《胡说IC》读书笔记

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专业术语

  • IC:半导体集成电路:Integrated Circuit
  • CMOS:Complementary Metal Oxide Semiconductor(互补金属氧化物半导体)的缩写。它是指制造大规模集成电路芯片用的一种技术或用这种技术制造出来的芯片。CMOS_百度百科
  • DRAM:单晶体管动态随机存储器。
  • NVM:非挥发性存储器,又称非易失性存储器,简称NVM,是指存储器所存储的信息在电源关掉之后依然能长时间存在,不易丢失。非挥发性存储器_百度百科
  • ASIC:专用集成电路,Application Specific Intergrated Circuits,满足特定需求的集成电路。
  • FPGA:现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array),同一片FPGA通过不同的编程数据可以产生不同的电路功能。
  • SPEC:规格说明书。
  • 半导体,是一种导电性能介于导体到绝缘体的材料,最常用的材料是硅和锗,其最重要的特性之一就是:用一种叫做参杂的步骤,刻意加入某种杂质并应用电场来控制其导电性。
  • 摩尔定律:芯片每18个月集成度增加一倍,价格下降一半。

背景信息

2000年世界IC产业向亚洲转移。

近几十年来每一次科技革命几乎都来自于电子信息领域。微电子技术史上的里程碑:

  1. 1948年贝尔实验四发明了晶体管

  2. 1958硅平面工艺和TI公司发明集成电路

产业链

整个电子产业来看,大致分为:硬件产业,软件产业,互联网产业(信息服务产业)。

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集成电路芯片生产过程:芯片公司设计 - 芯片代工厂生产 - 封测厂进行封装测试 - 整机商采购用于整机生产。

一般芯片供应商分为两类:

  • IDM:Integrated Device Manufacture,垂直集成模式,就是产业链一条龙,每个环节自己都可以做。如三星,intel,IBM。
  • Fabless:自己设计芯片,推广销售芯片,生产相关的就外包给制造厂商。如高通、博通、联发科。
  • Fab-lite:相对于IDM和Fabless,其部分产品依靠自己的Fab制造,其他需要更先进制程或大笔资金投入的产品则委托给专门的Fab(如台积电)进行代工。
  • Fundry:晶圆芯片生产代工厂商,主要承接Fabless的芯片生产委托。如台积电TSMC,GlobalFoundry,中芯国际(SMIC)、台联电(UMC)。
  • 封测厂:承接Flabless的封装测试任务,有日月光ASE,安靠Amkor,江苏厂电。

代工厂和封测厂的主要成本在于:生产线投资(重资产),工艺开发,需要大规模的订单才可以支持生产线的利润。

EDA

Electronic Design Automation,电子设计自动化。是芯片的电路设计、性能分析、设计出IC版图/PCB版图的软件。典型公司有:Cadence、Synopsys,该领域就业面十分窄,但是稳定性非常高。

IP核

Intellectual Property,知识产权(智能的属性),是一个预先设定好的电路功能模块,其意义在于抽象出了公共模块,加速芯片设计开发时间。IP核的主要提供方式:Fundry和独立的IP核提供商。ARM和MIPS就是非常典型的IP核提供商。

IP核提供商的商业模式基本是:

  • 一大笔IP技术授权费。这主要覆盖了公司IP核的研发成本。

  • 使用了该IP核的芯片开卖了之后,每片芯片分成1~3%。这是IP核公司的主要盈利部分。

IC设计服务行业(Design Service)

代表有芯原科技VeriSilicon,GUC,eSilicon,灿芯。

IC设计行业

将系统、逻辑、性能的设计要求转化为具体的物理版图的过程。这是整个IC行业最重要和最具创新的环节。该类人才是国内半导体行业最需要的。

2012年全球前20的Fabless IC设计公司

高通;博通;AMD;英伟达;联发科;迈威尔科技;闪迪公司;LSI Corp;安华高;赛灵思;阿尔特拉;豪威科技;晨星;联咏科技;群联电子;CRS Plc;瑞昱;戴乐格半导体;奇景光电;展讯;

2012年中国前十大IC设计公司

海思半导体;展讯通信;锐迪科微电子;中国华大集成电路设计集团;杭州市兰微电子;格科微电子;联芯科技;国微科技;北京中星微电子;北京中电华大电子设计;

