【IC設計職位介紹】模擬版圖工程師

2021-12-31 慕容團團

        模擬版圖設計工程師為專業版圖設計人員,主要負責通過EDA設計工具,進行集成電路後端的版圖設計和驗證,最終產生送交供集成電路製造用的GDSII數據。中文名版圖設計工程師,我們也稱之為layout 。

        工作內容負責進行版圖布局規劃。有一定的全定製模塊版圖設計實踐經驗,獨立進行版圖規劃、設計或驗證等。承擔模塊(Block Level)版圖設計、改進和維護等工作。在上級工程師的指導下解決模塊版圖設計一般難題。按時完成指標、計劃並保證質量。

        模擬版圖設計處於IC設計流程的後端,屬於模擬IC設計崗位的一種,隨著國內集成電路產業的蓬勃發展,需要用到的崗位也越來越多,而每個晶片最終能夠付諸於生產都離不開集成電路版圖設計師的功勞,所以產業對這類人才是非常急需。很多大公司電路設計和版圖的人數已經達到1.5:1了,現在因為市場需求量大,還成立了很多外包公司,而這些外包公司80%的人員都是版圖設計工程師。

二、模擬版圖工程師的主要工作

1. 建立規範的工作環境

模擬版圖工程師最核心的工作是畫版圖,但在任何工作之前都應該做好準備工作,以讓自己在工作中可以順利,流暢,高效率,項目前的準備工

作對版圖工作來說要顯的更為重要的一些。其中需要重點準備的有以下內容:

 按照公司規範建立標準的文件文件路徑;

 收集項目相關資料,了解項目相關信息;

 添加基礎庫;

 建立工作庫;

2. 熟悉工藝

每個項目可能採用不同的工藝,每個工藝都有一些各自的特點需要特別去注意,哪怕是常用的工藝也需要去鞏固一些基本的規則要求。

3. 完成項目版圖工作

版圖工程師最主要的工作任務就是按時,按質量的完成布圖工作。這對大多數版圖工程師來說即是最簡單的工作,也可能是最難的工作,版圖工作流程基本如下:

• TOP電路圖分析和信息收集

• TOP FLoorplan示意圖

• 初始Floorplan

• 優化FLoorplan

• Cell review和TOP連線

• DRC LVS驗證

• TOP checklist,優化TOP版圖。

• Tapeout

4. JDV

JDV是版圖數據送到工藝廠後,工藝廠返回的mask圖像數據,用於ic設計公司檢查數據的正確性。雖然JDV出錯的機率很小,但是依然有可能人為出錯的,JDV檢查是IC流片前最後一次檢查,所有

還是需要嚴謹,細緻的對待,防止動輒數十萬的研發資金的損失。

5. 改版

改版是在原有版圖上進行優化,修改部分層次,改版是每個公司經常有的工作,是項目完成後的debug,對模擬版圖工程師來說改版是相對輕鬆的工作。

6. 完成工作報告

任何工程師的工作都離不開報告,版圖工程師一樣需要準備各種報告,一個優化的工程師都多少具備一些文案功底,這聽起來有點為難作為理工生畢業的我們,實際上大可放心,咱們不需要妙筆生

花把一份報告寫的繁花似錦,版圖報告是刻板,嚴肅的,每個公司都有其特定的格式和要求,任何人只需要按照要求完成就可以,基本沒有個人發揮寫作功底的餘地。

7. 制定工作流程

一個好的流程,對一個公司是極其重要的,屬於企業文化的一種,好的流程可以提高工作效率,最主要的是人都會犯一些低級錯誤,而嚴謹的工作流程,會極大的減少人為的低級錯誤,版圖工程師

既要堅持執行流程,又要在工作中,制定,優化更加合理有效的流程。

8. meeting

和其他工程師一樣,經常還有無窮無盡的會議要開,各種review,各種討論。因為版圖是一個嚴謹的活,如果你作為會議組織者,請記得事先做好充分的準備噢,不然很容易被人問住的,這會容易讓你的同事鄙視的。

