数字IC与模拟IC的架构差异

数字IC与模拟IC的架构差异

自从2018年“中兴事件”发生以来，国内芯片产业受到了政府前所未有的重视，整个行业一片蓬勃发展的景象。众所周知，芯片主要分为数字芯片和模拟芯片。同样是芯片，其使用场景不尽相同，设计方法学也大相径庭。

数字芯片即数字集成电路，是基于数字逻辑（布尔代数）而设计运行的。数字芯片主要代表有：各类CPU、微处理器、微控制器、数字信号处理单元、存储器等。生活中各类电子产品中的中央处理器、移动硬盘等核心部件均为数字芯片；实验室的检测设备如数字示波器，数字信号发生器中等也主要为数字芯片。数字IC是用于传递、加工、处理数字信号的，在近年来也是发展最快，应用最广的，因此也导致数字IC近年来的就业岗位需求量在不断上升。

模拟芯片即模拟集成电路，主要用来产生、放大和处理各种模拟信号，如光强，声音，温度，速度等。在过去的若干年中，高端的模拟芯片基本被国外芯片巨头所垄断。近些年，随着国内芯片行业的蓬勃发展，模拟芯片也迎来了自己的春天，模拟IC由于国产替代空间广阔，因此在国内的就业岗位需求量在在不断扩大。

简单总结一下二者的区别：

数字IC是处理数字信号的，比如各种逻辑电路，中央处理器等；

模拟IC是处理模拟信号的，比如CMOS传感器，电源芯片等。

如今的芯片大多数都同时具有数字模块和模拟模块，因此芯片到底归属为哪类产品是没有绝对标准的，通常会根据芯片的核心功能来区分。在数模混合芯片的实际工作中，数字IC与模拟IC工程师也是遵照各自的流程分别开展工作。

02 当前主要的芯片分类

在当前的半导体产品中，主要分为分立器件和芯片，而芯片又主要分为下面几大类：

计算芯片（大脑）︰如英特尔i5、i7的CPU，3080 的显卡(GPU)等都用作计算分析的功能，和人体大脑类似。

存储芯片（脑皮）︰如DRAM(动态随机存取存储器)，ROM(只读存储器)等，主要是用于数据存储。

感知芯片（五官）：手机的屏下指纹，麦克风，摄像头等，用于感知外部世界。

通信芯片（手脚）︰蓝牙、wifi，5G的射频芯片，用于信号、数据的接收和发送。

能源芯片（心脏）︰DC-DC芯片，DC-AC芯片，LDO(低压差线性稳压器)等，用于能源供给 。

数字芯片的分类众多，应用场景也最为广泛。存储器和微处理器，虽是数字信号为主，但这类产品的性能要求追逐最先进的工艺节点，或是使用特殊工艺，使得对IC工程师的门槛要求更高，数量需求反而不大。

模拟芯片是处理模拟信号的，模拟信号都具有连续性，而自然界的信息实际是以模拟（连续）的形式存在的，在用数字信号来组织逻辑运算，在运算完成后，再将数字信号转回模拟信号，对接外界，传感器sensor即为模拟芯片的典型代表。同时，在处理的信号有大有小，为了将其规范为合适的大小，需要高保真的放大电路（即运算放大器）。此外，为其他芯片提供稳定驱动和供电，被称为电源管理，也是模拟IC方向之一。

此外，随着移动场景的应用，运用高频进行远距离信号传输，射频芯片也成为模拟芯片的一个独立分支，需求量也正在日益增大。

03 数字IC和模拟IC岗位区别

数字IC岗位：

数字IC前端工程师

数字IC验证工程师

数字IC后端工程师

数字DFT工程师

数字IC前端：简单讲就是工程师用Verilog（硬件描述语言）来定义芯片的逻辑功能，最终生成RTL代码。本岗位需要有清晰的逻辑能力，算法能力，及对Verilog与相关EDA工具的运用。

数字IC验证：简单讲验证工程师是通过验证方法学来验证前端工程师的RTL代码，也就是逻辑功能，是否有bug，是否符合要求。本岗位需要有较好的编程能力，及对sv与uvm、相关EDA工具的熟练运用。

数字IC后端：简单讲后端是通过验证后的RTL代码，将其变成电路图，（例：综合网表，布局布线，仿真，调整等），最后生成用来制造掩膜版的GDS文件，传给晶圆厂进行制造。本岗位需要对EDA工具的使用熟练掌握，同时要频繁更新自己掌握的先进工艺知识。

模拟IC岗位：

模拟IC设计工程师

模拟版图设计工程师

模拟IC设计：简单讲从单个晶体管开始，进行电路设计最终给出完整电路图。本岗位需要掌握模拟电路原理，根据芯片要求采用合适的电路结构，定义具体器件参数，然后通过EDA工具仿真，调整电路参数，同时也需要对器件和制造工艺有了解。

模拟版图设计：简单讲就是根据模拟IC设计工程师给出的完整电路图，进行绘制版图，物理验证，并tapeout版图文件给Foundry进行制造。本岗位需要可以看懂电路图，掌握设计匹配规则，绘制工具，熟悉版图绘制。

04 数字IC与模拟IC的市场需求

数字IC在近年来是发展最快，应用最广的，因此也导致数字IC近年来的就业岗位需求量在不断上升，而对应的岗位需求也要远多于模拟IC设计。

模拟IC由于国产替代空间广阔，因此在国内的就业岗位需求量虽然也在不断扩大，也只稍逊色于数字IC。

 

审核编辑：黄飞