IC晶圆制造行业Fundry

芯片制造代工厂,根据设计公司提供的GDFS-II格式版图数据,首先制作掩膜Mask,将版图数据定义的图形固化到铬板的一套掩膜上。一张掩膜一方面对应了版图设计中的一层图形,另一方面对应于芯片制作中的一道或多道工艺。这过程叫做”流片“,工期大概是3个月2014年一次28nm的IC项目流片一次就需要200万美金的成本。

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IC封装

把类似台积电Fundry生产出来的芯片裸片(die)封入一个密封的空间,引出引脚,作为一个基本的元器件。

IC测试

检测出在制造过程中由于物理缺陷导致的不合格品。

通常封装和测试是一起的,即做完封装后直接测试,也有单独的封装厂和单独的测试厂。

  • 单独的封装厂有:日月光;安靠;星科金朋;矽品;南通富士通;江苏长电;天水华天;
  • 单独的测试厂商:日月光;安靠;

半导体设备和材料

制造半导体的主要材料是:硅;半导体设备的种类非常多,是IC产业链的掌上明珠,产业链最上游的环节,都是高端精密制造设备,垄断在美国,日本,荷兰三个国家手里。

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国内有北方微电子,上海中微半导体,北京七星华创等公司。

IC分销和代理行业

作为整机制造商的IC供应方和IC设计公司的销售渠道,是IC产业链的最端的一个环节。

IC行业的职位

  • 算法工程师:需要懂更加高端的数学知识,只懂微积分是不够的,随机过程和信号处理是必备知识。还有多读IEEE的协议。
  • 数字前段设计工程师:熟悉各种门(与非门)设计,将概念想法变为网表。
  • 芯片验证工程师:验证所设计的逻辑代码是否符合预期,是否实现了预定的规范。(如是否实现了H.264的解码功能)
  • 后端设计工程师:将前端设计工程师给出的门级网表(netlist)转换成标准的GDS文件,又被称为设计实现or物理设计。前端工程师保证芯片的功能正确,后端在生产之前保证芯片的实现正确
  • 模拟IC设计:处理连续性的光、声音、速度、温度等自然模拟信号的IC被称为模拟IC。模拟IC处理的这些信号都具有连续性,可以转换为正弦波研究,而数字IC处理的是非连续性信号,都是脉冲方波。
  • 版图工程师(layout engineer):将前端设计产生的门级网表,通过EDA软件进行布局布线和物理验证,最终产生供制造用的GDSII数据的过程。主要工作职责有:芯片物理结构设计、逻辑分析、建立后端设计流程、版图布局布线、版图编辑、版图物理验证、联络代工厂并提交生产数据。
  • 产品工程师(Product Engineer/ Product Owner),其在产品事业线里担任着非常重要的角色,他负责一个产品从生到死的全部过程,他既扮演者项目管理者的角色,又在产品研发和量产过程中遇到技术难题时能够利用自己的专业知识和广泛的经验提出技术建议,从而提高团队效率. 其角色非常类似于互联网行业的“产品经理”的角色。

