【導(dǎo)讀】您可能聽過類似這樣的說法：“一切都將數(shù)字化，甚至訊號(hào)處理現(xiàn)在也以數(shù)字方式執(zhí)行。”或者，“現(xiàn)代半導(dǎo)體設(shè)計(jì)將盡可能地減少模擬成份，因?yàn)槟鸁o(wú)法輕松地將模擬電路移植到更小的制程幾何。”而這樣的例子不勝枚舉。
您可能聽過類似這樣的說法：“一切都將數(shù)字化，甚至訊號(hào)處理現(xiàn)在也以數(shù)字方式執(zhí)行。”或者，“現(xiàn)代半導(dǎo)體設(shè)計(jì)將盡可能地減少模擬成份，因?yàn)槟鸁o(wú)法輕松地將模擬電路移植到更小的制程幾何。”而這樣的例子不勝枚舉。
首先，設(shè)計(jì)工程師仍然需要模擬電路來連接數(shù)字世界。因此，模擬設(shè)計(jì)工程師仍然不可或缺，因?yàn)殡娫词悄M的、射頻(RF)系統(tǒng)是模擬的，而音頻產(chǎn)品也是模擬的。簡(jiǎn)言之，這個(gè)現(xiàn)實(shí)世界是模擬的。
如果您有機(jī)會(huì)與模擬產(chǎn)業(yè)的高層交流，他(或她)應(yīng)該會(huì)告訴您，模擬半導(dǎo)體公司并不受限于缺乏成長(zhǎng)機(jī)會(huì)，但卻可能因?yàn)槿鄙倏捎玫哪M設(shè)計(jì)工程師而受到限制。歡迎來到模擬設(shè)計(jì)的黑魔法！
圖1：現(xiàn)實(shí)世界的設(shè)計(jì)環(huán)境仍然需要大量的模擬訊號(hào)處理，包括增益、濾波、偏移校正、偏置和轉(zhuǎn)換。(圖片來源：Pulsic)
事實(shí)是，模擬設(shè)計(jì)工程從來不曾是一種“商品”。相反地，模擬設(shè)計(jì)專業(yè)知識(shí)一直都是彌足珍貴的。模擬設(shè)計(jì)是一種具有復(fù)雜和多重工程權(quán)衡的深?yuàn)W藝術(shù)，它無(wú)法像數(shù)字設(shè)計(jì)那樣從裝置實(shí)體中抽離出來。
同時(shí)，模擬設(shè)計(jì)比數(shù)位設(shè)計(jì)更具挑戰(zhàn)性，因?yàn)槌橄蠛驮O(shè)計(jì)自動(dòng)化程序顯著地簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)工作。真正要能精通模擬和混合訊號(hào)設(shè)計(jì)大約需要具備十幾年的經(jīng)驗(yàn)。Pulsic用戶支持總監(jiān)Mark Waller稱其為長(zhǎng)期“學(xué)徒制”(apprenticeship)，這可不是每個(gè)人都能接受的。“這就是為什么大多數(shù)電子/電機(jī)工程(EE)畢業(yè)生都被更簡(jiǎn)單的數(shù)字設(shè)計(jì)領(lǐng)域所吸引了。”
瑞薩電子(Renesas Electronics)物聯(lián)網(wǎng)(IoT)和基礎(chǔ)設(shè)施業(yè)務(wù)部執(zhí)行副總裁兼總經(jīng)理Sailesh Chittipeddi表示，尋求模擬設(shè)計(jì)工程人才的競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈了，尤其是在電源領(lǐng)域。然而，真正的競(jìng)爭(zhēng)并非來自其他半導(dǎo)體公司，而是來自亞馬遜(Amazon)、蘋果(Apple)、Google和微軟(Microsoft)等垂直整合的科技巨擘。“他們正持續(xù)吸收一些關(guān)鍵半導(dǎo)體設(shè)計(jì)人才。”
以Dialog Semiconductor 的案例來看，支持應(yīng)用處理器的整個(gè)電源管理團(tuán)隊(duì)都被Apple收購(gòu)了。Chittipeddi 說：“這些公司正在建立自家的處理設(shè)計(jì)能力，并圍繞此建構(gòu)在電源管理、感測(cè)和模擬方面的能力。”他并補(bǔ)充說，純粹的半導(dǎo)體業(yè)者所能提供的薪資待遇將很難與這些科技巨擘提供的條件相提并論。
