集成电路芯片设计（芯片设计需要计算机知识吗）

本文目录

• 芯片设计需要计算机知识吗
• 国内做芯片设计的公司有哪些
• 芯片工作原理
• 集成电路版图设计完成后最终交付给晶圆代工厂的文件叫什么
• 集成电路设计与集成系统就业前景
• 关于集成电路设计的流程详解
• 集成电路的设计过程是怎样的
• 芯片是怎样做出来的

芯片设计需要计算机知识吗

芯片设计需要计算机知识，但是不是计算机知识。

设计芯片的专业是微电子方面的专业。以集成电路设计、制造与应用为代表的学科，是现代发展最迅速的高科技应用性学科之一。主要是集成电路、微电子系统的设计、制造工艺和设计软件系统，能在微电子及相关领域从事科研、教学、工程技术及技术管理等工作的高级专门人才。

微电子学又是信息领域的重要基础学科，在这一领域上，微电子学是研究并实现信息获取、传输、存储、处理和输出的科学，是研究信息载体的科学，构成了信息科学的基石，其发展水平直接影响着整个信息技术的发展。微电子科学技术的发展水平和产业规模是一个国家经济实力的重要标志。

计算机专业主要课程有：

电子技术、离散数学、程序设计、数据结构、操作系统、计算机组成原理、微机系统、计算机系统结构、编译原理、计算机网络、数据库系统、软件工程、人工智能、计算机图形学、数字图像处理、计算机通讯原理、多媒体信息处理技术。

数字信号处理、计算机控制、网络计算、算法设计与分析、信息安全、应用密码学基础、信息对抗、移动计算、数论与有限域基础、人机界面设计、面向对象程序设计等。

以上内容参考：百度百科--芯片设计

国内做芯片设计的公司有哪些

集成电路产业分为设计、制造、封测，制造难度最大，封测和设计国内技术尚可，有一批优秀的企业。

目前芯片行业上市的细分领域龙头：

韦尔股份：国内CMOS图像传感器芯片龙头企业。韦尔股份本部业务也不断加大研发投入，从射频IC到模拟IC再到功率IC，公司深耕半导体领域加快产业优质资源的有效整合。

汇顶科技:全球生物识别芯片领先企业。屏下光学指纹渗透率持续提升，助推业绩增长。

紫光国微：目前国内领先的集成电路芯片设计和系统集成解决方案供应商。公司作为国内物联网eSIM产业的重要成员，在该领域布局较早，安全芯片产品在2018年已通过中国联通eSIM管理平台测试。

兆易创新:存储芯片设计龙头。手机屏下指纹渗透率的提升将为公司传感新业务带来增长空间。

卓胜微:射频芯片龙头。公司是典型的细分领域龙头，处于射频芯片的大赛道，长期往平台化发展。

圣邦股份:模拟电路芯片龙头企业。公司作为国内优质的模拟芯片设计企业，将在国产化的进程中获得更多的发展机会。

博通集成：无线射频芯片研发和设计龙头企业。公司拥有丰富的射频研发和设计经验。看好公司依托射频设计优势在未来抢占WiFi物联网芯片行业制高点。

纳思达：全球领先的打印机耗材芯片设计企业，全球通用耗材行业领导企业。全产业链布局，打印市场需求提升利好龙头企业。

以上分析的企业，都是各细分领域的龙头企业。

一、国内做芯片设计的公司数量

从我国IC设计公司的数量上来看，近些年公司数量增长迅猛。从2010年的582家公司，迅速增长至2018年1698家。另外中国销售过亿IC公司增长明显，2012年共计97家公司销售过亿，到2018年已经有超过200家公司销售过亿。

二、国内前十大芯片设计公司

根据TrendForce的数据显示，2018年我国前十大芯片设计公司中华为海思以503亿元的收入高居榜首，同比增长30%。紫光展锐、北京豪威（韦尔股份收购）以110亿元、100亿元的收入分居第二、三位。前十大芯片设计名单中，还包含了以光学指纹识别为核心业务的汇顶科技，以NorFlash及MCU为核心的兆易创新等优质上市公司。

