微电子专业特别难学吗？

2020-06-05知识

20世80 90年代国内基本没有IC设计专业，那时候的微电子学，偏向物理，讲的都是半导体相关理论，重点是半导体物理，半导体器件，晶体物理，半导体化学，同时学些简单的电路相关知识。但大部分毕业都干工艺和建模的工作。

后来IC以及计算机发展迅速，微电子相关的专业和计算机以及硬件描述语言紧密性越来越大，为了适应时代，很多高校加入了其他有关，弱相关的课程，比如单片机，C语言，通信原理，信号与系统，接口技术，传感器，电磁学等等，导致学生们觉得啥啥都学一点，然后啥啥也不太明白，啥啥都能干似的（计算机，电子信息工程，通讯，图像处理等）。

集成电路专业是最近10年才设立的。现在微电子学偏向工艺和建模，集成电路偏向电路设计。国家为了发展集成电路，已经将它设立成一级学科了。

一般情况下集成电路也开半导体类课程。这些学的好让你对电路里的有元器件理解的更深入。掌握的不太扎实也不妨碍你设计电路。

目前比较火的方向，薪资比较高的是电路设计，电路设计又分数字电路设计，模拟电路设计。模拟里按照频率高低又分射频电路设计和微波电路设计。数字电路是用verlog语言设计，调用基本库，按照逻辑实现某功能。这里更重要的是架构层面的设计。信号的不同处理方法非常影响速度。那么你设计的数字电路能不能实现逻辑功能，可以在FPGA里验证这叫专用集成电路设计。当然也有直接用FPGA开发的，只不过速度有影响。数字IC由于软件和硬件的紧密结合，出现了AI芯片设计，迎来新的发展，不过侧重点依然是架构。现在很多通讯协议需要在数字IC里烧进去，所以需要了解电子信息和通讯相关专业的一些专业课，会和各种软件打交道，这非常容易和CS混淆。然后觉得自己能转CS。其实这块内容，CS和微电子界限已经模糊，有大面积交叉，较大的区别是IC要流片，CS是和算法打交道。纯牌的计算机专业，比如网页开发，软件开发，系统开发，职业焦虑大，门槛低，竞争激烈，职业和薪资天花板也低，没法和电路设计pk的。但计算科学目前薪资和门槛高，电路设计无法和它掰手腕，不过压力大，因为CS发展快，需要不停的提高自己。

模拟电路设计主要就是各种运算放大器，带隙基准，DC/DC转换，AC/DC转换，电源管理电路。模拟IC发展年份较久，形式比较固定，不过想设计好，需要的是多年的工程经验。因为不同厂商给的PDK也就是器件模型，完全不同，同样结构，同样参数，性能完全不一样，这就需要多年的经验优化电路参数。薪资还可以，较大众型的数字IC高些，不如新型的人工智能IC。职业焦虑较低，40 50还在做设计的不少，有个10年 8年设计经验可以吃好些年老本。不过现在专用模拟IC设计也多了起来，所以吃老本的可能会危险，还得需要真正明白如何设计，而不是靠经验，做简单的国产化替代。

高频电路设计主要设计LNA，PA，MIXER，VCO等。这里设计考虑主要是各种寄生参数，阻抗匹配等。这部分目前国内短板较大，人才缺口多。设计难度比模拟的难，对设计经验要求更高，它不仅考虑模拟IC的工艺改变问题，也要考虑高频独有的问题。所以这个职业焦虑更小，但门槛最高，应用范围相对窄。不过万物互联时代，高频电路设计人员需求会多起来，但就怕TOP3企业把其他都吃抹干净。

再回到工艺和建模上。分标准硅基和三五族工艺和建模。标准硅基龙头是台积电，大陆是中芯国际。这部分高端人才需求不多，本科生可以去，但薪资不高。高端人才可以去中科院和中电13所为主的有自主三五族工艺产线的这种地方。薪资待遇不错，职业焦虑低，毕竟这方面人才更少，职业天花板高。尤其中国提出集成电路弯道超车，主要指的是三五族集成电路，甚至石墨烯，碳化硅等，涉及到国之重器，值得深入研究，但工程化，产业化，可能需要10年左右时间，甚至再长。

除了这两个主流，还有其他外围，可靠性分析，信号完整性分析，封装测试等，薪资较设计和高端建模差一些，不过也好过传统工程专业。

总结：题主感觉难，因为一，学的东西相互不连贯，比较杂，让人感觉云里雾里。二，就业方向多样，相互之间关联性不大。三，不知道自己将来规划方向，无从下手。四，不同课程不同思维。有工程思维，如模拟电路，有理科思维，如晶体物理，有工程和理科思维相结合的，如半导体工艺，所以难适应。五，和其他专业总有些关联，如电路与系统，电子信息相关专业等，导致感觉需要学的东西特别多。

微电子想要有满意薪资，门槛是较高的，硕士起。本科基本只能从事外围工作。硕士之间比较，薪资不如计算科学，金融，但比传统计算机专业好，也好过传统工程专业。职业焦虑低于计算机专业，职业天花板根据从事工作有高，有低。

