近日自主芯片的討論持續(xù)發(fā)酵,國人似乎幡然醒悟,終于認(rèn)識到芯片產(chǎn)業(yè)的重要性,其實(shí)中國關(guān)注集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已經(jīng)很長時間了,但是成效甚微,究其原因主要是基礎(chǔ)薄弱、資金投入不夠,還有最重要的一點(diǎn)是缺人! 根據(jù)工業(yè)和信息化部軟件與集成電路促進(jìn)中心(CSIP)2017年5月發(fā)布的《中國集成電路產(chǎn)業(yè)人才白皮書(2016-2017)》,目前我國集成電路從業(yè)人員總數(shù)不足30萬人,但是按總產(chǎn)值計(jì)算,需要70萬人,缺口40萬,人才培養(yǎng)總量嚴(yán)重不足。那么到底中國芯片產(chǎn)業(yè)缺的是什么樣的人才呢?或者說芯片產(chǎn)業(yè)都需要哪些人才呢?
我們從芯片產(chǎn)業(yè)鏈的整個上下游來詳細(xì)分析一下,看看每個產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)都需要哪些人才呢?芯片產(chǎn)業(yè)鏈上下游基本上分為芯片設(shè)計(jì)、制造、封測和應(yīng)用四個環(huán)節(jié),如下圖所示,圖中列出了每個環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)流程、工藝流程和應(yīng)用流程,同時列出了每個環(huán)節(jié)需要的其它輔助供應(yīng)商,他們都屬于芯片產(chǎn)業(yè)鏈的一部分。下面先分析下芯片產(chǎn)業(yè)需要的各類技術(shù)型人才和基礎(chǔ)研究科研型人才,然后再聊聊各類管理、運(yùn)營及產(chǎn)業(yè)領(lǐng)軍人才。
一、芯片設(shè)計(jì)人才
芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域的人才需求多種多樣,主要分為以下幾類:
芯片設(shè)計(jì)需要使用的EDA軟件研發(fā)人才,這個方面國內(nèi)確實(shí)很少很少,主流EDA軟件都是國外的,包括cadence、synopsys、mentor等國外公司的EDA產(chǎn)品,這方面需要各類數(shù)學(xué)、物理計(jì)算的理論研究型人才,需要很多的軟件開發(fā)人才,整體來說EDA軟件的開發(fā)難度極高。
半導(dǎo)體器件模型開發(fā)人才,這方面的人才主要是芯片制造領(lǐng)域的代工廠會有很多需求,這里把它歸類于芯片設(shè)計(jì)的人才需求,因?yàn)楦黝惼骷夹枰?zhǔn)確的模型才能提供PDK用于芯片仿真設(shè)計(jì)。這類人才對應(yīng)的大學(xué)專業(yè)是微電子專業(yè)器件方向。
芯片系統(tǒng)和算法類人才,這類人才主要是從事相關(guān)系統(tǒng)架構(gòu)或者特定算法的研究工作,為了實(shí)現(xiàn)特定的功能或者性能需要架構(gòu)和算法上的創(chuàng)新,特別是傳感器類、處理器類芯片產(chǎn)品和AI人工智能時代的芯片產(chǎn)品。這類人才對應(yīng)的大學(xué)專業(yè)非常廣泛,包括數(shù)學(xué)、物理電子、計(jì)算機(jī)、微電子、集成電路、電子工程、通信工程、自動化專業(yè)、光電信息等等。
RTL邏輯設(shè)計(jì)人才,也就是數(shù)字前端工程師,需要熟悉verilog語言,主要負(fù)責(zé)芯片邏輯功能的實(shí)現(xiàn)。大學(xué)里面各電子類相關(guān)專業(yè)的人才都可以進(jìn)入該工作崗位。
