在 IC 生產(chǎn)流程中，數(shù)字ic設(shè)計(jì)，IC 多由** IC 設(shè)計(jì)公司進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計(jì)，像是聯(lián)發(fā)科、高通、Intel 等大廠，都自行設(shè)計(jì)各自的 IC 芯片，提供不同規(guī)格、效能的芯片給下游廠商選擇。因?yàn)?IC 是由各廠自行設(shè)計(jì)，所以 IC 設(shè)計(jì)十分仰賴工程師的技術(shù)，工程師的素質(zhì)影響著一間企業(yè)的價(jià)值。然而，工程師們?cè)谠O(shè)計(jì)一顆 IC 芯片時(shí)，究竟有那些步驟？設(shè)計(jì)流程可以簡(jiǎn)單分成如下。

設(shè)計(jì)步，訂定目標(biāo)

在 IC 設(shè)計(jì)中，的步驟就是規(guī)格制定。這個(gè)步驟就像是在設(shè)計(jì)建筑前，先決定要幾間房間、浴室，有什么建筑法規(guī)需要遵守，在確定好所有的功能之后在進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣才不用再花額外的時(shí)間進(jìn)行后續(xù)修改。IC 設(shè)計(jì)也需要經(jīng)過(guò)類似的步驟，數(shù)字ic設(shè)計(jì)公司排名，才能確保設(shè)計(jì)出來(lái)的芯片不會(huì)有任何差錯(cuò)。

規(guī)格制定的步便是確定 IC 的目的、效能為何，對(duì)大方向做設(shè)定。接著是察看有哪些協(xié)議要符合，像無(wú)線網(wǎng)卡的芯片就需要符合 IEEE 802.11 等規(guī)范，不然，數(shù)字ic設(shè)計(jì)行業(yè)，這芯片將無(wú)法和市面上的產(chǎn)品兼容，使它無(wú)法和其他設(shè)備聯(lián)機(jī)。后則是確立這顆 IC 的實(shí)作方法，將不同功能分配成不同的單元，并確立不同單元間鏈接的方法，如此便完成規(guī)格的制定。

設(shè)計(jì)完規(guī)格后，接著就是設(shè)計(jì)芯片的細(xì)節(jié)了。這個(gè)步驟就像初步記下建筑的規(guī)畫(huà)，將整體輪廓描繪出來(lái)，方便后續(xù)制圖。在 IC 芯片中，數(shù)字ic設(shè)計(jì)和嵌入式，便是使用硬件描述語(yǔ)言（HDL）將電路描寫(xiě)出來(lái)。常使用的 HDL 有 Verilog、VHDL 等，藉由程序代碼便可輕易地將一顆 IC 地菜單達(dá)出來(lái)。接著就是檢查程序功能的正確性并持續(xù)修改，直到它滿足期望的功能為止。

▲ 32 bits 加法器的 Verilog 范例。

有了計(jì)算機(jī)，事情都變得容易

有了完整規(guī)畫(huà)后，接下來(lái)便是畫(huà)出平面的設(shè)計(jì)藍(lán)圖。在 IC 設(shè)計(jì)中，邏輯合成這個(gè)步驟便是將確定無(wú)誤的 HDL code，放入電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化工具（EDA tool），讓計(jì)算機(jī)將 HDL code 轉(zhuǎn)換成邏輯電路，產(chǎn)生如下的電路圖。之后，反復(fù)的確定此邏輯閘設(shè)計(jì)圖是否符合規(guī)格并修改，直到功能正確為止。

學(xué)習(xí)“數(shù)字集成電路基礎(chǔ)”是一切的開(kāi)始，可以說(shuō)是進(jìn)入數(shù)字集成電路門(mén)檻的步。CMOS制造工藝是我們了解芯片的節(jié)課，從生產(chǎn)過(guò)程（宏觀）學(xué)習(xí)芯片是怎么來(lái)的，這一步，可以激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣，產(chǎn)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力。

接下來(lái)，從微觀角度來(lái)學(xué)習(xí)半導(dǎo)體器件物理，了解二極管的工作原理。進(jìn)而學(xué)習(xí)場(chǎng)效應(yīng)管的工作原理，這將是我們搭電路的積木。

導(dǎo)線是什么？這是一個(gè)有趣的話題，電阻、電容、電感的相互作用，產(chǎn)生和干擾，也是數(shù)字電路要解決的重要問(wèn)題。

門(mén)電路是半定制數(shù)字集成電路的積木（Stardard Cell），所有的邏輯都將通過(guò)它們的實(shí)現(xiàn)。

存儲(chǔ)器及其控制器，本質(zhì)上屬于數(shù)?；旌想娐?。但由于計(jì)算機(jī)等復(fù)雜系統(tǒng)中存儲(chǔ)器的日新月異，存儲(chǔ)器的控制器由邏輯層（數(shù)字）和物理層（模擬）一起實(shí)現(xiàn)。

FPGA是可編程門(mén)陣列，就是提前生產(chǎn)好的ASIC芯片，可以改配置文件，來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的功能。常常用于芯片Tapeout前的功能驗(yàn)證，或者用于基于FPGA的系統(tǒng)產(chǎn)品（非ASIC實(shí)現(xiàn)方案，快速推向市場(chǎng)）。

可測(cè)試性設(shè)計(jì)（即Design For Test），通常用來(lái)檢測(cè)和調(diào)試生產(chǎn)過(guò)程中的良率問(wèn)題。封裝和測(cè)試是芯片交給客戶的后一步。似乎這些與狹義的數(shù)字電路設(shè)計(jì)不相關(guān)，但這恰恰公司降低成本的秘訣。

后，還需要了解數(shù)字電路與模擬電路的本質(zhì)區(qū)別，這將會(huì)幫助我們?nèi)趨R貫通所學(xué)的知識(shí)。

雖然數(shù)字IC和模擬IC同屬于集成電路范疇，但兩者的基本工作原理截然不同，基本的工作原理的差異決定了數(shù)字IC和模擬IC不同的產(chǎn)品特性、設(shè)計(jì)思路、工藝選擇以及市場(chǎng)分布情況。

模擬集成電路行業(yè)具備以下四大特點(diǎn)：需求端：下游需求分散，產(chǎn)品生命周期較長(zhǎng)。供給端：偏向于成熟和特種工藝，八寸產(chǎn)線為主供給。競(jìng)：競(jìng)爭(zhēng)格局分散，廠商之間競(jìng)爭(zhēng)壓力小。技術(shù)端：行業(yè)技術(shù)壁壘較高，重經(jīng)驗(yàn)以人為本。模擬IC產(chǎn)品生命周期較長(zhǎng)，一旦切入產(chǎn)品便可以獲得穩(wěn)定的芯片出貨量。

需求層面：模擬類產(chǎn)品下游汽車、工業(yè)用途要求以可靠性、安全行為主，偏好性能成熟穩(wěn)定類產(chǎn)品的同時(shí)資格認(rèn)可相對(duì)較為嚴(yán)格，一般不低于一年半。

供給層面：先進(jìn)制程對(duì)于模擬類產(chǎn)品推動(dòng)作用較小，基本不受摩爾定律推動(dòng)，因此模擬類產(chǎn)品性能更新迭代較慢。因此模擬類產(chǎn)品生命周期較長(zhǎng)，一般不低于10年。的音頻放大器芯片NE5532生命周期長(zhǎng)達(dá)30年，至今依然是多款音響設(shè)備的標(biāo)配芯片。