目前的產(chǎn)業(yè)動(dòng)態(tài)也值得玩味——越來越多的半導(dǎo)體公司開始從硅谷等傳統(tǒng)的創(chuàng)新中樞向外出走。值得一提的是，Apple目前正在德州奧斯汀(Austin, TX)和北卡羅來納州(NC)成立辦事處，這兩個(gè)地區(qū)正是半導(dǎo)體公司期望挖掘工程人才之處。因此，半導(dǎo)體公司甚至不得不著眼于更遠(yuǎn)的地方，如烏克蘭和印度等地尋找人才。 Chittipeddi 說：“芯片公司求才若渴，在這方面從地域上變得多樣化并非出于其選擇，而是不得不然。”
自動(dòng)化會(huì)是解決之道？
因此，雖然低階模擬設(shè)計(jì)已經(jīng)成為商品，但半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)如何因應(yīng)高性能模擬設(shè)計(jì)技能的缺乏？Pedestal Research研究總監(jiān)Laurie Balch表示，雖然專業(yè)模擬設(shè)計(jì)人才的可用性不一定跟上步伐，但模擬工程師的機(jī)會(huì)比以往任何時(shí)候都更多了。“那是因?yàn)槟M設(shè)計(jì)不再是曾經(jīng)被認(rèn)為小眾的利基產(chǎn)品。”
解決模擬專業(yè)人才缺口的關(guān)鍵之一在于開發(fā)設(shè)計(jì)工具，這有助于消除模擬設(shè)計(jì)的一點(diǎn)神秘色彩，并且協(xié)助非專業(yè)人才參與模擬和混合訊號(hào)設(shè)計(jì)。“將更多可在模擬設(shè)計(jì)領(lǐng)域提供自動(dòng)化進(jìn)展的工具交到工程師手中，這對(duì)于工程界來說將是一個(gè)巨大的福音。”
Waller還看到了類似的發(fā)展趨勢(shì)。“越來越多的半導(dǎo)體公司日益尋求模擬自動(dòng)化，協(xié)助其縮小對(duì)于新電路的需求與可用人才之間的差距。”他補(bǔ)充說，自動(dòng)化有望提高現(xiàn)有和經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)師之生產(chǎn)力，并加速新的人才發(fā)展。“它減少了『多邊推動(dòng)』所花費(fèi)的時(shí)間，并使工程師能夠?qū)Ｗ⒂谄潆娐分械闹匾獌?nèi)容。”
圖2：雖然工具可用于較小的模擬電路，如放大器、轉(zhuǎn)換器和驅(qū)動(dòng)器，但當(dāng)您轉(zhuǎn)向較大的模擬系統(tǒng)時(shí)，它將會(huì)變得更具挑戰(zhàn)性。(圖片來源：Siemens Software)
在模擬設(shè)計(jì)領(lǐng)域，渴望更多自動(dòng)化工具并不是什么新鮮事，但業(yè)界觀察家對(duì)此發(fā)展前景大多持懷疑態(tài)度。這是因?yàn)楣ぞ呖梢詧?zhí)行更簡(jiǎn)單的任務(wù)(如布局)，但像是電流源極和汲極等更智能的設(shè)計(jì)，仍然需要人為介入。不過，這方面在最近總算取得了一些進(jìn)展。
例如，Siemens Digital Industries Software推出了一款電源完整性驗(yàn)證解決方案，能夠滿足大量數(shù)字以及模擬和混合訊號(hào)模塊的需求。mPower工具組可以將動(dòng)態(tài)分析從以往僅限于幾百萬(wàn)個(gè)晶體管擴(kuò)展到數(shù)億個(gè)晶體管。
（來源：AspenCore旗下EDN姐妹媒體Planet Analog，作者：Majeed Ahmad，EDN/Planet Analog主編）
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