模拟和射频、器件、FPGA、数字方向和EDA的前景介绍

胡小飞微电子 电路和微电子考研 2022-02-18 18:19
图片
点击蓝字 关注我们
图片


嘿小伙伴们~想了模拟和射频、器件FPGA、数字方向EDA的前景介绍吗?


这周天(2.20)晚上七点,B站(电路和微电子考研)直播为你们送上!


直播链接在这里哦~

B站链接【电路和微电子考研的个人空间-哔哩哔哩】

https://b23.tv/VhDUVoK





01

模拟和射频


01
 什么是模拟


模拟信号:在时序里以及放大器里是连续的自然届中所有的信号都是模拟信号;而数字信号是人为定义的,且仅在计算机中出现。


模拟功能:

    ①amplify

    ②filter

    ③transfer


模拟分类:电源、AD、DA、PLL、RF等。



学术界(UCB/Stanford/MIT/Oregon/TSU/fdu/uestc等)focus on “new idea”发论文,不太关注cost、PVT等。

工业界(华为、ADI、TI、maxim、ST、infineon、汇顶科技、复旦微、贝岭等各公司)市场主导的,创新只是为了解决问题。



02
 学模拟需要会的软件和教材


软件:

① 画电路,版图以及仿真电路:Cadence

② 写文档:visio

③ 建模仿真:matlab




图片
入门书籍:拉扎维
图片
进阶书籍:sansen


图片
版图书籍:集成电路掩膜设计




03
 学射频需要会的软件和教材


软件:


① 画电路,版图以及仿真电路:Cadence

② 电磁场仿真:ADS Momentem/HFSS,主要用来仿真电感,传输线。

③ 系统建模仿真:Matlab(含Simulink)/ADS




图片
入门书籍:CMOS射频集成电路设计
(第二版)


好处:有译本,对于初学易理解。


图片

进阶书籍:射频微电子(第二版)


评价:专业书籍,不过很难啃,我都没看完



辅助书籍:信号与系统或者数字信号处理相关书籍
经验总结:做射频的人一定要懂信号和系统,不然很难对射频有很深的理解。



04
  射频的方向


图片

图片



05
  射频相关公司

射频公司分类:

1.IoT(物联网):低功耗,性能要求中等。
2.
通信芯片:5G芯片,很快6G,高性能。
3.
毫米波雷达芯片:超高频,车载雷达,智能停车,近几年很火。



公司举例:

华为海思:射频有很多部门,去之前最好打听好。一般是给华为的产品做芯片。
ASR(翱捷):手机通信芯片。
Verisilicon(芯原):物联网芯片IP。
RDA,恒玄(无线耳机),复旦微电子(IoT)

目前物联网以及毫米波雷达初创公司很多,也可以多关注关注~




06
 模拟、射频的发展轨迹


工程师:技术路线,专精某一电路,比如PLL,之后慢慢拓展其他电路。


系统工程师:对信号与系统较熟悉,对接收机,发射机以及锁相环的电路都有所了解,不用很深,这种一般是制定系统架构与指标,应届生较难担任,博士有可能可以,需有一定工作经验,刚毕业的博士也不建议做,工作经验太少。


管理岗位:担任项目负责人,带队做项目,也需懂一定的系统与电路,规划进度与评估项目。应届生较难担任,需有一定工作经验。



02

器件与工艺


01
 课程设置及特点


图片


硕士课程特点:

满足学位基础课学位专业课专业选修课的学分要求,可以自由选择自己想学的课程,包括IC设计方向课程。有的课程有期中期末闭卷考试,有的课程提交作业即可。


形式多样,可能要求学生上去讲一部分,可能老师不上课,要求学生自己看论文。


绝大部分课程会在硕士一年级上完,二年级三年级一般无需上课。



02
 科研方向


图片

晶圆级二维半导体材料、器件及其电路应用 /低维电子材料与器件/纳米器件和工艺研究,纳米新型器件研究,低维半导体材料/新型低维材料的生长、材料物性、器件工艺等基础和应用领域。


新型二维层状半导体电子器件与特性研究

晶圆级二维半导体的可控生长,在此基础上的器件工艺、电路设计及其在集成电路中的实际应用,包括逻辑,存储和射频等器件。


图片



03

科研条件及求职就业



图片

图片

选择专业对口企业,例如去Fab厂的硕士毕业生比较少。


大部分选择IC设计企业和岗位,或者去互联网企业,工作机会多,需求大,待遇高。


就业去向和求职岗位和专业以及研究方向没有绝对的关系。


图片



04
 总结及注意事项


图片

图片




03

FPGA方向



01
  FPGA芯片


图片

使用流程:

