當于某一技能領(lǐng)域的專家級人物。而當他的能力擴展到更多的領(lǐng)域，并且可以帶領(lǐng)不同領(lǐng)域的團隊完成一個大項目時，那他就具備做項目總監(jiān)的資格了。

后記：目前集成電路行業(yè)在國內(nèi)呈現(xiàn)整體上升的趨勢，在一線和二線城市都能找到不少大廠的研發(fā)中心。發(fā)展集成電路芯片也是“貿(mào)易戰(zhàn)”的關(guān)鍵，可謂是肩負著歷史和民族使命的一個行業(yè)。雖然這份工作在項目緊張的時候會很忙碌，但是看著自己參與設(shè)計生產(chǎn)出來的芯片，拿在手上的那一刻，還是頗有成就感的。