十多年模拟芯片设计的经验之谈

原创 EETOP 2025-03-16 10:35


来源:EETOP Blog  作者:tangyaoyun

链接:https://blog.eetop.cn/blog-593925-6961793.html

2012年进入的芯片设计行业,回想当时毕业找工作没现在这么卷,国内的企业技术能力也弱,小米刚刚在中关村租了个办公室,华为在北京给不了户口,简历都没人投,师兄弟们都是铆足了劲去挤高通、TI、三星、ADI这些外企,即便title是circuit design engineer(只能做边角料的活)也在所不惜,因为那时候国企实力弱,民企实力更弱。就是在这样一个环境中跌跌撞撞混了十多年了,可能运气比较好,过手的芯片基本没出过大问题,流片成功5、6次吧,量产的产品也2个了。不敢说一次流片成功,但从未出现过全黑的情况,最多有点小bug,改改就好。最近忽然想写点东西,记录一下作为一模拟工程师的心路历程,每个人不一样,仅供大家参考。

一、关于仿真工具

刚开始还是新手的时候,不太懂得整体设计,调个运放真的就是用调的,哪里不好调哪里,疯狂的迷恋各种仿真方式,什么蒙特卡洛、积分噪声、stb、pss,电源抑制比,功耗仿真等等全都上一遍,感谢cadence仿真工具真的牛逼,居然能将一点点的不良因素反映在波形图上,最后做出来的东西居然能用。到后来渐渐发现最有用的还是瞬态仿真,因为芯片的最终形态就是瞬态的电压电流,开始不做什么蒙特卡洛、不仿噪声,不仿stb,甚至设计运放都不做闭环仿真,仿仿开环性能就上瞬态了,因为明白所有的仿真都不能真实反映芯片实际情况,即便仿真过了与实际性能还是差距很远,最好的办法就是理论要过硬,计算好性能,在设计的时候就留好余量。

举个例子,你预计运放的带宽要做到20MHz,千万不要卡着21MHz去苦苦仿真,留好余量仿个40MHz就ok了。现在不仿闭环(这个估计要被很多人喷),我的经验是开环设计就将工作点调到最佳状态,这样上闭环怎么都OK,但你仿闭环也没问题,关键是实际的闭环情况可能比你想的复杂。

二、工程与理论的关系

开始干工程师的头几年,理论很薄弱,只知道大概的趋势,设计时心里根本没底,就是一个劲儿的靠仿真,生怕遗漏了一丝一毫的细节,机械的遵循60度相位裕量、-40-100度温度范围、ff、ss、tt corner等等。

偶尔一个温度不满足需求就推翻设计重来,后来佛系了,根据实际情况来,一个正常的消费电子产品咋会在-40度下用嘛,况且就算你仿真-40OK,做出来就保证一定能到这个温度?所以不要太执着于仿真,你要对电路背后的原理做到心里有数,比如温度这个事情,你要分析你的电路主要影响性能的是什么器件?电阻还是电容?他们是什么温度系数的,有没有负反馈来控制温度的影响,当温度变化时电路中的电流大概会偏差多少,这些偏差会不会影响你的电路性能。

举个例子,如果你的电路对温度比较敏感,就要想办法在设计时尽量避免采用单个电阻,电阻的使用必须是成对的出现,什么意思呢?就是把传输函数尽量做成 Vo=A*(R1/R2)Vi的形式,以消除温度对电阻值的影响,MOS管,电容也类似,诸如此类的情况还有很多。如果还是不能解决温度变化带来的问题,就要使用负反馈。负反馈在模拟设计中是一种非常重要的思路,它帮助你能够在非理想的自然环境中使你的电路少受到非理想因素的影响。

所以,说这么多,理论功底其实非常重要,需要在成长的路上一直学习,多读几遍教科书,多看论文只会有好处,绝对没坏处。

三、模拟电路设计真正的难点

模拟电路设计的真正难点其实在于底层与物理效应相关的地方,作出一款能用的产品相对容易,但要作出一款有竞争力的产品你就必须比别人要有优势。噪声要比人家小,功耗要比人家低,精度要比人家高,速度要比人家快等等。这些指标搞到最后你会发现设计上能用的手段有,但是大家用的都差不多(当然创新方法除外,这个需要灵感),大多时候你的手段别人也知道,等你把所有设计上的手段用完之后你会发现,性能还是只能算个中等,但就有公司作出了更牛逼的产品,这时候你就得去分析物理层面上的东西了,这时候如果有点工艺的基础就会好很多。

还有,量产的时候会有一个头疼的指标就是良率,这个往往就得一点点的去扣细节了,有时候你的设计并没有问题,仿真也没有问题,但产品良率就是低,这时候就得回到我上面说的留好余量的问题上来了,但余量留的太多又会消耗资源,提高成本,这是一个矛盾的地方,如何留余量,在哪里留余量?这下又是考验理论功底的时候了。首先你得猜啊,良率低到低哪里出了问题,大概确定问题所在之后如何修改。

说到这,也说说模拟设计的终极问题,就是很多物理效应并不是很清楚,或者是别人比你清楚。这里面有两个最神秘的指标,一个是噪声,一个是线性度。怎么说呢? 