三、版圖工程師所應具備的技能和能力

版圖是一個入門非常簡單,可能只需要2個月的基礎培訓就可以工作的工種,但版圖同時又是一份涉及知識面非常廣闊,資深較難的工作,下面每個類別的內容如果精通都可以換其他專業工作了,版圖有意思或者矛盾的地方就是下面這些方向你即需要掌握又不需要達到精通的地步,就可以很好的完成版圖工作了。

1. 熟練掌握工具平臺,主要有以下幾種:

• LINUX:工具應用的基礎平臺,需要熟練掌握大部分LINUX命令和VI命令

• Virtuoso :IC51和IC61兩個版本,Virtuoso是版圖的畫圖工具,現在大多數公司的選擇。

• Laker :另外一種版圖設計工具,相比virtuoso市場佔有率少一些。對於大多數layout工程師而言,版圖設計工具只需要會virtuoso和laker中的一種基本就可以了,版圖設計工具相對來說比較簡單,哪怕開始不會只需要簡單培訓1周就可以運用。工具的熟練度,可以極大影響到工作的效率,這就和畫師沒有一支熟悉的筆,一張好紙一樣難以畫出一張好畫是一個道理,「工具熟悉」是資深工程師的標配,「工具精通」是大神級別的版圖工程師的要求。

2. 熟悉各種典型的設計工藝,比較出名的有以下幾家:

• TSMC

• CSMC

• SMIC

• Dongbu

• Umc

工藝按製程主要分nm 級別以上工藝,如0.13um,0.18um,0.35um 為代表,nm 級別以下的90nm,60nm,40nm,28nm,14nm,7nm為代表。兩種大的製程對版圖的畫法要求還是有所區別的,資深工程師最好兩種工藝的項目都做過,當然哪怕只是精通其中一類都是不愁找工作的。如果可以都會當然更好,技多不壓身,永遠是正確的。

3. 熟悉rule 文件:

各種規則文件,是版圖工作中必不可少的資料,只有熟悉這些rule和相關文檔,才能在需要的時候高效率的解決版圖上的各種問題。

4. 相關項目經驗:

沒有犯錯的人,永遠不知道經驗的可貴,版圖工程師往資深工程師走的路上,需要大量的實踐積累,一次失敗可能比更多的理論分析更加有效。

5. 語言能力:

Rule文件的修改和各種腳本是CAD的工作,但是版圖工程師也需要具備一定的能力,因為並不是所有的公司都有CAD這個職位,很多時候都是layout工程師自己解決,這就需要版圖工程師會一些shell語言規則和DRC,LVS語言寫法。

6. 紮實的理論基礎:

可以指導新人,並在關鍵點和電路討論,解決技術問題。如果你不想只做一個低價的操作工,而要變成工程師的話,和同事分析問題,自己分析版圖問題的時候,都需要相應的理論知識作為支撐,比如ESD和latch up。

7. 紮實的畫圖能力:

有句話叫做細節決定成敗,這句話用在版圖上特別適合,版圖的最小單位已經到7nm了,生產的晶片是特別金貴的科技產品,任何低級錯誤都可能導致流片失敗,越是嚴謹,細節,你的成功率越高,良率越高。

8. 基本的協調,統籌能力:

版圖工作大多時間都是一個團隊合作的工作,很少有1個人負責一個項目的時候,所以良好的協調和統籌能力是整體效率和流暢性的保證。會為你的工作能力加分,讓你更加容易升級到經理級別。

9. 耐心,細心,嚴格的流程執行力:

產品可靠性和效率的保證。

四、TOP 版圖工程師和Cell版圖工程師

版圖工程師按照能力或者工作年限,經驗大致可以分為兩個階段,cell 版圖工程師和TOP版圖工程師,版圖TOP是指晶片版圖的最上層,也泛指整個版圖。TOP layout就是指負責版圖任務分配和頂層連線的版圖工程師。也可以理解成這個項目的版圖總負責人,負責tapeout的人選。如果把整個項目比喻成一張大的拼圖,cell就是整個拼圖中的一小塊。版圖工程師能不能畫TOP是能力區別的一個重要分水嶺,一般layout在公司都會經歷簡單cell,重要cell,改版TOP,TOP layout的流程,很多時候如果公司的不注重培養新人,可能3年都做不上TOP版圖。不過如果你願意學習並努力,只需要1年你也可以做到TOP,很多時候模擬版圖知識並不是那麼難,只看你是否願意努力。