電路設(shè)計(jì)人才,這類人才主要是從事模擬電路類的設(shè)計(jì)工作,包括模擬電路、射頻電路、數(shù)模混合電路等的設(shè)計(jì),模擬電路的設(shè)計(jì)和數(shù)字電路的設(shè)計(jì)流程有很大差異,基本是個手工活,入門的要求較高,需要有扎實(shí)的電路理論和半導(dǎo)體相關(guān)理論基礎(chǔ)。對應(yīng)的人才來源同樣是大學(xué)里的各電子類相關(guān)專業(yè),包括微電子、集成電路、電子工程、通信工程、光電信息等等。
數(shù)字驗(yàn)證人才,這類人才主要是從事復(fù)雜數(shù)字芯片系統(tǒng)的驗(yàn)證工作,包括算法功能、性能的驗(yàn)證,SOC系統(tǒng)功能及性能驗(yàn)證等,需要掌握UVM等各類驗(yàn)證方法學(xué),用到很多的腳本語言。人才來源同樣對應(yīng)大學(xué)的各電子類相關(guān)專業(yè)。
版圖設(shè)計(jì)人才,分為模擬電路版圖和數(shù)字電路后端版圖設(shè)計(jì),這兩個工作崗位的差異還是非常大的,模擬和數(shù)字版圖的設(shè)計(jì)流程完全不同,采用的工具也不一樣。版圖設(shè)計(jì)工作相對入門容易一些,但是版圖做到極致也不容易。
封裝設(shè)計(jì)人才,這類人才主要是進(jìn)行芯片的封裝設(shè)計(jì)工作,包括各類封裝結(jié)構(gòu)的仿真評估等,主要和封測廠對接。
二、芯片制造人才
芯片制造類的人才我們又可以分為3大類,一類是晶圓制造的人才,一類是半導(dǎo)體制造設(shè)備的人才,一類就是晶圓加工的工藝人才。
晶圓制造類人才,這類人才的主要工作是進(jìn)行芯片制造所用原材料——晶圓的制造,晶圓又分為硅晶圓和砷化鎵等化合物晶圓。以硅晶圓為例,首先需要獲得加工的原材料,就是高純度的硅,然后獲得具有相同晶向的單晶硅,通過拉晶的方法得到一根一根的硅碇,在此過程中可以進(jìn)行N或者P型的摻雜,然后將其打磨,拋光,切片得到晶圓。硅晶圓有8寸、12寸晶圓,砷化鎵晶圓一般是6寸的。通過晶圓的制造過程可知,這類人才主要是化學(xué)和物理相關(guān)類的工作,因此人才的來源自然是化學(xué)、物理、機(jī)械、微電子等相關(guān)專業(yè)。近年來晶圓供應(yīng)時常出現(xiàn)短缺的現(xiàn)象,需求旺盛,產(chǎn)能吃緊,導(dǎo)致晶圓價格一漲再漲。
半導(dǎo)體制造設(shè)備類人才,芯片制造過程中用到的各類關(guān)鍵設(shè)備基本都由歐美及日本企業(yè)壟斷了,特別是光刻機(jī)等高端設(shè)備,國產(chǎn)設(shè)備在一些技術(shù)含量相對低些的領(lǐng)域還是有一定市場份額,這方面的人才也是非常短缺的。芯片制造設(shè)備各種各樣,大類都有十幾種,涉及的面非常廣,還包括各種封裝設(shè)備、測試設(shè)備,人才需求也是多種多樣,包括機(jī)械、光電、自動控制、物理、化學(xué)等等專業(yè)的人才,甚至很多都是需要基礎(chǔ)學(xué)科支撐的科研型人才。
晶圓加工的工藝類人才,這類人才被很多人認(rèn)為是真正意義上的芯片制造人才,主要是foundry代工廠的工藝制造流程所需要的各類人才。芯片設(shè)計(jì)完成以后得到版圖GDS文件,該文件交付代工廠進(jìn)行芯片的生產(chǎn)制造。代工廠進(jìn)行芯片制造的晶圓加工工藝流程有幾十道工序,包括光罩、掩膜、刻蝕、參雜、離子注入、化學(xué)氣相沉積、金屬互連線制作、研磨等等,晶圓加工完成以后還會進(jìn)行晶圓級的測試。這里面有機(jī)械類的、化學(xué)類的、物理類的、光學(xué)類的各種工藝,需要進(jìn)行工藝開發(fā)及優(yōu)化、生產(chǎn)流程管控、生產(chǎn)良率提升等等工作,需求的人才主要是微電子學(xué)專業(yè)的器件和工藝方向畢業(yè)生。事實(shí)上代工廠除了工藝類的人才需求以外,還有很多其他人才的需求,例如器件的建模、PDK制作、工藝線驗(yàn)證、EDA軟件相關(guān)支持工作等等。