图片


国内外现状:

图片

国外的两大巨头:Xilinx公司,Intel Altera部门

国内的公司:复旦微电子,上海安路深圳紫光同创,广东高云

国内外科研机构:多伦多大学,香港中文大学,中科院,清华,复旦。

国内的FPGA市场规模100亿左右,贸易战让国产FPGA蓬勃发展




02
  科研方向


方向1:FPGA芯片设计


图片

FPGA本身是一块芯片,包含很多电路模块,CLB,IO;BRAM, DSP, FIFO;AI核,CPU核等。


FPGA本身是一块芯片,大部分是数字模块CLB,BRAM,DSP等,少部分是IO,PLL等模拟电路模块。


FPGA模块的模块设计有着特殊的功耗、时序、面积等要求。



方向2:FPGA CAD软件


图片

综合:将Verilog转化为lut级别的单元

打包:将lut级别单元聚合成CLB级别单元

布局:将用到的CLB单元放到FPGA阵列上

布线:确定单元之间的连接路径



方向3:FPGA应用


图片

最火的应用:深度学习加速器



03
  就业方面


图片

应用即是就业!




04

数字方向

01
 数字IC设计流程


前端:


图片

图片


中端:


图片

图片


端:


图片

图片



02
 数字IC岗位介绍


工程师概况:每个流程大致都有对应的工程师


前端:芯片架构工程师

芯片设计工程师

芯片验证工程师

中端后端:Phyical Design,DFT工程师,版图工程师


除了架构和设计,其余皆可外包,其中外包最多的是后端,GUC,Global Foundry 都有专业的后端团队



数字验证工程师的定位:


图片

人员分布:设计:验证在1:1到1:2之间

验证工作量占据芯片前端工作量的60%以上,可谓十分重要。



数字验证的工作内容:

图片

图片


数字验证发展方向:


图片



数字验证要学的知识:


图片



数字验证的市场需求:


由于中美贸易战的影响,芯片成了卡脖子的关键,最近几年,微电子成了热门专业之一。同时由于AI,区块链的火热,大笔热钱涌入,产生了数量不少的Start up 公司,比如寒武纪,比特大陆,地平线,深鉴科技等等,基本都在2015年前后成立。同时,一些大厂,也加大投资或者组件自己的芯片团队,比如阿里的平头哥,海思越来越多的自研芯片,oppo新组建的芯片团队等等。


各种AI芯片问世,制程越来越低,最新的已经到达7nm,一次流片费用高达数亿,ECO一次就几百万。成本越来越高,容错率也就越来越低,毕竟每一个ECO的bug都是几百万买的。


高成本提出对芯片高质量的要求,而设计质量就是由DV们的验证质量来决定的,于是数字验证也成了市场上比较紧缺的岗位。


按我这几年的经验,基本每年都会被新入职的应届生倒挂


市场需求变热体现在两方面:

a) 机会变多,大量创业公司和大厂的机会

b) 薪资水涨船高,无论是应届还是社招


2020届部分公司校招薪资待遇:


图片

图片



05

EDA方向


01
 EDA实验室介绍


EDA简介:电子设计自动化(Electronic design automation,EDA),是指利用计算机辅助设计(CAD)软件,来完成超大规模集成电路(VLSI)芯片的功能设计、综合、验证、物理设计(包括布局、布线、版图、设计规则检查等)等流程的设计方式。
常见软件有
Virtuoso,ICC2,Calibre


现有教师:曾璇,杨帆,严昌浩,陶俊。其中曾璇老师是EDA实验室核心。现有研究方向包括但不限于,模拟电路自动化设计,贝叶斯优化。
各个老师具体的研究方向参看复旦微电子学院教师名录。



02
 培养方式


博士:五年制直博为例,前一两年主要做调研工作,积累专业知识,确定研究方向和目标,后三年专心发paper。


学术硕士:第一年主要做调研工作,第二年重点发文章,完成毕业要求后,可能需要帮老师做一些辅助性的科研任务。


工程硕士:因为无学术方面的具体要求,而且有实习经历的硬性要求,所以一般会外派实习。合作实习单位有Synopsys,安陆科技。


03
 专业要求


图片



04
 就业选择


绝大部分选择去互联网公司,如阿里,腾讯,头条


小部分选择去专业对口公司,如华为,Cadence


极小部分选择完全无关的行业,如金融,教师




05
 行业现状


现有行业巨头:

Synopsys:DC, PT, ICC2, IP设计

Cadence:Virtuoso, Innovus

Mentor: Calibre


国产EDA:

华为

鸿芯微纳

EDA创新中心


周日晚7点,记得要来看直播哦~


图片
END
图片