2021年度中国IC设计公司调查报告——工程师篇

电子行业媒体集团ASPENCORE旗下专业电子和半导体行业媒体《电子工程专辑》分析师团队于 2021年12月底至2022年4月7日进行了中国IC设计公司调查活动，这已是该活动的第21个年头。

本次调查依旧对中国IC设计公司的管理层和工程师分开设计了问卷。工程师问卷侧重工程师在研发过程中对技术、工艺和设计工具的选择，遇到的难点以及个人职业发展等问题。该调查面向中国大陆地区的IC设计公司工程师，通过电子邮件和网上问卷形式进行。本文将调查的亮点内容分享给读者。

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IP核与EDA工具的选择

如果打开一颗芯片，我们能看到版图上很多个IP组成了整个电路。这些集成电路IP核在芯片设计中看得到摸得着，也能够完成一定功能，更重要的是可以通过授权不同客户实现复用。如果做一个比喻，那IP就是组成芯片设计的“乐高”模块。

那么IC设计工程师在选择这些IP模块时，主要的考量是什么呢？根据我们的调查，23%的工程师最看重过去在该IP上的成功案例，这样可以避免一些未知风险。其次最在意的是测试芯片报告（17%）和对最新工艺节点的支持（16%），看重这两点的原因是IP需要满足各种晶圆厂的工艺生产要求，如果不能做到兼容，Fabless在更换代工合作伙伴时就需要根据Foundry的半导体工艺设计套件（PDK/FDK）重新完成设计和硅验证。

IC设计工程师可以选择的IP供应商越来越多，在我们调查列出的20多家IP核供应商中，从IP使用量的角度来看，Arm依然是最受欢迎的IP供应商，其次是Cadence、晶心科技、芯原微、MIPS和新思科技等。值得注意的是，最受欢迎的前十家IP厂商中，有4家中国大陆；另外RISC-V内核的关注度这两年一直在涨，也与中国推进芯片产业自主可控有关，排名前几位的晶心科技、芯原微、阿里平头哥都是RISC-V架构的主要推动者。

EDA软件是芯片设计环节的重中之重，没有好的EDA工具，芯片设计、制造以及封装等环节均无法进行。当前我国EDA行业参与者分为两大阵营：国际龙头EDA厂商和国内EDA厂商，并且形成了三级梯队竞争局面。第一梯队就是Synopsys、Cadence、Siemens EDA三大国际厂商，第二梯队为以华大九天、概伦电子、国微集团等为代表的本土EDA领先厂商，第三梯队为国内规模较小的本土EDA厂商，这类厂商主要以EDA点工具为主。

在我们的调查中，中国IC设计公司的工程师采用最多的是Cadence家的EDA工具，而采用最多的国产EDA工具提供商是华大九天，也是第二梯队的领头羊。虽然当前我国EDA市场整体由Synopsys、Cadence、Siemens EDA这三大巨头垄断，但随着国产厂商的不断崛起，再通过并购整合将点工具连接成完整的全流程工具，未来可期。

IP和EDA虽然位于芯片产业链上游，但重要性贯穿了设计、制造、封测整条产业链。例如IP供应商为晶圆厂提供基础IP，帮助完善基础IP库后晶圆厂才能快速提高工艺能力，吸引更多芯片设计企业；芯片设计公司要设计芯片，也需要晶圆厂提供开发数据包PDK，其中包含对EDA软件的授权验证，如果没有这项授权验证就无法使用PDK工具包。所以除了产品质量过硬外，IC设计公司在选择IP和EDA合伙伴时，还会特别在意一些其他特质。

根据我们调查，中国Fabless企业在选择EDA及IP合作伙伴时，最看重可靠的EDA工具及IP质量（26%）；其次注重合作伙伴的研发能力，要看其技术在行业内的领先程度（20%）；并列第二的是响应及时且能力优秀的支持服务团队（20%）。一句话概括就是：要有硬实力，软服务也要到位。在中国IC设计公司数量越来越多的大环境下，能够充分贴近本地客户服务，成为了国产厂商的优势之一。

产品类别对应的工艺选择

当前业界对先进工艺和成熟工艺的划分，大致是将14nm及以下称作先进工艺，0.35μm-28nm称作成熟工艺。而IC按功能和结构的不同，可分为模拟IC、数字IC和数模混合IC，不同类型的芯片对工艺的要求程度也不一样。其中模拟芯片生命周期长，产品迭代速度较慢，下游应用广泛，IC 设计更依赖于资深工程师的经验，而对工艺要求不高；数字芯片一般用于逻辑运算，追求高性能，设计难点在于芯片规模大，晶体管集成度高，要求的工艺也更复杂，所以采用先进工艺能带来更好的PPA（Performance，Power，Area）综合表现。

我们对研发不同产品类别的中国IC设计工程师调查结果显示，模拟芯片采用较多的工艺是55nm（15.91%）、90nm（14.34%）和0.11μm（13.64%），采用28nm工艺的也不少，这正好是近两年产能最缺的工艺节点。

数字芯片工艺的选择上，超过40%的受调查工程师选的是10nm/7nm，这部分工艺大陆晶圆代工厂暂时还无法提供。从台积电2021年Q4财报看出，其5nm+7nm先进工艺占营收达到50%，可以看出即便流片费用昂贵，中国数字IC设计公司对先进工艺还是会“大胆选择”，背后也有资本力量对新创公司的加持——要知道在2020年的调查中，选择16/14nm以下先进工艺的还仅占23%。

芯片中同时含有模拟电路和数字电路，称为模数混合芯片。这类芯片通常模拟电路是核心，数字电路用来控制模拟电路实现特定的算法，典型代表有ADC、DAC、PLL等。由于现在普遍追求芯片性能，纯模拟芯片已经很少，要做片上修调需要用到数字逻辑电路和DAC等，就形成了模数混合。

