IC設計職位介紹之“數(shù)字后端設計工程師”

IC設計職位介紹之“數(shù)字后端設計工程師”

數(shù)字后端處于數(shù)字IC設計流程的后端，屬于數(shù)字IC設計類崗位的一種。在IC設計中，數(shù)字后端所占的人數(shù)比重一直是最多的，而且隨著芯片規(guī)模不斷加大，后端工程師需要的人數(shù)將會越來越多。

一般來說，數(shù)字后端按崗位類別可以分為：邏輯綜合，布局布線physical design，靜態(tài)時序分析（STA），功耗分析Power analysis，物理驗證physical verification等崗位。人才的需求量進一步加大，這也是現(xiàn)階段數(shù)字后端工程師招聘量巨大的原因。

1、主要干什么？

邏輯綜合（Synthesis）

主要負責將RTL code轉(zhuǎn)換為實際后端使用的netlist網(wǎng)表, 一個好的網(wǎng)表對布局布線的工作起到?jīng)Q定性作用。要盡可能做到performance, power, area的優(yōu)化。尤其是現(xiàn)如今的一些要求高性能的設計，對綜合的要求非常高。

綜合質(zhì)量很大一定程度上取決于綜合軟件的性能，業(yè)界流行的兩個綜合工具是Synopsys的Design Compiler和Cadence的Genus，熟練的掌握兩個工具的使用方法是綜合工作的一個基本條件。

布局布線（PD）

布局布線是數(shù)字后端中占比最大的工作，主要負責netlist到GDSII的轉(zhuǎn)化過程，步驟包括Floorplan，Place，CTS，Optimize，Route，ECO等，確保自己負責的模塊滿足時序還有物理制造的要求。同時，需要協(xié)同其他工程師，及時提供他們需要的文件，比如def, spef，網(wǎng)表等。是數(shù)字后端中最核心的工作。

布局布線對工具的依賴程度較強，而且工具操作相對來說較為復雜。業(yè)界較為常用的是cadence的Innovus軟件和Synopsys的ICC，掌握這兩大工具的使用需要花費一定的時間。

靜態(tài)時序分析（STA）

靜態(tài)時序分析簡稱為STA，時序驗證分析是數(shù)字后端中的重要一塊內(nèi)容，芯片需要滿足各種corner下面的setup,hold時序要求以及其他的transition, capacitance, noise等要求。STA需要制定整個芯片的sdc約束文件，選擇芯片需要signoff的corner以及全芯片的timing eco流程。是一份難度要求很高的工作。

靜態(tài)時序分析通常通常需要掌握Synopsys的primetime以及cadence的tempus兩大軟件的使用方法。

物理驗證（PV）

物理驗證也是tape out前的一項重要事項。如果物理驗證有錯，那芯片生產(chǎn)就會失敗。在布局布線工具中，軟件只能檢查到金屬層上的物理違反，而真正的物理驗證需要檢查到器件底層（base layer）.因此，物理驗證需要將金屬層和底層金屬合并到一起，進行全芯片的drc檢查。同時，還需要做全芯片的LVS（版圖與原理圖一致性檢查），ERC（電氣規(guī)則檢查）。確保芯片沒有任何物理設計規(guī)則違反。

物理驗證一般在mentor公司的calibre中進行，是業(yè)界標準的物理驗證工具。

功耗分析（PA）

功耗分析也是芯片signoff的重要一大塊，隨著現(xiàn)在芯片的規(guī)模越來越大，功耗在芯片的中的地位也越來越高。功耗分析的兩大任務是分析IR drop（電壓降）和EM（電遷移）。及時將結果反饋給布局布線任務組，讓他們及時修改后端設計圖，解決設計中潛在的問題。

一般功耗分析使用的工具有Ansys公司的redhawk，以及cadence公司的voltus和synopsys公司的ptpx。

2、主要打交道的人

數(shù)字后端工程師通常都是以一個項目組作為一個團隊，前面說的這些任務都會分為不同的角色。通常，一個項目中會有一名頂層工程師，一名STA工程師，一名功耗分析工程師，一名物理驗證工程師以及若干名模塊工程師，這些工程師需要相互合作，共同完成全芯片的RTL到GDSII的過程，同時確保沒有時序以及物理驗證上的違例。

數(shù)字后端工程師還需要經(jīng)常與前端工程師打交道，確保網(wǎng)表的功能正確以及sdc的正確制定，及時將后仿文件交付給前端，讓前端工程師能盡快通過仿真發(fā)現(xiàn)潛在的設計問題。

DFT工程師也是我們經(jīng)常與要交流的，因為測試邏輯設計在現(xiàn)在的芯片中的比重越來越大，后端工程師需要與DFT工程師確認好測試SDC的制定，掃描鏈scan chain的物理走向等任務。

