教你成為優(yōu)秀的模擬集成電路設(shè)計工程師

怎么來訓練一個剛剛畢業(yè)的工程師呢?我只能從我所從事的領(lǐng)域出發(fā)，模擬集成電路設(shè)計，我會提供一些在其他工程領(lǐng)域同樣有效的建議，讀者可以為他(她)自己的工作制定相應的計劃(Program)。

　　1. 起初，畢業(yè)生會被分配到應用工程師的工作。應用工作是公司與客戶公眾間的技術(shù)紐扣，這個組會接客戶的電話來回答客戶的技術(shù)問題，然后在沒有技術(shù)資料或者設(shè)計師的幫助下，通過在實驗室里搭建各種電路來幫助客戶解決各自的特定問題。接電話只是應用工作的一半，他們會用公司的產(chǎn)品開發(fā)應用電路，然后寫出一些技術(shù)文章，通常是發(fā)表在像EDN這種銷售雜志上。他們會寫一些應用文檔(Application Notes)，這會有助于教客戶如何實際使用公司的產(chǎn)品。成熟(Welll Developed)的應用部門也會寫Datasheet(譯者：這個單詞我從來沒有翻譯過，等會翻譯了再說吧)，這樣會減輕設(shè)計工程師的擔子，但是也會使公司的文檔在質(zhì)量上和一致性上提高一個層次。我在這個行業(yè)里頭兩年的工作就是這個。有一次我曾經(jīng)讓一個芯片重新設(shè)計，因為很簡單，當我在為這個芯片寫Datasheet的時候我發(fā)現(xiàn)它不能為最終應用提供出足夠的功能。當然了，設(shè)計工程師一直都認為他們的芯片足夠好。一個真正適應了工作的應用工程師可以參與到對新產(chǎn)品的選定工作中。

　　這個安排的要點是教會未來的設(shè)計工程師們知道：應該設(shè)計什么，客戶需要什么(而不是想要什么)，怎樣與工廠交流，還有市場上大致的信息。我不會讓畢業(yè)生立即與客戶直接溝通，首先他們會為新產(chǎn)品寫Datasheet，然后要求他們在實驗室里搭建與工廠中使用我們芯片的類似的電路。在高級應用工程師的指導下，我們會要求他撰寫應用文檔。我相信對于設(shè)計工程師來說，開發(fā)優(yōu)秀的工程寫作能力是非常重要的。

　　幾個月后，他們就可以回答客戶的電話了。我想前幾個電話應該由高級工程師陪同，然后在電話后再教年輕的工程師。讓工程師盡可能的在客戶面前表現(xiàn)出專業(yè)和有助于客戶，來顯示出公司的良好形象，這是非常重要的。我們中的大多數(shù)給其他公司打電話尋求解決產(chǎn)品問題的幫助時，只能得到一些沒用的重復。

　　這種應用的工作會全職的持續(xù)6個月，然后再持續(xù)干6個月半天，比如說上午，對于我們這些西海岸的人來說。

　　2. 提取器件模型可以是下一個半職工作時間中的安排(上午App，下午Modeling)。在模擬電路設(shè)計中，使用精確、復雜的模型參數(shù)應用到電路模擬器中是非常重要的。在開始的時候，沒有好的模型會使我們不斷地重復設(shè)計，并且絕大多數(shù)設(shè)計師從來就沒有一個足夠精確的模型。當電路的速度變得越來越快的時候，模型的準確性就變得很致命了。更大一些的公司有模型參數(shù)組(Modeling Group)，或者要求工藝開發(fā)工程師寫模型。在我之前曾經(jīng)工作過的大公司里，我發(fā)現(xiàn)其實這些組的數(shù)據(jù)并不準確。最近我們通過器件實例和一個知名的模擬器公司提供的模型對比做精度檢查，我們發(fā)現(xiàn)他們的數(shù)據(jù)純粹就是垃圾，因此我們靠自己自己準確的提取器件模型。

　　這是一個普遍的設(shè)計需求，我會讓年輕的工程師在高級工程師的指導下，教他們這一領(lǐng)域的一些訣竅，然后從工藝實例中提取參數(shù)模型。這項工作也是一個將工程師浸泡在部門的仿真的各個步驟中的好機會，因為通過對模型參數(shù)進行電路仿真模擬數(shù)據(jù)與測試參數(shù)擬合，模型參數(shù)需要被不斷地驗證和修改。這是個十分乏味的工作，它包括大量的細心的測量和推算，所以需要大概三個月的半職工作來重新描述一個工藝的特性。提取器件模型的工作確實可以給工程師一些基本概念：為了適合于不同的電路應用要求，器件在電路和尺寸上的限制，這些概念中有些真的很神奇，有的對實際的技術(shù)能力非常有益，而且這些概念可以正確評價設(shè)計中需要的精度和細節(jié)問題。

　　由于提取器件工作冗長乏味，很少的設(shè)計公司具備現(xiàn)有工藝的精確模型。

　　3. 然后布置一些版圖的工作就比較合適了。在ELantec我們的很多設(shè)計工程師都會完成自己新片的部分版圖設(shè)計，但是這在業(yè)內(nèi)是非常少見的。通常的做法是設(shè)計工程師向版圖工程師提供并不充足的設(shè)計信息，然后在版圖設(shè)計的細節(jié)上與他們爭吵，浪費很多時間。設(shè)計師通常對最終的版圖檢查得并不仔細，偶爾還會堅持修改那些本來很早就應該檢查到的地方。當項目不能按時完工的時候，設(shè)計師也會指責版圖工程師。這種事情每時每刻都在發(fā)生。

