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不久前,OPPO 芯片设计子公司哲库关停,两名高管在最后一次会议上几度哽咽,宣布因为全球经济和手机行业不乐观,公司的营收远远达不到预期,芯片的巨大投资让公司无法负担,最终 3000 多人原地解散。这一消息迅速席卷全网,也给半导体行业带来一抹悲凉的色彩。
事实上,近几年来,随着国际竞争环境的演变,以及半导体行业的长周期性,芯片行业面临着多维度的挑战。日前,CSDN 从开发者、工程师维度进行了深度的调研,最新发布了《2023 中国芯片开发者调查报告》,分享开发者认知中的芯片行业现状,揭晓国产芯片研发的重点难题,希望借此能够为半导体行业的从业者、企业、学术研究带来一些思考。
芯片人才缺失严重,软硬协调能力培养需重视
一直以来,芯片从设计到制造从未有过坦途。这背后需要大量的知识积累和开发经验,但在国内这方面的人才储备仍然相对较少,这使得芯片研究和开发的进程受到了限制。
数据显示,开发者对芯片的了解程度存在较大差异。仅有 6% 的开发者能够深入理解技术,较深入应用。多数处于了解概念阶段,占比近五成。
开发者对芯片的了解情况
究其背后,要开发芯片,相关从业者需要掌握一系列技术,包括但不限于:
逻辑设计:了解数字电路设计和逻辑门电路。你需要熟悉硬件描述语言(HDL)如 Verilog、VHDL,以及逻辑设计工具 EDA(Electronic Design Automation)等。
物理设计:涉及芯片的物理布局和布线。
模拟设计:熟悉模拟电路设计和模拟集成电路(IC)设计技术。这包括了解模拟电路元件、电路模拟工具如 SPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis),以及模拟电路布局和布线。
射频(RF)设计:了解射频电路设计和射频传输原理。这涉及高频电路、微波电路、天线设计等。
数字信号处理(DSP):了解数字信号处理理论和技术,用于设计处理音频、图像、视频等数字信号的芯片。
时钟和时序设计:掌握时钟电路设计和时序分析,以确保芯片内各个模块的时序一致性和正确性。
混合信号设计:熟悉模拟和数字电路的集成设计,以便开发混合信号芯片,如数据转换器(ADC 和 DAC)或传感器接口。
半导体工艺技术:了解半导体制造工艺和工艺流程,包括光刻、薄膜沉积、离子注入、蚀刻等。这对于了解芯片制造过程和对芯片性能的影响非常重要。
芯片验证:了解芯片验证技术,包括功能验证、时序验证、功耗验证和物理验证。这包括使用仿真工具、验证语言(如 SystemVerilog)和硬件验证语言(如 UVM)。
芯片封装和测试:了解芯片封装和测试技术,包括封装类型选择、引脚布局、封装材料和测试方法。
以上只是芯片开发中的一些关键技术,也属于冰山一角。因此,芯片开发人员需要不断学习来提高自身的技术水平和竞争力。数据显示,芯片相关从业者有超过半数的人,每天至少学习 1 小时以上。
开发者在芯片开发技术上学习时长
对于芯片开发这个复杂的任务,随着物联网、5G 网络、人工智能等领域的快速发展,对高性能芯片的需求越来越大,而这种需求又远远超过了现有的芯片工程师数量。55.98% 的开发者表示,他们团队当前最急需的是芯片架构工程师。其次是集成电路 IC 设计/应用工程师、半导体技术工程师。
行业急缺的芯片工程师
对此,中国科学院计算技术研究所副所长包云岗点评道,芯片设计人才严重短缺,软硬件协同能力培养需重视。在调研的开发者中,只有 6% 的开发者能够深入理解芯片技术,也就是芯片设计人员仅占软件开发人员的 1/16 左右(6% vs. 94%)。用软件行业来对比,2021 年软件相关产品营业额约为 36000 亿(软件产品收入 26583 亿元+嵌入式系统软件收入 9376 亿元),芯片设计行业产值约为软件开发行业产值的 1/7。这些统计数据口径并不一致,但也一定程度上能反映出芯片设计人员的严重短缺。
小团队作战,AI 成为芯片应用的重要场景之一
放眼当前国内芯片市场入局的公司规模,呈现出一定的分散趋势。40.42% 的公司人数小于 10 人,这些公司可能是由独立的芯片设计师或者小团队组成,可能主要专注于某个细分领域的应用开发。
芯片公司的开发人员规模
数据显示,当前的芯片公司的芯片主要服务于物联网以及通信系统及设备。其中,物联网占比最大且远高于其他产品/服务,占比 31.07%,其次为通信系统及设备,占比 20.63%。
芯片公司提供的产品/服务领域
人工智能蓬勃发展,越来越多的专用芯片设计用于人工智能领域,它们的特点是针对特定的计算任务进行了高度优化。数据显示,在国内的芯片公司中,有 38.46% 的芯片是搭载人工智能技术的,能为人工智能应用提供更加高效的计算能力。
芯片搭载人工智能技术的比例
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