3、需要掌握的技能和條件。

數(shù)字后端主要以軟件工具為主，主要掌握以下軟件（以cadence, synopsys,mentor公司為主）

布局布線：Innovus/Encounter, ICC2/ICC

綜合：DC， Genus

物理驗證：Calibre

靜態(tài)時序分析： PrimeTime, Tempus

功耗分析： Redhawk, Voltus，PTPX

每種平臺需要你掌握的技能不大一樣，通常學會每種平臺下學會一種工具即可。一個初級工程師想全部掌握這些技能也很難，如果這些工具你都會使用，就變成老司機了。

由于數(shù)字后端工程師需要跑一些自動化的任務，所以掌握必要的腳本語言也是必須的，比如掌握下面知識就顯得比較重要：

Verilog

TCL

Perl

Python

所有的技術類崗位，主要看的兩點就是：專業(yè)技能（skills）和項目經(jīng)驗（experience）。所以除了上面列的這些技能，你能實際做過一兩個項目，哪怕是一些小模塊的后端設計，也是很重要的，尤其是做項目過程中積攢的debug經(jīng)驗。

如果你是在校學生，學校里實踐數(shù)字后端的機會較少，所以基本上你只要簡單懂一點流程以及時序方面的內(nèi)容，可能就可以找到數(shù)字后端工程師的職位了?，F(xiàn)在在校學生通過各種渠道（比如E課網(wǎng)），很多同學都掌握了上面的這些技能，甚至積累了一兩個項目經(jīng)驗。會的人多了，招聘的要求也自然高一些了。

現(xiàn)階段，數(shù)字后端工程師主要還是以招聘研究生為主，本科生招的很少。不過好消息是對專業(yè)的要求并不是很苛刻，并非集成電路方向不可，只要你掌握了上面的這些技能，哪怕不相關專業(yè)，比如材料、物理、自動化、機械等專業(yè)，也是可以成功應聘。

學歷本科的同學也不要氣餒，有工作經(jīng)驗的本科生，還是可以找到數(shù)字后端工程師的職位的，而且有很多成功的例子的。畢業(yè)學校一般的同學也不要氣餒，985高校畢業(yè)，肯定是有優(yōu)勢的，但畢竟每年畢業(yè)生不多，在現(xiàn)在IC行業(yè)整體缺人的大背景下，依然會招收學校排名一般的學生的；當然前提還是一樣，有專業(yè)技能（skills）和項目經(jīng)驗（experience）。