三、芯片封測人才
中國的芯片封裝測試水平相對還是不錯的,有幾家封測大廠,例如長電科技、通富微電、華天科技等,人力成本相對較低是國內(nèi)封測的一大優(yōu)勢,通過長時間的發(fā)展,在技術(shù)上也有了一定的領(lǐng)先性。芯片封測分為封裝和測試兩個子類,同時也會涉及到很多配套的產(chǎn)業(yè),包括封裝的原材料、封裝設(shè)備和測試設(shè)備等。芯片封測的人才來源主要是電子類相關(guān)專業(yè)、計(jì)算機(jī)專業(yè)、電氣工程及自動化專業(yè)、機(jī)械專業(yè)等等。
芯片封裝人才,芯片的封裝主要完成晶圓的切割、芯片的引線框鍵合等工作,封裝類型也是多種多樣的,包括DIP、QFP、QFN、BGA、PGA等等。封裝過程中的各類可靠性評估、封裝良率提升、儀器設(shè)備操作需要各類人才。芯片的封裝工作往往被人認(rèn)為技術(shù)含量不高,但是先進(jìn)的晶圓級封裝技術(shù)含量是很高的。
芯片測試人才,芯片封裝完成以后要進(jìn)行電氣性能的測試、老化等可靠性測試、芯片篩選自動化測試等,測試方法和測試設(shè)備也是五花八門,需要相關(guān)的測試人才,這類人才要熟悉測試分析儀器和測試流程及方法。嚴(yán)格的測試是非常耗費(fèi)時間和精力的,例如汽車電子芯片的測試。
四、芯片應(yīng)用人才
芯片設(shè)計(jì)制造完成以后要能真正應(yīng)用在系統(tǒng)終端產(chǎn)品上才有意義,因此需要各類芯片應(yīng)用工程師人才,完成芯片的應(yīng)用方案,電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì),終端產(chǎn)品的設(shè)計(jì)等等。這類人才通常是電子工程師、通信工程師、系統(tǒng)應(yīng)用工程師等等,他們將芯片最終推向應(yīng)用市場。
上面羅列的基本都是芯片產(chǎn)業(yè)鏈上的各個環(huán)節(jié)需要的技術(shù)類人才,除此之外,芯片產(chǎn)業(yè)還需要各類管理人才、運(yùn)營人才和具備專業(yè)能力及全球視野的高階領(lǐng)軍人才。芯片產(chǎn)業(yè)是一個高技術(shù)密集的產(chǎn)業(yè),需要對產(chǎn)品質(zhì)量和具體運(yùn)營進(jìn)行把控的高級管理人才。一顆芯片從市場調(diào)研開始到產(chǎn)品下市,環(huán)節(jié)很多,每個環(huán)節(jié)都對技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)要求很高,能把控整個環(huán)節(jié)串聯(lián)成一個和諧的流水線,保證方向、質(zhì)量、成本及時間等按照計(jì)劃完成,是非常復(fù)雜非常難的事。半導(dǎo)體行業(yè)有其獨(dú)特的產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律和特點(diǎn),門檻比一般產(chǎn)業(yè)要高,另外半導(dǎo)體行業(yè)是國際化的充分競爭,因此對企業(yè)管理者的格局和視野都有很高的要求,因此這類高端人才也是非常欠缺的。
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原文標(biāo)題:一文看懂芯片產(chǎn)業(yè)需要什么樣的核心人才
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