104人力銀行近日公布《2025年科技業(yè)人才報(bào)告書(shū)》，模擬IC設(shè)計(jì)工程師的年薪中位數(shù)達(dá)155萬(wàn)元新臺(tái)幣，成為科技業(yè)“非主管職”最高薪。
模擬IC是什么？為什么不能被取代？
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，模擬IC（Analog Integrated Circuit）是處理“連續(xù)變化電壓或電流信號(hào)”的芯片。模擬混合信號(hào)工程師納尼?阿達(dá)尼（Nanik Adnani）解釋?zhuān)MIC工程師就是在’設(shè)計(jì)、創(chuàng)造或調(diào)整那些能夠產(chǎn)生連續(xù)變化信號(hào)的電子集成電路”。
這些信號(hào)來(lái)自現(xiàn)實(shí)世界的聲音、光、溫度、壓力等感測(cè)數(shù)據(jù)，舉例對(duì)智能手機(jī)說(shuō)“Hey,Siri”，聲波會(huì)經(jīng)麥克風(fēng)轉(zhuǎn)成電壓信號(hào)，再以模擬IC放大濾波，經(jīng)ADC（模擬轉(zhuǎn)數(shù)字）轉(zhuǎn)成數(shù)字信號(hào)，才能送進(jìn)AI模型分析。
換言之，沒(méi)有模擬IC，AI就無(wú)法“聽(tīng)到”你的聲音，也無(wú)法“看到”影像或“感應(yīng)”外部世界的信息。
車(chē)用電子、工業(yè)自動(dòng)化、5G通訊、物聯(lián)網(wǎng)、穿戴式裝置等新興應(yīng)用領(lǐng)域，模擬IC扮演關(guān)鍵角色。每個(gè)傳感器模塊背后，都需要一組精準(zhǔn)穩(wěn)定的模擬前端；每一個(gè)AI SoC（System-on-Chip），都藏著不容忽視的電源管理與信號(hào)處理模塊，這些都是模擬IC工程師要下的工夫。
模擬IC工程師在做什么？需要什么專(zhuān)業(yè)能力？
你可以把模擬IC工程師想象成與現(xiàn)實(shí)世界連結(jié)的“模擬橋梁”，模擬IC工程師熟稔的電路學(xué)就像魔法，可把生活中電子產(chǎn)品需求“變出來(lái)”。
模擬IC工程師通常要具備以下能力：
深厚的電路理論與電子學(xué)基礎(chǔ)，包含晶體管特性、回授理論、噪聲分析等。
熟練的電路仿真工具，如Cadence Spectre、HSPICE等，進(jìn)行前端模擬與驗(yàn)證。
制程與layout敏感度，微小布局差異都可能造成電路失效，需與后端工程師密切合作。
跨領(lǐng)域溝通能力，與布局IC工程師、數(shù)字IC工程師協(xié)作，設(shè)計(jì)符合整體效能與功耗目標(biāo)的電路。
這些技術(shù)能力之外，還需有異于常人的耐性、細(xì)膩與強(qiáng)大的溝通能力。模擬IC設(shè)計(jì)沒(méi)有絕對(duì)正確的“標(biāo)準(zhǔn)答案”，每一個(gè)案子都可能是全新挑戰(zhàn)，也因此充滿藝術(shù)與創(chuàng)造性的成分。
模擬IC工程師的養(yǎng)成有多難？為何人才這么缺？
模擬IC工程師，需要深入理解半導(dǎo)體制作的每個(gè)環(huán)節(jié)，含設(shè)計(jì)、布局、制造、量測(cè)和測(cè)試。模擬IC工程師還需要懂整套電路組件的物理狀態(tài)，在放大器、電源模塊、濾波器、振蕩器、ADC/DAC等電路，進(jìn)行晶體管級(jí)的參數(shù)設(shè)計(jì)與模擬。