　　我會讓年輕的工程師在半職工作的第二個三個月的時間里，接手一個簡單的版圖工作。他會為另外一個設(shè)計工程師畫版圖，然后觀察堆積在他身上的沒有效率之處，希望是通過眼睛來預防它們在將來在自己身上發(fā)生。實際上，我們這些設(shè)計師發(fā)現(xiàn)畫自己的電路非常有用，你能感覺到什么類型的電路適合于版圖設(shè)計，什么是優(yōu)秀的用于傳給版圖工程師的電路信息，并且你會面對器件匹配、電流/功率密度等問題。設(shè)計師還會獲得在版圖設(shè)計之前估計電路的版圖尺寸的能力。最終能夠得到的是提高工程師的管理多人項目的能力。

　　4. 第一個真正的設(shè)計工作可以在第二年頭上開始。這個項目應該是被保證能夠成功的，比如說把已經(jīng)存在的電路A與已經(jīng)存在的電路B連接起來，這種工作不需要創(chuàng)新，只是出于經(jīng)濟上的考慮。這是現(xiàn)代模擬IC設(shè)計的趨勢：為成功的芯片繼續(xù)精心設(shè)計，增加新的功能。年輕的工程師會被一個高級工程師監(jiān)督，這個高級工程師一般就是待增進的芯片的初始設(shè)計者。高級工程師被授予管理年輕的工程師的權(quán)利，而且應該為這個項目的結(jié)果負責。我們不應該過早的考察年輕工程師對項目的管理能力，這對他們不公平。年輕工程師當然也會為自己的電路畫版圖，然后測試芯片，然后寫Datasheet。這段工作時期是為期5個月的全職設(shè)計工作，在等流片歸來的時間不計算在內(nèi)，然后再是為其兩個月的全職測試工作。

　　5. 現(xiàn)在第一個獨自的設(shè)計(Solo)可以開始了。工程師已經(jīng)被帶著經(jīng)歷了設(shè)計的每一個步驟，除了產(chǎn)品的開發(fā)。產(chǎn)品開發(fā)是設(shè)計師(我們只有當年輕工程師設(shè)計的芯片進入量產(chǎn)以后才會改稱他們?yōu)椤霸O(shè)計師”)從市場部獲取產(chǎn)品細節(jié)然后將這些細節(jié)重組為一個更加可以被生產(chǎn)在硅片上的定義。在初始化產(chǎn)品定義的最后，設(shè)計師應該能夠像公司報告預期的產(chǎn)品規(guī)范、功能和芯片尺寸。修改市場的初始需求通常會有很多困難和犧牲，這需要被設(shè)計經(jīng)理監(jiān)督。新項目大概將會繼承類似現(xiàn)有的技術(shù)。年輕的設(shè)計師在這里會被允許使用一個版圖工程師了，但是應該有可能需要最后一次測試芯片并且寫Datasheet。

　　這個辦法會用去兩年多的時間，但是這樣做從一開始對公司來說都是值得的。長遠來說，公司會用大約三年時間獲得一個成熟的設(shè)計師，而不是一般的至少七年時間。這也是一個在不招致破壞員工情緒和不影響項目的前提下，來觀察我們預期的工程師們會在哪里遇到困難的好機會。這些畢業(yè)生們也能夠決定設(shè)計這條路對自己來說是否真的合適，而學徒的過程正好為他們跳往其他職業(yè)提供了很多機會。

　　我喜歡藝術(shù)職業(yè)中的這些概念：學徒工、學徒期滿的工人和大師。如果你在這個行業(yè)里干了足夠長的時間，你就能獲得“高級”或者“職員”這樣的稱謂。其實這是職位上的“通貨膨脹”，我在我們這行很少看見大師，我們中的絕大多數(shù)都屬于學徒期滿之流。我沒有把統(tǒng)一的內(nèi)涵放在形式上，我只是想要強調(diào)技能。

　　有一些工程師在剛剛畢業(yè)的時候就做好了為公司賺錢的準備，但是非常少。大多數(shù)工程師都很稚嫩，需要被培養(yǎng)成為真正的工程師。對于公司來說，這是一個應該訓練他們的人，限制不應承受的失敗的時候了。我曾經(jīng)在一個非常出名的IC設(shè)計公司工作了5年，它們喜歡吹噓他們20%的利潤都返回到研發(fā)工作中。但實際上，這個公司的組織非?；靵y以至于多半數(shù)的開發(fā)項目都失敗了。對于項目的管理很混亂不說，這公司還喜歡于”把一個工程師和一個項目都向著墻扔去，然后看他倆哪個能粘在墻上”。大多數(shù)被扔出去的設(shè)計師都是剛畢業(yè)不久的。

　　我們應該通過上述的學徒過程來指導畢業(yè)生，來保護他們的激情和能量，來為我們大家確保一個更好的行業(yè)整體。