三、国内主要芯片设计上市公司介绍

1.兆易创新（603986.SH）

公司成立于2005年4月，是一家以中国为总部的全球化芯片设计公司。公司致力于各类存储器、控制器及周边产品的设计研发。公司产品为NORFlash、NANDFlash及MCU，广泛应用于手持移动终端、消费类电子产品、个人电脑及周边、网络、电信设备、医疗设备、办公设备、汽车电子及工业控制设备等各个领域。公司2018年实现营业收入22.46亿元，同比增长10.65%，实现归属母公司股东的净利润4.05亿元，同比增长1.91%。

2.圣邦股份（300661.SZ）

公司是一家专注于高性能、高品质模拟集成电路芯片设计及销售的高新技术企业。公司产品涵盖信号链和电源管理两大领域，包括运算放大器、比较器、音/视频放大器、模拟开关、电平转换及接口电路、小逻辑芯片、AFE、LDO、DC/DC转换器、OVP、负载开关、LED驱动器、微处理器电源监控电路、马达驱动、MOSFET驱动及电池管理芯片等。公司产品可广泛应用于消费类电子、手机与通讯、工业控制、医疗仪器、汽车电子等领域，以及物联网、新能源、可穿戴设备、人工智能、智能家居、无人机、机器人和共享单车等新兴电子产品领域。公司2018年实现营业收入5.72亿元，同比增长7.69%，实现归属母公司股东的净利润1.04亿元，同比增长10.46%。

3.汇顶科技（603160.SH）

公司是一家基于芯片设计和软件开发的整体应用解决方案提供商，目前主要面向智能移动终端市场提供领先的人机交互和生物识别解决方案，并已成为安卓阵营全球指纹识别方案第一供应商。产品和解决方案主要应用于华为、OPPO、vivo、小米、中兴、一加、魅族、Amazon、Samsung、Nokia、Dell、HP、LG、ASUS、acer、TOSHIBA、Panasonic等国际国内知名品牌，服务全球数亿人群。公司正努力扩展技术研究领域和产品应用市场，将在移动终端、IoT和汽车电子领域为全球更多用户提供应用覆盖面更广的领先技术、产品及应用解决方案，打造世界级的中国“芯”。公司2018年实现营业收入37.21亿元，同比增长1.08%，实现归属母公司股东的净利润7.43亿元，同比下降16.29%。

4.卓胜微（300782.SZ）

公司专注于移动互联领域，致力于开发无线通信的射频，射频与数字soc芯片产品，并为客户提供基于公司芯片的完整软硬件解决方案。经过8年多的研发积累，公司已拥有丰富的产品线，在行业内树立了领先的地位，销售方面亦已快速扩张，目前的产品已经得到诸如三星、华为、联想、展讯等客户的采用。目前，公司已成为国内领先的射频器件及无线连接领域的专家，曾经推出或现有的产品线，如cmmb项目产品mxd0265、硅调谐器产品mxd1516、gps低噪放大器芯片mxdln16g及lteswitch芯片mxd8650等。2018年公司实现营业收入5.60亿元，同比下降5.32%，实现归属母公司股东的净利润1.62亿元，同比下降4.45%。

5.韦尔股份（603501.SH）

公司是一家以自主研发、销售服务为主体的半导体器件设计和销售公司，主要从事设计、制造和销售应用于便携式电子产品、电视、电动车、电表、通信设备、网络设备、信息终端等领域的高性能集成电路，主要产品包括开关器件、信号放大器件、系统电源及控制方案、系统保护方案、电磁干扰滤波方案、分立器件。公司2018年实现营业收入39.64亿元，同比增长64.74%，实现归属母公司股东的净利润1.39亿元，同比增长1.20%。

福州瑞芯微、珠海全志、珠海炬力、上海晶晨、上海盈方微。目前来说，中国的IC芯片设计的公司，还不像因特尔、高通、苹果、三星这样有很大的名气。

就拿平板/盒子芯片来说，国内的芯片设计公司中福州瑞芯微、珠海全志、珠海炬力、上海晶晨、上海盈方微在技术上和销售量上国内算是都还不错，在IC芯片业都算是第三梯队的。