由于要了解一堆電子電路學(xué)導(dǎo)論，模擬IC工程師通常都是研究所出身，即便是剛出社會(huì)的新鮮人，也需要為了銜接學(xué)界和業(yè)界的差異，訓(xùn)練個(gè)三至五年。
加拿大國(guó)家研究委員的半導(dǎo)體主管布萊恩?肯尼迪說(shuō)：“相信我，這些模擬IC工程師的功夫可不是憑空來(lái)的，都是靠多年實(shí)戰(zhàn)、在工程現(xiàn)場(chǎng)一點(diǎn)一滴熬出來(lái)的，幾乎可以說(shuō)是門(mén)黑魔法了。”
有PTT業(yè)界人士分享，模擬IC設(shè)計(jì)相當(dāng)吃經(jīng)驗(yàn)，基本的電子學(xué)和電路學(xué)只是入門(mén)，真正的關(guān)鍵在“數(shù)學(xué)直覺(jué)”和物理常識(shí)。“而這種直覺(jué)是做過(guò)幾百條IC布局（layout）與量測(cè)、踩過(guò)一堆雷才會(huì)有的?！?/p>
中國(guó)臺(tái)灣電子、電機(jī)相關(guān)科系學(xué)生多傾向選擇數(shù)字IC設(shè)計(jì)，原因在模擬IC門(mén)坎高、教材少。數(shù)字IC有大量開(kāi)源工具與范例，模擬電路學(xué)習(xí)資源相對(duì)冷門(mén)。且模擬IC工程師養(yǎng)成時(shí)間長(zhǎng)，從新鮮人到能獨(dú)當(dāng)一面，往往需要五年以上歷練。
還有，錯(cuò)誤代價(jià)高！一條小電路設(shè)計(jì)錯(cuò)了，整個(gè)芯片可能報(bào)廢，極度高壓，責(zé)任也大。
產(chǎn)業(yè)需求高漲，資深的模擬IC工程師成為各大IC設(shè)計(jì)公司爭(zhēng)搶的人才。一位半導(dǎo)體業(yè)資深人資坦言：“數(shù)字IC工程師缺口是大，但模擬IC工程師是有錢(qián)都不一定請(qǐng)得到人?！?/p>
AI時(shí)代為什么讓模擬IC工程師身價(jià)上漲？
AI發(fā)展的越強(qiáng)大，和真實(shí)世界的連結(jié)就越重要，這橋梁掌握在模擬IC工程師手上。如今AI不再只活在云端或數(shù)據(jù)中心，越來(lái)越多應(yīng)用發(fā)生在自駕車(chē)、智能音箱、工業(yè)機(jī)器人、穿戴裝置、智能醫(yī)療等真實(shí)生活。這些應(yīng)用都要“聽(tīng)得見(jiàn)、看得見(jiàn)、感覺(jué)得到”，聲音、圖像、溫度、壓力、加速度等原始數(shù)據(jù)，統(tǒng)統(tǒng)是模擬信號(hào)，需要模擬IC處理放大、濾波、轉(zhuǎn)換，AI模型才能“看懂”或“聽(tīng)懂”。
過(guò)去，大家用的是通用CPU、GPU，模擬IC只要設(shè)計(jì)一次，就可以用很久?，F(xiàn)在進(jìn)入AI應(yīng)用碎片化時(shí)代，手機(jī)、車(chē)用、智能音箱、行車(chē)記錄器、無(wú)人機(jī)、服務(wù)器，各種客制化芯片設(shè)計(jì)需求大爆發(fā)。
這也帶動(dòng)模擬IC“跟著客制化”：不同電壓、不同封裝、不同接口，都要不同設(shè)計(jì)。問(wèn)題是：模擬IC不像數(shù)字IC有工具可產(chǎn)生，模擬設(shè)計(jì)得“一筆一畫(huà)自己畫(huà)”，人才養(yǎng)成超級(jí)慢。
換句話說(shuō)，沒(méi)有模擬IC，AI根本接收不到外部世界的信號(hào)，若沒(méi)有這個(gè)橋梁，AI無(wú)法知道現(xiàn)實(shí)世界長(zhǎng)什么樣子。這是模擬IC工程師在AI時(shí)代越來(lái)越夯的原因。