论文上讲的那些手段你全都用了,发现也就那么回事儿,设计出来的产品还是一忽儿好,一忽儿坏,而且老美似乎比你知道的更多,因为你的产品就是比人家差两个数量级。

有时候你甚至怀疑是你的芯片制造厂不给力,不如人家的芯片制造厂。事实上有很大一部分原因也是如此,比如TI的芯片,自家设计,自家生产,工艺可以为设计服务,电阻不匹配怎么办?人家有特殊工艺的薄膜电阻,用激光来保证匹配度,你却只能用着中芯国际的普通工艺,精度怎么跟人家比嘛。

哎,不说客观原因了,好好努力研究吧,今后与诸君共勉,大家一起努力把原理搞清楚,作出有竞争力的产品。说到底,模拟电路的尽头其实是物理。。。。。。

部分网友留言:


欢迎大家访问作者博客

觉得有帮助可以关注并点赞支持作者

(第一次注册需要在电脑端进行)

https://blog.eetop.cn/blog-593925-6961793.html

点击阅读原文访问作者博客

EETOP EETOP半导体社区-国内知名的半导体行业媒体、半导体论坛、IC论坛、集成电路论坛、电子工程师博客、工程师BBS。
评论 (0)
  • 在追求更快、更稳的无线通信路上,传统射频架构深陷带宽-功耗-成本的“不可能三角”:带宽每翻倍,系统复杂度与功耗增幅远超线性增长。传统方案通过“分立式功放+多级变频链路+JESD204B 接口”的组合试图平衡性能与成本,却难以满足实时性严苛的超大规模 MIMO 通信等场景需求。在此背景下,AXW49 射频开发板以“直采+异构”重构射频范式:基于 AMD Zynq UltraScale+™ RFSoC Gen3XCZU49DR 芯片的 16 通道 14 位 2.5GSPS ADC 与 16
    ALINX 2025-03-13 09:27 142浏览
  • 各大Logo更新汇报 | NEW百佳泰为ISO/IEC17025实验室,特为您整理2025年3月各大Logo的最新规格信息。USB™▶ USB Type-C/PD 互操作性MacBook Pro 16英寸(Apple M4 Max 芯片,36GB 内存–1TB SSD–140W USB-C电源适配器)或 MacBook Pro 16英寸(M4 Pro芯片,24GB内存–512 TB SSD–140W USB-C电源适配器),这些型号支持USB4 80Gbps传输速度和 140W EPR功率。需尽
    百佳泰测试实验室 2025-03-13 18:20 204浏览
  • 北京时间3月11日,国内领先的二手消费电子产品交易和服务平台万物新生(爱回收)集团(纽交所股票代码:RERE)发布2024财年第四季度和全年业绩报告。财报显示,2024年第四季度万物新生集团总收入48.5亿元,超出业绩指引,同比增长25.2%。单季non-GAAP经营利润1.3亿元(non-GAAP口径,即经调整口径,均不含员工股权激励费用、无形资产摊销及因收购产生的递延成本,下同),并汇报创历史新高的GAAP净利润7742万元,同比增长近27倍。总览全年,万物新生总收入同比增长25.9%达到1
    华尔街科技眼 2025-03-13 12:23 157浏览
  • 一、行业背景与需求痛点智能电子指纹锁作为智能家居的核心入口,近年来市场规模持续增长,用户对产品的功能性、安全性和设计紧凑性提出更高要求:极致空间利用率:锁体内部PCB空间有限,需高度集成化设计。语音交互需求:操作引导(如指纹识别状态、低电量提醒)、安全告警(防撬、试错报警)等语音反馈。智能化扩展能力:集成传感器以增强安全性(如温度监测、防撬检测)和用户体验。成本与可靠性平衡:在复杂环境下确保低功耗、高稳定性,同时控制硬件成本。WTV380-P(QFN32)语音芯片凭借4mm×4mm超小封装、多传
    广州唯创电子 2025-03-13 09:24 147浏览
  • 文/杜杰编辑/cc孙聪颖‍主打影像功能的小米15 Ultra手机,成为2025开年的第一款旗舰机型。从发布节奏上来看,小米历代Ultra机型,几乎都选择在开年发布,远远早于其他厂商秋季主力机型的发布时间。这毫无疑问会掀起“Ultra旗舰大战”,今年影像手机将再次被卷上新高度。无意臆断小米是否有意“领跑”一场“军备竞赛”,但各种复杂的情绪难以掩盖。岁岁年年机不同,但将2-3年内记忆中那些关于旗舰机的发布会拼凑起来,会发现,包括小米在内,旗舰机的革新点,除了摄影参数的不同,似乎没什么明显变化。贵为旗
    华尔街科技眼 2025-03-13 12:30 201浏览