芯片设计：国内的十大芯片设计公司如下，按营收规模排序：华为海思/紫光展锐/中兴微电子/华大半导体/智芯微电子/汇顶科技/士兰微电子/大唐半导体/敦泰科技/中星微电子。

国内厂商仅有四家，北方华创、中微半导体、盛美半导体和Mattson。

芯片工作原理

“芯片的工作原理是将电路制造在半导体芯片表面上从而进行运算与处理的。晶体管有开和关两种状态,分别用1和0表示,多个晶体管能够产生多个1和0信号,这种信号被设定为特定的功能来处理这些字母和图形等。在加电后,芯片会产生一个启动指令,之后芯片就会开始启动,接着就会不断的被接受新的数据和指令来不断完成。芯片是一种集成电路,由大量的晶体管构成。不同的芯片有不同的集成规模,大到几亿;小到几十、几百个晶体管。晶体管有两种状态,开和关,用1、0来表示。

集成电路版图设计完成后最终交付给晶圆代工厂的文件叫什么

集成电路版图设计完成后最终交付给晶圆代工厂的文件叫流片。在集成电路设计和生产流程中，设计厂商一般会将集成电路设计的最终结果（集成电路版图数据）交给代工厂（Foundry）来制造芯片，这个环节叫做流片。代工厂根据集成电路版图对半导体晶圆进行加工，加工过程就是把版图（包括形状、尺寸、层次）复制到晶圆中，其原理类似于胶片照相机的成像和冲洗过程，其中用到大量的各种形状的遮光罩，这些遮光罩称为掩膜版（Mask）。全掩膜（Full Mask）流片是集成电路的一种流片方式，是将整个晶圆制造过程中的全部掩膜版都为某个芯片所用，成本很高。只有在设计完全有把握成功并且准备大批量生产、商用的时候，才会采用这种方式。多项目晶圆（Multi Project Wafer）流片，简称为MPW流片，是集成电路的另一种流片方式，是将多个使用相同工艺的集成电路设计放在同一晶圆片上流片，制造完成后，每个设计可以得到数十片芯片样品，成本小但极大地降低了产品开发风险。新产品的开发研制初期，并不需要将芯片规模商用，只需要生产少量芯片来验证其设计结果，往往采用这种方式。

集成电路设计与集成系统就业前景

集成电路设计与集成系统领域的就业前景非常广阔。这个领域的专业人才需求量越来越大，而且相关企业的数量也越来越多。未来几年，随着物联网、5G、AI等新技术的不断普及和应用，对于集成电路设计和集成系统开发的需求将会进一步增加。目前在硬件和软件结合的领域中，集成电路和集成系统是一个非常重要的组成部分，因此有很多相关的工作岗位。比如集成电路设计工程师、芯片设计工程师、IP设计工程师、数字电路设计工程师、模拟电路设计工程师、功耗优化工程师等等。同时，集成系统方面也有许多相关的职位，如SoC系统架构师、嵌入式系统设计师、嵌入式软件工程师、测试工程师等等。总的来说，集成电路设计与集成系统是一个发展前景非常广阔的领域，未来将会有大量的机会和就业岗位。如果你对这个领域感兴趣并具备相关的专业背景和技能，那么在这个领域中找到一份理想的工作并创造出自己的事业是完全有可能的。