模数混合电路工艺上来说，模拟电路里面的晶体管、阻容和电感需要额外的Mask layer和工艺步骤，其他工艺步骤和数字电路相同。所以在调查中，工程师选择的最先进工艺等级介于模拟和数字芯片之间，以28nm最多（32.98%），其次是40nm（18.09%），16nm、55nm也占较大比例。

产品定义的方向和难点

不同的IC设计公司，在做不同类型芯片产品前，对于产品定义的重心不太一样。例如大型公司在流程方面较成熟，开发项目一般也较大，内部分工明确，注重把控设计风险及总体成本的降低；而小公司在设计成本、周期和性能方面会权衡得更细致，注重某个细节的打磨以形成独特优势。

在我们的调查中，受调查工程师在设计之初普遍关注的重心是降低设计成本（25%）、缩短设计周期（19%）以及低功耗设计（18%）。可见无论公司规模大小，专注大型数字芯片或“小而美”的模拟产品，IC设计公司在产品定义之初的重心都较为一致。

定义之后就进入研发阶段，这个过程中工程师认为最难的部分是什么呢？从调查来看，排第一的是IP可用性及验证（21%），这也对应了上面一条针对IP选择的调查，工程师们普遍看重IP在过去成功的案例，有了参考案例，这一块就省去不少事；其次是验证与仿真（20%），由于试产流片费用非常昂贵，能否在这一环节找出所有潜在问题并修正，给了工程师不小的压力；第三是流片与测试（17%），这一环节可能说不上最难，但肯定是一款新品从设计到实体最令人紧张的时刻。

个人职业发展

随着国家大力发展芯片行业，其重要性开始被越来越多人认可，芯片人才的缺口开始显现。不少家庭都希望孩子将来从事集成电路相关行业，那么目前这个行业内的工程师大学时都学的什么专业呢？从我们的调查结果来看，就读电子信息工程专业的最多，其次是计算机科学与技术、集成电路设计与集成系统和微电子科学与工程等。

其中集成电路设计与集成系统虽然在2003年后陆续出现在一些高校的专业设置中，但在2012年才正式出现在《普通高等学校本科专业目录》中。此前集成电路专业属于电子科学与技术下属二级学科，2021年1月，国务院学位委员会、教育部正式将“集成电路科学与工程”设置为一级学科。 

大学专业比例

工作年限上，本次受调查者主要集中在10年以上较资深的工程师，1-10年经验的也占相当比例。从目前整个行业对人才的需求来看，工作年限10年以上的最为缺乏，在新创公司层出不穷的今天，一个经验丰富、能独立带项目的“老工程师”是大家都想要的。

工作年限

有需求就有竞争，在人才竞争方面最直接的体现就是挖角。对于新创公司来说，培养一个资深工程师需要10年或更长时间，但是挖一个人过来就简单的多。在我们的调查中，2021年有25%的受调查工程师跳槽了，最主要的原因第一条是“原公司薪资过低或未涨薪”，其次是“原公司发展空间有限”、“不适应公司企业文化及管理方式”、“新公司高薪挖人”等。

IC设计工程师的薪资待遇随着“人才战”水涨船高，对于广大从业者来说是一件好事，待遇提高也有利于吸引更多人才进入半导体行业。不过频繁跳槽对于一些初级工程师来说不利于经验积累，也会形成公司技术传承的断层。

如今不少新创公司在拿到融资后，第一件事就是去挖人，除了百万年薪挖高端人才，甚至对应届毕业生也开出40W+ 的年薪。这么做的目的很明显，就是短时间内在众多竞争对手中突围，从对手那边挖人才，既增强了自己，也削弱了对手，成为头部公司才能继续融资或IPO上市。

在我们的受调查工程师中，2021年普遍获得了涨薪，幅度大部分集中在5-10%之间。这个涨幅比例显然不如跳槽带来的涨幅大，芯片行业整体处于缺人状态，尤其是芯片设计行业，据Wind数据统计发现，85只A股半导体产业概念股中，以应付职工薪酬中“工资、奖金、津贴和补贴本期减少额”计算，2021年有64家公司员工平均薪酬同比增长。其中，44家公司平均薪酬上涨超1万元，8家平均薪资涨幅超5万元。寒武纪平均薪酬上涨12.16万元，北京君正平均薪资上涨10.46万元，兆易创新、中微公司上涨超7万元。以上薪酬还不包括职工福利费、社会保险费、住房公积金、股权激励等。

一般来说，普通岗位跳槽后的薪资涨幅在10-20%左右，若有非常合适的岗位、进入新团队后能针对性解决问题，薪资涨幅会在50%以上甚至翻倍。公司内部的薪资涨幅一旦跑不赢行业平均水平，等来的恐怕就是人才流失，因为几乎所有芯片设计公司都在对研发人员进行扩招，还以股权激励等方式吸引人才。而对于整个芯片行业来说，得人才者得天下，谁能揽获精兵强将并拧成一股绳，做出好产品，谁就占据了主动，在中国IC行业未来的整合大潮中占据先机。

2022年8月16-17日，全球领先的专业电子机构媒体AspenCore将在南京国际博览中心举办2022国际集成电路展览会暨研讨会（IIC 2022），同期举办的EDA/IP与IC设计论坛将有多家EDA及IP厂商带来现场分享，聚焦3DIC、先进工艺、系统建模、架构设计与原型验证等热点话题。同时我们发现一站式IP与SoC设计服务正成为不少IC设计服务公司的发力点，【一键报名】现场与行业资深人士交流与互动！点击这里了解大会详情。