TOP layout是一個溝通的中心點,所有項目組的人都會和TOP layout進行信息交換,同時要對信息進行分析,判斷,然後解決相應問題。項目的最終進度實際上是由TOP layout 掌握的,資深的TOPlayout會對項目進度起到決定性作用,帶領組員加班是最簡單的,也是最實際有效的辦法。但更多的應該是通過合理的安排,提高整個項目組的工作效率。而不完全聽從電路項目經理的安排。

Cell layout 是項目裡的重要組成部分,同樣是溝通中的一個重要節點,他需要和TOP layout進行充分的溝通交流,整個晶片版圖的完成好壞,很大程度決定在cell畫的好壞,所以cell layout的工作依然是非常重要的,只有cell完成的好,才有機會做TOP layout。

我們剛才說了,模擬版圖工程師最基礎,也是最重要的工作是,按時、按質量的完成版圖。版圖畫的

好不好業內一般有三個評判標準:

• 性能好

• 面積小

• 版圖的藝術

性能代表質量,面積代表成本,藝術代表細節,可靠性也算成本的一種,性能,成本都處理很好的版圖工程師,就是資深的版圖工程師了。超越TOP layout之上的級別!

五、職位薪資和發展方向

        中國集成電路產業人才白皮書(2017-2018)》顯示,截至2017年底,我國集成電路產業現有人才存量約為40萬人,根據產業快速發展需求,人才呈現稀缺狀態,專業人才培養力度有待提高。據白皮書統計分析,到2020年前後,我國集成電路產業人才需求規模約為72萬人,截至2017年底,我國集成電路產業現有人才存量為40萬人左右,人才缺口達32萬人,年均人才需求為10萬人左右,而我國每年高校集成電路專業領域畢業生中僅有不足3萬人進入本行業就業,其中4分之1就是版圖工程師。目前,單純依託高校並不能滿足產業發展對專業人才的供給需求。中興國際事件對中國集成電路的影響 ,「中國芯」已經成為國家戰略發展方向,政策開始大力扶持。各行各業開始大量採用國產晶片替代進口晶片,促使國內IC設計公司的效益越來越好,行業人才工資越來越高。

1. 薪資水平和薪資發展

2018年本科或者大專畢業生在上海的初始平均工資在8K。這一水平高於上海畢業生就業工資水平2K左右。算是比較高的起點了。如果找到一家好的公司,初始公司10K也是有的。二三線層次會低點,但隨著人才的爭奪,工資水平也在慢慢的拉近。並且都會越來越高。

2. 模擬版圖工程師職業發展

未來的發展,3年內基本按照上圖的發展來走,一些人會一直做技術,成為一名資深版圖工程師,有些人會成為版圖經理,做一些管理類的工作。好消息是大部分人只要一直做下去都能成為一名資深工程師(manager級別)或者經理,壞消息是只有極少數人能成為技術專家或者總監這個級別。版圖工程師幹了很多年之後,有少數人也可以轉行,比如學習數字APR,做數字和模擬雙料的版圖

工程師,也可以去工藝廠做工藝的銷售人員,這是個很好的方向,可以經常飛國外出差。待遇優厚。或者轉做電路工程師,但這需要學習很多知識。

3. 地域分布

隨著國家級別的政策支持,全國各地都有相應的政策和資金支持,開設IC公司的城市越來越多,相信在過幾年,總有一款城市是你喜歡的。對於想回家家鄉的小夥伴來說也是一種福音。

一級就業城市:上海,北京,深圳,

二級就業城市:西安,武漢,合肥,成都,無錫,蘇州,杭州,廣州 ,南京

三級就業城市:重慶,哈爾濱,大連,長沙,瀋陽等

對於新人來說,剛畢業的時候,經驗的學習是比高工資要重要多,前期吸收的經驗越多,能力提升的越快後面工資漲幅越快,同時就算想轉型,提升職業內涵也更加容易些。所以對大家建議先去一級就業城市闖一闖。

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