关于集成电路设计的流程详解

集成电路设计（英语：Integratedcircuitdesign），根据当前集成电路的集成规模，亦可称之为超大规模集成电路设计（VLSIdesign），是指以集成电路、超大规模集成电路为目标的设计流程。集成电路设计通常是以“模块”作为设计的单位的。例如，对于多位全加器来说，其次级模块是一位的加法器，而加法器又是由下一级的与门、非门模块构成，与、非门最终可以分解为更低抽象级的CMOS器件。下面就让我们进一步的了解集成电路设计的相关知识。集成电路设计介绍集成电路设计的流程一般先要进行软硬件划分，将设计基本分为两部分：芯片硬件设计和软件协同设计。芯片硬件设计包括：1．功能设计阶段。设计人员产品的应用场合，设定一些诸如功能、操作速度、接口规格、环境温度及消耗功率等规格，以做为将来电路设计时的依据。更可进一步规划软件模块及硬件模块该如何划分，哪些功能该整合于SOC内，哪些功能可以设计在电路板上。2．设计描述和行为级验证功能设计完成后，可以依据功能将SOC划分为若干功能模块，并决定实现这些功能将要使用的IP核。此阶段间接影响了SOC内部的架构及各模块间互动的讯号，及未来产品的可靠性。决定模块之后，可以用VHDL或Verilog等硬件描述语言实现各模块的设计。接着，利用VHDL或Verilog的电路仿真器，对设计进行功能验证（functionsimulation，或行为验证behavioralsimulation）。注意，这种功能仿真没有考虑电路实际的延迟，也无法获得精确的结果。3．逻辑综合确定设计描述正确后，可以使用逻辑综合工具（synthesizer）进行综合。综合过程中，需要选择适当的逻辑器件库（logiccelllibrary），作为合成逻辑电路时的参考依据。硬件语言设计描述文件的编写风格是决定综合工具执行效率的一个重要因素。事实上，综合工具支持的HDL语法均是有限的，一些过于抽象的语法只适于作为系统评估时的仿真模型，而不能被综合工具接受。逻辑综合得到门级网表。4．门级验证（Gate-LevelNetlistVerification）门级功能验证是寄存器传输级验证。主要的工作是要确认经综合后的电路是否符合功能需求，该工作一般利用门电路级验证工具完成。注意，此阶段仿真需要考虑门电路的延迟。5．布局和布线布局指将设计好的功能模块合理地安排在芯片上，规划好它们的位置。布线则指完成各模块之间互连的连线。注意，各模块之间的连线通常比较长，因此，产生的延迟会严重影响SOC的性能，尤其在0.25微米制程集成电路设计过程1.电路设计依据电路功能完成电路的设计。2.前仿真电路功能的仿真，包括功耗，电流，电压，温度，压摆幅，输入输出特性等参数的仿真。3.版图设计（Layout）依据所设计的电路画版图。一般使用Cadence软件。4.后仿真对所画的版图进行仿真，并与前仿真比较，若达不到要求需修改或重新设计版图。5.后续处理将版图文件生成GDSII文件交予Foundry流片。集成电路设计的辅助和自动化主条目：计算机辅助设计和电子设计自动化由于集成电路系统的复杂性，工程师往往需要借助电子设计自动化工具来进行计算机辅助设计。逻辑综合就是电子设计自动化在数字集成电路设计中最显著的体现。以往在设计小规模、中规模集成电路时，工程师设计数字集成电路需要根据逻辑功能，通过类似卡诺图这样的手工途径来优化逻辑函数，然后确定使用何种逻辑门来实现电路。而在当前超大规模集成电路，乃至更大的甚大规模集成电路的设计中，这样的工作方式不太现实。电子设计自动化工具使得工程师能够从复杂的门级设计转到功能设计，而底层的转换由自动工具完成，工程师只需要掌握如何设置这些工具工作策略的知识。硬件描述语言是集成电路设计自动化的重要基础。电子设计自动化发展十分迅速，现在已经成立了诸如设计自动化会议的一些学术论坛，定期讨论业界的发展。完成整个集成电路设计常常涉及多个电子设计自动化工具的运用。有些公司专门从事集成电路计算机辅助设计工具套件的开发和销售，例如Synopsys、Cadence、MentorGraphics、Agilent、Altium、Xilinx等。电子设计自动化工具的本身作为一种软件，背后依靠的是各种计算机算法。因此电子设计自动化工具的开发更加接近软件设计的范畴，其开发人员需要重点关注逻辑简化、布局布线等方面的算法实现，但是他们同样需要了解集成电路的硬件知识。总结：