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  • 测试工程师:用各种方法检测在制造过程中由于物理缺陷引起的不合格的样品。没有完美的产品,也没有完美的测试的,测试的艺术在于使产品和设计趋于完美。测试成本和产品质量之间要达成一个完美的平衡以最小的成本获取需要的质量等级
  • FAB工程师:即Fabrication(工厂),该领域包含了一大堆的芯片代工厂的职位。台积电就是最好的代表.
  • 封装工程师:
    • 封装:将硅片上的电路管脚(I/O)用导线接引到外部街头处,以便于PCB上其他器件连接。常见的封装方式有:BGA,PGA,FC-PGA,等等。
    • 职位包含:封装工艺工程师(Process Engineer);封装设计工程师(Package Engineer);等等职位。
  • 硬件设计工程师
    • 在整机公司里: 做硬件开发,被称为“硬件工程师”or“系统工程师”
    • 在IC公司里: 又称为“IC应用工程师”,随着IC行业的发展,IC公司已经不仅仅局限于芯片的销售,同时也会提供芯片的整体解决方案solution和评估板evaluation board;在IC公司里硬件开发的主要目的是如何在硬件系统里将公司芯片的性能发挥到极致
  • 嵌入式软件工程师:以实际应用为目标,以计算机技术为基础,并且软硬件可裁剪,适用于对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。一般由 微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统、用户程序 组成。
    • 按照处理器分类:ARM、MIPS、X86、PowerPC
    • 按照OS分类:LInux,WinCE、VxWorks
    • 按应用分类:消费电子产品、通信产品、监控产品
  • IC市场营销
    • 定义:Marketing 负责公司信息搜集、市场分析、战略规划、营销企划、运营计划、品牌推广的部门。是公司的信息中心和决策中心。
    • Marketing vs Sales最大的不同是,他站在全局和整个公司的利益角度看待问题。Marketing的水平和能力在很大程度上决定了公司的未来。
    • 横向的分类 :
      • 产品市场: 制定公司的发展路线和新产品的开发战略。主要工作职责包括:竞争对手产品分析、信息收集、市场分析、战略制定、新产品定义、研发项目管理 等。此工作是Marketing的重中之重,必须以客户和市场为导向。做正确的事永远比正确地做事重要。
      • 市场运营: 负责现有产品的营销策略和运营计划。主要工作职责:新产品的导入、现有产品的推广、产品的市场定位和价格策略、渠道管理,以及市场预测建议生产计划 等。
      • 市场拓展(商务拓展):负责拓宽产品渠道,在上下游产业链中寻找商机,开发和维护公司合作伙伴、建立战略伙伴 等。
      • 市场宣传: 负责公司产品的推广、品牌宣传策略。主要职责有:媒体关系处理、展会安排、宣传材料的制定、对销售和代理的培训 等。
    • 纵向的分类 : 就是按照“产品线”会有PLM:Product Line Manager,即产品线经理,其负责管理产品线并对该产品线相关的事务负责,涉及上面横向分类中的部分甚至全部职责。
    • 从MMaster公司的营销总监的访谈中学习到的一点:
      • 对保证团队战斗力方面的建议:建立共同的核心价值观。很多人把这个归结为某人的沟通技巧好,沟通能力强,然后却本末倒置了。实际上“只有在有共同的目标,共同或者相同价值观和相对兼容的操作体系”下,很多事情才可以拿出来谈,而所有这些都建立在信任的基础之上
      • 对销售和研发部门的分工协作的建议:
        • 市场营销部门应该对一线市场足够熟悉、对生意模式和玩法把握到位
        • 前线的兄弟要把自己的感受、市场状态、运行方式有效地传递到研发端,让研发端也要了解基本的“生意经”,让大家都在参与进去,都要清晰规则要隘,否则研发端会感觉自己就是个被动的参与者,非常容易产生矛盾
  • IC销售工程师Sales:负责产品在国内外的推广和销售、产品销售渠道的建设及完成渠道销售的任务。其工作职责有:
    • 定期摆放客户维持关系,管理代理商,挖掘新客户
    • 负责现有产品的报价,跟踪新客户新方案,实现销售目标。产品的报价必须要在了解这些因素之后才可以得出:采购时间、采购数量、采购频率、预期价格、竞争对手报价,等。
    • 负责产品全生命周期的跟踪协调,可以认为是个项目管理的事儿。
    • 销售预测、代理商库存管理.
    • 市场/技术/产品/竞争对手等信息收集,跟 Marketing保持密切配合。
    • 新产品推广宣传,参加展会。
  • FAE(Field Application Engineer):现场应用工程师/技术支持工程师,隶属于销售部or市场部。主要职能有:
    • 售前 :对客户进行技术引导,给销售人员引流;
    • 售后 :对客户进行技术指导,将市场信息反馈给研发人员;

学习到一个新的知识点

IC设计分工越细,参与的人就会越多,表面看是缩短了开发时间,实际上产品的质量风险加大了,因为参与的人其设计风格思路习惯水平差异很大,最后debug时间很多,然后产品就一再delay,所以,最好的办法就是用尽量少的精兵一气呵成,当然这帮人就的持续加班。【这个例子用在高科技行业的任何一个专业技术领域都是适用的】

职业生涯的中长期规划路线

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在看书过程中,对市场营销这块的讲述特别有印象,帮我解答清楚了marketing和sales的区别。IMG_4821

其他学习资料

芯片制造过程

CPU工作原理

行业动态

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