年薪三十万+的数字后端设计工程师每天上班都在干啥?

2021-02-26 14:00:07 来源: 半导体行业观察
数字后端设计是什么?



数字后端,顾名思义,它处于数字IC设计流程的后端,属于数字IC设计类岗位的一种。 在IC设计中,数字后端所占的人数比重一直是最多的,而且随着芯片规模不断加大,后端工程师需要的人数将会越来越多。


一般来说,数字后端按岗位类别可以分为: 逻辑综合,布局布线physical design,静态时序分析(STA),功耗分析Power analysis,物理验证physical verification等岗位 。人才的需求量进一步加大,这也是现阶段数字后端工程师招聘量巨大的原因。


数字后端设计和数字前端设计的区别?




数字芯片设计流程


相对于数字前端设计 数字IC设计=数字前端设计? )来说,后端设计分为5个步骤,要做的事情是很多的,因此招人也非常多,在一些 大公司里,5个步骤每个都是有专人负责的。后端设计工程师需要掌握的东西会比较多,但是不要求每一项都很精通,是一个非常不错的选择~


后端和前端一样,也是一个很早就出现的非常重要的岗位。 虽然由于工作性质,它对代码编写的要求相对来说没前端那么高,但是各种EDA工具的使用、掌握多门脚本语言、分析报告、修错误都是其核心技能。如果对编程不感兴趣又想从事数字IC设计工作,那么选择数字后端是非常合适的。


因此,数字后端和前端相比,并不存在谁好谁坏的问题,两个岗位的薪资待遇和发展空间也是大致相同的。 求职的时候,建议大家更多地根据自己的技能基础和个人意愿去选择就好~


数字后端设计工程师要做什么?



①逻辑综合(Synthesis)

主要负责将RTL code转换为实际后端使用的netlist网表, 一个好的网表对布局布线的工作起到决定性作用。要尽可能做到performance, power, area的优化。尤其是现如今的一些要求高性能的设计,对综合的要求非常高。


综合质量很大一定程度上取决于综合软件的性能,业界流行的两个综合工具是Synopsys的Design Compiler和Cadence的Genus,熟练的掌握两个工具的使用方法是综合工作的一个基本条件。


②布局布线(PD)

布局布线是数字后端中占比最大的工作,主要负责netlist到GDSII的转化过程,步骤包括Floorplan,Place,CTS,Optimize,Route,ECO等,确保自己负责的模块满足时序还有物理制造的要求。同时,需要协同其他工程师,及时提供他们需要的文件,比如def, spef,网表等。是数字后端中最核心的工作。


布局布线对工具的依赖程度较强,而且工具操作相对来说较为复杂。业界较为常用的是cadence的Innovus软件和Synopsys的ICC,掌握这两大工具的使用需要花费一定的时间。


③静态时序分析(STA)

静态时序分析简称为STA,时序验证分析是数字后端中的重要一块内容,芯片需要满足各种corner下面的setup,hold时序要求以及其他的transition, capacitance, noise等要求。STA需要制定整个芯片的sdc约束文件,选择芯片需要signoff的corner以及全芯片的timing eco流程。是一份难度要求很高的工作。


静态时序分析通常通常需要掌握Synopsys的primetime以及cadence的tempus两大软件的使用方法。


④物理验证(PV)

物理验证也是tape out前的一项重要事项。如果物理验证有错,那芯片生产就会失败。在布局布线工具中,软件只能检查到金属层上的物理违反,而真正的物理验证需要检查到器件底层(base layer).因此,物理验证需要将金属层和底层金属合并到一起,进行全芯片的drc检查。同时,还需要做全芯片的LVS(版图与原理图一致性检查),ERC(电气规则检查)。确保芯片没有任何物理设计规则违反。


物理验证一般在mentor公司的calibre中进行,是业界标准的物理验证工具。


⑤功耗分析(PA)

功耗分析也是芯片signoff的重要一大块,随着现在芯片的规模越来越大,功耗在芯片的中的地位也越来越高。功耗分析的两大任务是分析IR drop(电压降)和EM(电迁移)。及时将结果反馈给布局布线任务组,让他们及时修改后端设计图,解决设计中潜在的问题。


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。


而且,数字后端工程师通常都是以一个项目组作为一个团队,前面说的这些任务都会分为不同的角色。 通常,一个项目中会有一名顶层工程师,一名STA工程师,一名功耗分析工程师,一名物理验证工程师以及若干名模块工程师,这些工程师需要相互合作,共同完成全芯片的RTL到GDSII的过程,同时确保没有时序以及物理验证上的违例。


数字后端设计工程师需要掌握的技能


数字后端主要以软件工具为主,需主要掌握以下软件(以cadence, synopsys,mentor公司为主)

布局布线:Innovus/Encounter, ICC2/ICC

综合:DC, Genus

物理验证:Calibre

静态时序分析:PrimeTime, Tempus

功耗分析:Redhawk, Voltus,PTPX


每种平台需要你掌握的技能不大一样,通常每种平台下学会一种工具即可。一个初级工程师想全部掌握这些技能也很难,如果这些工具你都会使用,就变成老司机了。

由于数字后端工程师需要跑一些自动化的任务,所以掌握必要的脚本语言也是必须的,比如掌握下面知识就显得比较重要:

Verilog

TCL

Perl

Python

所有的技术类岗位,主要看的两点就是: 专业技能(skills)和项目经验(experience) 所以除了上面列出的这些技能,你能实际做过一两个项目,哪怕是一些小模块的后端设计,也是很重要的,尤其是做项目过程中积攒的debug经验。


数字后端设计工程师的薪资待遇和职业发展



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这是最新的2021届后端设计秋招应届生的薪资情况 ,一线城市平均薪资大概在25万左右,二三线城市稍微低一些。

另外一个好消息是,国内现在在大力发展集成电路,所以最近几年的薪资都在不断上涨,5年之内应该都还会保持这个趋势。


数字IC设计工程师(前端&后端)职业发展路径


关于数字后端设计工程师的职业发展 ,未来的IC设计工程师的职业发展分为两条路径:一是技术专家路线,基本按照上图的发展阶梯来走,这些人会一直做技术,成为一名资深设计工程师;二是项目管理路线,有些人会成为设计经理,做一些管理类的工作。


设计工程师干了很多年之后,有少数人也可以转岗,比如转去做架构工程师,去EDA公司做应用工程师(AE),要么就索性创业。但是总的来说,绝大多数设计工程师还是会一直做下去,毕竟这个岗位还算一个天花板不低的岗位。


数字后端设计工程师入行门槛和条件



现阶段,数字后端工程师主要还是以招聘研究生和本科生为主,不过好消息是对专业的要求并不是很苛刻,并非集成电路方向不可,只要你掌握了上面的这些技能, 哪怕是不相关专业,比如材料、物理、自动化、机械等理工科专业,也是可以成功应聘数字后端设计工程师的。


学历本科也不要气馁,有工作经验的本科生,还是可以找到数字后端工程师的职位的。毕业学校一般的同学也不要气馁,985高校毕业,在求职时肯定是有优势的,但毕竟每年毕业生不多,在现在IC行业整体缺人的大背景下,企业依然会招收学校排名一般的学生,当然前提还是一样,有 专业技能(skills)和项目经验(experience)。


找工作,选择比能力更重要。 如果一开始选对了行业和岗位,就会比较容易取得成功。 现在的IC设计行业,有“钱途”也有前途,薪资高自不必说,如果进对了公司拿到了股权,也可以轻松实现财务自由,可以说是理工科生的黄金岗位之一。


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