集成电路的设计过程是怎样的

大规模集成电路计算机辅助设计，是用计算机帮助技术人员对大规模集成电路进行设计、制造和测试的技术。20世纪60年代，集成电路处于中、小规模发展阶段，技术上的重点是芯片加工工艺的进步。20世纪70年代进入大规模集成电路发展阶段，人工设计已不能满足要求，于是计算机辅助技术形成一门新学科。随着集成电路集成度的提高和复杂程度的增加，人们正致力于发展层次型设计法，也就是将一个系统分割成若干个子系统。各个子系统的功能和相互连接关系都有着严格的定义，而每一个子系统又可分成若干个模块，进行设计。1981年出现计算机辅助设计工作站以后，集成电路设计自动化开始迅速发展。过去，印刷线路板的设计需要设计人员根据原始线路图，在有限的板面上，为数十或数百个形状各异的电子元件安排好各自的位置，并要保证整体线路设计的合理与畅通。这是一个很复杂的工作。但采用计算机辅助设计后，使这项工作变得简单了。设计人员只需将原始线路图需要的板面大小和要求输入计算机，计算机系统便能自动设计线路、选择元件、安排出最佳的位置方案，并将结果显示在屏幕上。设计方案经过修改认定，计算机辅助设计系统即能自动描绘出实用的印刷线路板设计图。

芯片是怎样做出来的

芯片是怎么制作出来的如下：一、芯片设计。芯片属于体积小，但高精密度极大的产品。想要制作芯片，设计是第一环节。设计需要借助EDA工具和一些IP核，最终制成加工所需要的芯片设计蓝图。二、沙硅分离。所有的半导体工艺都是从一粒沙子开始的。因为沙子中蕴含的硅是生产芯片“地基”硅晶圆所需要的原材料。所以我们第一步，就是要将沙子中的硅分离出来。三、硅提纯。在将硅分离出来后，其余的材料废弃不用。将硅经过多个步骤提纯，已达到符合半导体制造的质量，这就是所谓的电子级硅。四、将硅铸锭。提纯之后，要将硅铸成硅锭。一个被铸成锭后的电子级硅的单晶体，重量大约为1千克，硅的纯度达到了99.9999%。五、晶圆加工。硅锭铸好后，要将整个硅锭切成一片一片的圆盘，也就是我们俗称的晶圆，它是非常薄的。随后，晶圆就要进行抛光，直至完美，表面如镜面一样光滑。硅晶圆的直径常见的有8英寸（2mm）和12英寸（3mm），直径越大，最终单个芯片成本越低，但加工难度越高。六、光刻。首先在晶圆上敷涂上三层材料。第一层是氧化硅，第二层是氮化硅，最后一层是光刻胶。再将设计完成的包含数十亿个电路元件的芯片蓝图制作成掩膜，掩膜可以理解为一种特殊的投影底片，包含了芯片设计蓝图，下一步就是将蓝图转印到晶圆上。这一步对光刻机有着极高的要求。紫外线会透过掩膜照射到硅晶圆上的光刻胶上，光刻过程中曝光在紫外线下的光刻胶被溶解掉，清除后留下的图案和掩膜上的一致。用化学物质溶解掉暴露出来的晶圆部分，剩下的光刻胶保护着不应该蚀刻的部分。蚀刻完成后，清除全部光刻胶，露出一个个凹槽。七、蚀刻与离子注入。首先要腐蚀掉暴露在光刻胶外的氧化硅和氮化硅，并沉淀一层二氧化硅，使晶体管之间绝缘，然后利用蚀刻技术使最底层的硅暴露出来。然后把硼或磷注入到硅结构中，接着填充铜，以便和其他晶体管互连，然后可以在上面再涂一层胶，再做一层结构。一般一个芯片包含几十层结构，就像密集交织的高速公路。经过上述流程，我们就得到了布满芯片的硅晶圆。之后用精细的切割器将芯片从晶圆上切下来，焊接到基片上，装壳密封。之后经过最后的测试环节，一块块芯片就做好了。