如何成為一名優(yōu)秀的集成電路IC設計工程師

如何成為一名優(yōu)秀的集成電路IC設計工程師

IC設計工程師———未來10年最有前景的IT專業(yè)。IC設計不同于一般的板級電子設計，由于流片的投資更大，復雜度更高，系統(tǒng)性更強，所以學習起來也有些更有意思的地方。那么如何才能成為一個優(yōu)秀的IC設計工程師？首先，作為初學者，需要了解的是IC設計的基本流程。應該做到以下幾點：基本清楚系統(tǒng)、前端、后端設計和驗證的過程，IC設計同半導體物理、通信或多媒體系統(tǒng)設計之間的關系，了解數(shù)字電路、混合信號的基本設計過程，弄清楚ASIC，COT這些基本的行業(yè)模式。竊以為這點對于培養(yǎng)興趣，建立自己未來的技術生涯規(guī)劃是十分重要的。學習基本的設計知識，建議讀一下臺灣CIC的一些設計教材，很多都是經(jīng)典的總結。
EDA技術的學習：對于IC設計者來說，EDA工具意義重大，透過EDA工具商的推介，能夠了解到新的設計理念。國內(nèi)不少IC設計者，是單純從EDA的角度被帶入IC設計領域的，也有很多的設計者在沒有接觸到深亞微米工藝的時候，也是通過EDA廠家的推廣培訓建立基本概念。同時，對一些高難度的設計，識別和選擇工具也是十分重要的。 如果你希望有較高的設計水平，積累經(jīng)驗是一個必需的過程。經(jīng)驗積累的效率是有可能提高的。以下幾點可以參考：
1.學習借鑒一些經(jīng)典設計，其中的許多細節(jié)是使你的設計成為產(chǎn)品時必需注意的。有些可能是為了適應工藝參數(shù)的變化，有些可能是為了加速開關過程，有些可能是為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性等。通過訪真細細觀察這些細節(jié)，既有收益，也會有樂趣。項目組之間，尤其是項目組成員之間經(jīng)常交流，可避免犯同樣錯誤。
2.當你初步完成一項設計的'時侯，應當做幾項檢查：了解芯片生產(chǎn)廠的工藝, 器件模型參數(shù)的變化,并據(jù)此確定進行參數(shù)掃描仿真的范圍。了解所設計產(chǎn)品的實際使用環(huán)境，正確設置系統(tǒng)仿真的輸入條件及負載模型。嚴格執(zhí)行設計規(guī)則和流程對減少設計錯誤也很有幫助。
3.另外，你需要知識的交流，要重視同前端或系統(tǒng)的交流，深刻理解設計的約束條件。作為初學者，往往不太清楚系統(tǒng)，除了通過設計文檔和會議交流來理解自己的設計任務規(guī)范，同系統(tǒng)和前端的溝通是IC設計必不可少的。所謂設計技巧，都是在明了約束條件的基礎上而言的，系統(tǒng)或前端的設計工程師，往往能夠給初學者很多指導性的意見。
4.查文獻資料是一個好方法。多上一些比較優(yōu)秀的電子網(wǎng)站，如中國電子市場網(wǎng)、中電網(wǎng)、電子工程師社區(qū)。這對你的提高將會有很大的幫助。另外同"老師傅"一同做項目積累經(jīng)驗也較快。如果有機會參加一些有很好設計背景的人做的培訓，最好是互動式的，也會有較好的收獲。
5.重視同后端和加工線的交流：IC設計的復雜度太高，除了借助EDA工具商的主動推介來建立概念之外，IC設計者還應該主動地同設計環(huán)節(jié)的上下游，如后端設計服務或加工服務的工程師，工藝工程師之間進行主動溝通和學習。對于初學者來說，后端加工廠家往往能夠為他們帶來一些經(jīng)典的基本理念，一些不能犯的錯誤等基本戒條。一些好的后端服務公司，不僅能提供十分嚴格的Design Kit，還能夠給出混合信號設計方面十分有益的指導，幫助初學者走好起步之路。加工方面的知識，對于IC設計的"產(chǎn)品化"更是十分關鍵。
6.重視驗證和測試，做一個"偏執(zhí)狂"：IC設計的風險比板級電子設計來的更大，因此試驗的機會十分寶貴，"偏執(zhí)狂"的精神，對IC設計的成功來說十分關鍵。除了依靠公司成熟的設計環(huán)境，Design Kit和體制的規(guī)范來保證成功之外，對驗證的重視和深刻理解，是一個IC設計者能否經(jīng)受壓力和享受成功十分關鍵的部分。由于流片的機會相對不多，因此找機會更多地參與和理解測試，對產(chǎn)品成功和失敗的認真總結與分析，是一個IC設計者成長的必經(jīng)之路。
同行交流以及工作環(huán)境的重要性：IC設計的復雜性和技術的快速發(fā)展，使得同行之間的交流十分關鍵，多參與一些適合自己水平的討論組和行業(yè)會議，對提高水平也是十分有益的。通過同行之間的交流，還可以發(fā)現(xiàn)環(huán)境對于IC設計水平的重要影響。公司的財力，產(chǎn)品的方向，項目的難度，很大程度上能夠影響到一個設計者能夠達到的最高水平。辯證地認識自己的技術提高和環(huán)境之間的相互關系，將是國內(nèi)的設計者在一定的階段會遇到的問題。 ;

ic設計工程師是做什么的

負責數(shù)字電路的規(guī)格定義、RTL代碼編寫、驗證、綜合、時序分析、可測性設計。
負責進行電路設計、仿真以及總體布局和修改。
制作IC芯片功能說明書。負責與版圖工程師協(xié)作完成版圖設計。
提供技術支持。
公交IC卡，銀行卡，樓宇的門卡等等，在現(xiàn)代世界不可或缺,IC設計工程師就是一個從事IC開發(fā)的職業(yè)，隨著中國IC設計產(chǎn)業(yè)漸入佳境,越來越多的工程師加入到這個新興產(chǎn)業(yè)中。
成為IC設計工程師所需門檻較高，往往需要有良好的數(shù)字電路系統(tǒng)及嵌入系統(tǒng)設計經(jīng)驗。
了解ARM體系結構，良好的數(shù)字信號處理、音視頻處理，圖像處理及有一定的VLSI基礎。
集成電路是信息產(chǎn)業(yè)的核心技術之一。
是實現(xiàn)把我國信息產(chǎn)業(yè)做大做強的戰(zhàn)略目標的關鍵。
發(fā)布的“國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要”和“國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十一個五年規(guī)劃綱要”，都把大力發(fā)展IC技術和產(chǎn)業(yè)放在突出重要的位置。
因此IC設計工程師的前途光明。