  • 在海洋监测领域,基于无人艇能够实现高效、实时、自动化的海洋数据采集,从而为海洋环境保护、资源开发等提供有力支持。其中,无人艇的控制算法训练往往需要大量高质量的数据支持。然而,海洋数据采集也面临数据噪声和误差、数据融合与协同和复杂海洋环境适应等诸多挑战,制约着无人艇技术的发展。针对这些挑战,我们探索并推出一套基于多传感器融合的海洋数据采集系统,能够高效地采集和处理海洋环境中的多维度数据,为无人艇的自主航行和控制算法训练提供高质量的数据支持。一、方案架构无人艇要在复杂海上环境中实现自主导航,尤其是完
    康谋 2025-03-13 09:53 187浏览
  • 一、行业背景与用户需求随着健康消费升级,智能眼部按摩仪逐渐成为缓解眼疲劳、改善睡眠的热门产品。用户对这类设备的需求不再局限于基础按摩功能,而是追求更智能化、人性化的体验,例如:语音交互:实时反馈按摩模式、操作提示、安全提醒。环境感知:通过传感器检测佩戴状态、温度、压力等,提升安全性与舒适度。低功耗长续航:适应便携场景,延长设备使用时间。高性价比方案:在控制成本的同时实现功能多样化。针对这些需求,WTV380-8S语音芯片凭借其高性能、多传感器扩展能力及超高性价比,成为眼部按摩仪智能化升级的理想选
    广州唯创电子 2025-03-13 09:26 126浏览
  • 现代旅游风气盛行,无论国内或国外旅游,导航装置无疑就是最佳的行动导游;在工作使用上也有部分职业(如:外送服务业)需要依靠导航系统的精准,才能将餐点准确无误的送至客户手上。因此手机导航已开始成为现代生活上不可或缺的手机应用之一。「它」是造成产品潜在风险的原因之一外送服务业利用手机导航,通常是使用手机支架固定在机车上,但行进间的机车其环境并不一定适用于安装手机,因行进间所产生的振动可能会影响部分的功能,进而导致受损。您是否曾在新闻报导中看过:有使用者回报在机车上使用手机架导航会造成相机无法开启?苹果
    百佳泰测试实验室 2025-03-13 18:17 231浏览
  • DeepSeek自成立之初就散发着大胆创新的气息。明明核心开发团队只有一百多人,却能以惊人的效率实现许多大厂望尘莫及的技术成果,原因不仅在于资金或硬件,而是在于扁平架构携手塑造的蜂窝创新生态。创办人梁文锋多次强调,与其与大厂竞争一时的人才风潮,不如全力培养自家的优质员工,形成不可替代的内部生态。正因这样,他对DeepSeek内部人才体系有着一套别具一格的见解。他十分重视中式教育价值,因而DeepSeek团队几乎清一色都是中国式学霸。许多人来自北大清华,或者在各种数据比赛中多次获奖,可谓百里挑一。
    优思学院 2025-03-13 12:15 188浏览
  • 前言在快速迭代的科技浪潮中,汽车电子技术的飞速发展不仅重塑了行业的面貌,也对测试工具提出了更高的挑战与要求。作为汽车电子测试领域的先锋,TPT软件始终致力于为用户提供高效、精准、可靠的测试解决方案。新思科技出品的TPT软件迎来了又一次重大更新,最新版本TPT 2024.12将进一步满足汽车行业日益增长的测试需求,推动汽车电子技术的持续革新。基于当前汽车客户的实际需求与痛点,结合最新的技术趋势,对TPT软件进行了全面的优化与升级。从模型故障注入测试到服务器函数替代C代码函数,从更准确的需求链接到P
    北汇信息 2025-03-13 14:43 171浏览
  • 曾经听过一个“隐形经理”的故事:有家公司,新人进来后,会惊讶地发现老板几乎从不在办公室。可大家依旧各司其职,还能在关键时刻自发协作,把项目完成得滴水不漏。新员工起初以为老板是“放羊式”管理,结果去茶水间和老员工聊过才发现,这位看似“隐形”的管理者其实“无处不在”,他提前铺好了企业文化、制度和激励机制,让一切运行自如。我的观点很简单:管理者的最高境界就是——“无为而治”。也就是说,你的存在感不需要每天都凸显,但你的思路、愿景、机制早已渗透到组织血液里。为什么呢?因为真正高明的管理,不在于事必躬亲,
    优思学院 2025-03-12 18:24 120浏览
  • 文/Leon编辑/cc孙聪颖作为全球AI领域的黑马,DeepSeek成功搅乱了中国AI大模型市场的格局。科技大厂们选择合作,接入其模型疯抢用户;而AI独角兽们则陷入两难境地,上演了“Do Or Die”的抉择。其中,有着“大模型六小虎”之称的六家AI独角兽公司(智谱AI、百川智能、月之暗面、MiniMax、阶跃星辰及零一万物),纷纷开始转型:2025年伊始,李开复的零一万物宣布转型,不再追逐超大模型,而是聚焦AI商业化应用;紧接着,消息称百川智能放弃B端金融市场,聚焦AI医疗;月之暗面开始削减K
    华尔街科技眼 2025-03-12 17:37 256浏览
我要评论
0
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