写的仓促，不对的地方欢迎评论区指正，认真探讨。

谢谢评论区提醒。的确忘记了两块重要大方向。ADC，DAC这块数模混合电路设计，中国短板也很明显，人才也少，门槛很高，能设计出高精尖ADC，DAC的人绝对可以横着走。光纤通信目前也非常火。探测这块集中在工艺，和物理紧密度高，后续处理电路对电路设计要求高。

还有CMOS图像处理，LED/OLED驱动和触摸响应等。这块目前国内还没有产品，是空缺，掌握在日本和台湾公司。这部分要求数模混合电路设计能力，以及光电子技术这样的交叉学科相关课程背景。

2021.3.12日更。

屁乎屁点事就禁言，吐个槽先。

既然问的是难不难学，那就推荐推荐相关教材，感觉教材还是很重要的。

模拟集成电路常见的国外教材有三本：拉扎维（razavi）的【模拟CMOS集成电路设计】，艾伦(allen)的【CMOS模拟集成电路设计】和格雷(gray)的【模拟集成电路设计】。看过拉扎维和格雷的，艾伦的没怎么看。个人感觉拉扎维的这本书不太适合国内学生，过于培养直观感觉，当然对于这方面直觉敏感的可能是本好书。格雷的书，CMOS和晶体管放一起分析，看着有点费劲，不过挺适合国内学生的，因为公式多，推导详细，缺点是很难有直观认识（拉扎维的好处体现出来了）。艾伦的适合有一定基础的人看，它强调宏观层面的，会让各个模块有更好的理解。除了这三本，还有sansen的模拟集成电路设计精粹，点到为止型的，难度又高一些，封面如下，中文版是红色的，

还有本书，【CMOS模拟集成电路：版图，设计】（大概这样的名字），写的很详细，适合入门，英文版封面是这样的，作者是R. JaCOB Baker

除了这几个，拉扎维出了一本模拟集成电路设计基础，国内目前没有翻译，我觉得这本书写的非常好，很基础，很适合入门，有点像童诗白的模拟集成电路，但用的是MOS器件，还有配套的课后习题，我看到的是手写，印出来的版本。

顺便吐槽下国内大部分模拟教材，过于偏向电子信息方向，只是告诉你模拟咋回事，但没有过多强调电路设计，而且内容不够完整，不太适合学微电专业。记得清华微电本科用的拉扎维模拟CMOS，硕士用sansen的，会把基础打的比较牢。而本科用童诗白，然后硕士再看我说的那几种，对微电来说不太好，硕士的宝贵时间都用来啃基础内容了。

要下车了，下次继续更其他教材。

等车ing，更一波***2021.4.13

都是手机输入的，手头没别的资料，根据经验写的，后期有空的话补上相关教材首页甚至pdf文档。对了，模拟清华的池保勇教授出了一本模拟集成电路（书名略有出入），还没有看，有兴趣的可以买一本看看哈，最好评论里可以点评一下。

射频相关教材，第一个肯定是大名鼎鼎的托马斯李的【射频CMOS集成电路】，号称射频领域圣经。这本书对无源器件Q值，四端口噪声模型，功耗约束条件下的LNA设计讲的很详细，仔细研读肯定受益匪浅。还有其他东西，比如扩频技术，偏置电路设计等好多内容，等你看过其他教材或者文献在看这本书就会惊奇的发现本书都有提到，在书中的某个不起眼地方。别的教材还有拉扎维的【射频微电子】，国内翻译版只是非常小部分，原版内容还是很全的。其中混频器，频分器，片上电感，和系统概述性部分我认为讲的很好，当然也是沿袭了他一贯风格，公式推导过于简洁，有些公式需要一定悟性。除此之外还有【射频电路工程设计】，这本书有很多工程经验值得借鉴，尤其宽频设计方法非常赞，还有功率和电压的深入分析也非常好。单独的功放书还是很多的，感觉写的比较好的是【射频功率放大器】（国内翻译版是黄色封皮，清华大学出版社的）值得仔细看。

车来了，88

2021.5.19更

微波领域，推荐MIT 大神pozar 的【微波工程】，值得慢慢啃。由于微波领域涉及到很多电磁相关内容，但电磁场与电磁波又过于偏向物理，推荐伯克利http:// A.Li 教授的这本书：

还有一本叫【无线应用射频与微波电路设计】，类似手册，偏重工程，可以参考。有本书比较特殊叫The RF and microwave handbook，1000多页大部头，20年前的，就是个手册，包含内容很广，但不够深入，通识型的讲解。

物理和器件层面，我本科时候学的是刘恩科的【半导体物理】，学的云里雾里。器件相关教科室叫【晶体管原理】不知道谁的书，记得是个复印书，学的也是云里雾里。有本老外写的半导体器件的书找不见了，等看到再补上，是个大牛，名字T开头的，那本书关于MOS器件从物理层面解释的很详细。

咱们接触较多MOS器件模型都是基于伯克利的模型，根据平方律解释说明，然后加亚微米效应进行修正，设计大线宽的模拟电路时候这个方法还很适用，但现在越来越多电路设计工作再亚阈值区，或者采用亚微米甚至纳米级工艺，用这个模型误差较大，各种修正不够直观，因此推荐一本讲PSP模型的书，半导体物理好的容易上手，像我这种物理一塌糊涂的看的迷迷糊糊。