半导体专业留学海外指南(1)： 专业方向选择

正文

请到「今天看啥」查看全文

先来谈谈半导体工艺方向。半导体工艺器件方向是整个半导体行业的基石，半导体工艺器件的进步支撑起了整个摩尔定律，又进一步支撑起了集成电路，电子行业乃至互联网产业的飞速发展。目前，半导体的摩尔定律遇到了瓶颈，半导体特征尺寸缩小已经接近物理学和经济学极限。物理学极限是指继续缩小则量子效应越来越显著，已经渐渐在接近人类所能控制的范围边缘。经济学极限则是指随着特征尺寸继续缩小，集成电路生产线的建设成本大幅度提高，更新一次工艺需要的资本量也越来越大，意味着风险也越来越高。要知道之前摩尔定律能够高速发展的主要原因是每次更新工艺后，在单位面积的芯片上可以放入更多晶体管，因此尽管一次性成本提高一些但是芯片大规模量产后平均成本实际是大幅降低的。然而，目前的半导体新工艺研发和生产线建设成本实在太高，5nm工艺的建厂成本更是预期要到160亿美元，因此芯片量产规模需要非常非常大才能抵消一次性成本的上升。

从另一个角度看这个问题，就是说半导体工艺的更新换代需要更多研发人员的参与，因此对于人才的需求也不少。目前EUV，Multi-Patterning，GaN等新技术／器件的研发无论在学术界还是在业界也都处于非常热门的阶段，因此半导体工艺器件方向是一个不错的发展方向。然而，我们也必须看到，半导体工艺器件方向的研发需要大量资本，一般只有大公司能做这件事，因此在这一领域初创公司很少，在就业时个人相对于大公司的议价能力也相对较弱，因此其收入往往较半导体电路设计领域要差一些。另外，半导体制造业的大量基础性工作目前都在亚洲（中国和台湾）完成，因此在海外读完半导体工艺方向的硕士后很可能需要回国继续发展。当然，最尖端的工艺研发绝大多数还是在美国，因此如果你读的是博士的话，那么在美国找到相关工作还是很有机会的。

接下来谈谈半导体电路设计方向，即集成电路方向。集成电路设计在十多年前曾是最火的方向之一，据说某公司曾经到斯坦福大学VLSI上课的教室里给每个学生发offer，签字费是一辆宝马Z3跑车。在经过PC时代、互联网时代和移动芯片时代的数度起起落落后，小编认为目前集成电路设计方向正处于另一个风口到来前的蓄力时期。如果人工智能真能大规模落地带来巨大经济效应，那么集成电路设计又会变得火热；反之如果人工智能被证明只是一场泡沫，那么集成电路设计无非就是保持现状，继续寻找下一个突破点。

集成电路设计一般来说分为数字电路设计和定制电路设计两大方向。数字电路设计指的是使用标准单元库的设计，电路设计流程中，前端使用RTL （Verilog／VHDL）描述电路逻辑，后端使用自动综合工具实现逻辑综合以及布局布线。中间还会需要做大量的验证工作来保证电路设计的正确性。通常前端，后端和验证会由不同的人来负责，工作内容也略有不同。数字电路设计也需要大量写代码，前端需要Verilog来写逻辑并且用Python／Perl／C++来实现一些小规模验证和小型工具编写以提高效率。后端需要写Tcl脚本，而验证则需要SystemC／System Verilog。在积累数年经验后还可以从事SoC岗位，需要负责芯片顶层的功能／接口定义，IP模块联接以及验证。

请到「今天看啥」查看全文