浅谈数字后端工程师的工作

分享数字后端设计是什么？

数字后端，顾名思义，它处于数字IC设计流程的后端，属于数字IC设计类岗位的一种。 在IC设计中，数字后端所占的人数比重一直是最多的，而且随着芯片规模不断加大，后端工程师需要的人数将会越来越多。

一般来说，数字后端按岗位类别可以分为： 逻辑综合，布局布线physical design，静态时序分析（STA），功耗分析Power analysis，物理验证physical verification等岗位 。人才的需求量进一步加大，这也是现阶段数字后端工程师招聘量巨大的原因。

数字后端设计和数字前端设计的区别？

数字芯片设计流程

相对于数字前端设计 （ 数字IC设计=数字前端设计？ ）来说，后端设计分为5个步骤，要做的事情是很多的，因此招人也非常多，在一些 大公司里，5个步骤每个都是有专人负责的。后端设计工程师需要掌握的东西会比较多，但是不要求每一项都很精通，是一个非常不错的选择~

后端和前端一样，也是一个很早就出现的非常重要的岗位。 虽然由于工作性质，它对代码编写的要求相对来说没前端那么高，但是各种EDA工具的使用、掌握多门脚本语言、分析报告、修错误都是其核心技能。如果对编程不感兴趣又想从事数字IC设计工作，那么选择数字后端是非常合适的。

因此，数字后端和前端相比，并不存在谁好谁坏的问题，两个岗位的薪资待遇和发展空间也是大致相同的。 求职的时候，建议大家更多地根据自己的技能基础和个人意愿去选择就好。

数字后端设计工程师要做什么？

①逻辑综合（Synthesis）

主要负责将RTL code转换为实际后端使用的netlist网表， 一个好的网表对布局布线的工作起到决定性作用。要尽可能做到performance， power， area的优化。尤其是现如今的一些要求高性能的设计，对综合的要求非常高。

综合质量很大一定程度上取决于综合软件的性能，业界流行的两个综合工具是Synopsys的Design Compiler和Cadence的Genus，熟练的掌握两个工具的使用方法是综合工作的一个基本条件。

②布局布线（PD）

布局布线是数字后端中占比最大的工作，主要负责netlist到GDSII的转化过程，步骤包括Floorplan，Place，CTS，Optimize，Route，ECO等，确保自己负责的模块满足时序还有物理制造的要求。同时，需要协同其他工程师，及时提供他们需要的文件，比如def， spef，网表等。是数字后端中最核心的工作。

布局布线对工具的依赖程度较强，而且工具操作相对来说较为复杂。业界较为常用的是cadence的Innovus软件和Synopsys的ICC，掌握这两大工具的使用需要花费一定的时间。

③静态时序分析（STA）

静态时序分析简称为STA，时序验证分析是数字后端中的重要一块内容，芯片需要满足各种corner下面的setup，hold时序要求以及其他的transition， capacitance， noise等要求。STA需要制定整个芯片的sdc约束文件，选择芯片需要signoff的corner以及全芯片的timing eco流程。是一份难度要求很高的工作。

静态时序分析通常通常需要掌握Synopsys的primetime以及cadence的tempus两大软件的使用方法。

④物理验证（PV）

物理验证也是tape out前的一项重要事项。如果物理验证有错，那芯片生产就会失败。在布局布线工具中，软件只能检查到金属层上的物理违反，而真正的物理验证需要检查到器件底层（base layer）。因此，物理验证需要将金属层和底层金属合并到一起，进行全芯片的drc检查。同时，还需要做全芯片的LVS（版图与原理图一致性检查），ERC（电气规则检查）。确保芯片没有任何物理设计规则违反。

物理验证一般在mentor公司的calibre中进行，是业界标准的物理验证工具。

⑤功耗分析（PA）

功耗分析也是芯片signoff的重要一大块，随着现在芯片的规模越来越大，功耗在芯片的中的地位也越来越高。功耗分析的两大任务是分析IR drop（电压降）和EM（电迁移）。及时将结果反馈给布局布线任务组，让他们及时修改后端设计图，解决设计中潜在的问题。

一般功耗分析使用的工具有Ansys公司的redhawk，以及cadence公司的voltus和synopsys公司的ptpx。

而且，数字后端工程师通常都是以一个项目组作为一个团队，前面说的这些任务都会分为不同的角色。 通常，一个项目中会有一名顶层工程师，一名STA工程师，一名功耗分析工程师，一名物理验证工程师以及若干名模块工程师，这些工程师需要相互合作，共同完成全芯片的RTL到GDSII的过程，同时确保没有时序以及物理验证上的违例。

数字后端设计工程师需要掌握的技能

数字后端主要以软件工具为主，需主要掌握以下软件（以cadence， synopsys，mentor公司为主）

布局布线：Innovus/Encounter， ICC2/ICC

综合：DC， Genus

物理验证：Calibre

静态时序分析：PrimeTime， Tempus

功耗分析：Redhawk， Voltus，PTPX

每种平台需要你掌握的技能不大一样，通常每种平台下学会一种工具即可。一个初级工程师想全部掌握这些技能也很难，如果这些工具你都会使用，就变成老司机了。

由于数字后端工程师需要跑一些自动化的任务，所以掌握必要的脚本语言也是必须的，比如掌握下面知识就显得比较重要：

Verilog

TCL

Perl

Python

所有的技术类岗位，主要看的两点就是： 专业技能（skills）和项目经验（experience） 。 所以除了上面列出的这些技能，你能实际做过一两个项目，哪怕是一些小模块的后端设计，也是很重要的，尤其是做项目过程中积攒的debug经验。

数字后端设计工程师的薪资待遇和职业发展

这是最新的2021届后端设计秋招应届生的薪资情况 ，一线城市平均薪资大概在25万左右，二三线城市稍微低一些。

另外一个好消息是，国内现在在大力发展集成电路，所以最近几年的薪资都在不断上涨，5年之内应该都还会保持这个趋势。

数字IC设计工程师（前端&后端）职业发展路径

关于数字后端设计工程师的职业发展 ，未来的IC设计工程师的职业发展分为两条路径：一是技术专家路线，基本按照上图的发展阶梯来走，这些人会一直做技术，成为一名资深设计工程师；二是项目管理路线，有些人会成为设计经理，做一些管理类的工作。

设计工程师干了很多年之后，有少数人也可以转岗，比如转去做架构工程师，去EDA公司做应用工程师（AE），要么就索性创业。但是总的来说，绝大多数设计工程师还是会一直做下去，毕竟这个岗位还算一个天花板不低的岗位。

数字后端设计工程师入行门槛和条件

现阶段，数字后端工程师主要还是以招聘研究生和本科生为主，不过好消息是对专业的要求并不是很苛刻，并非集成电路方向不可，只要你掌握了上面的这些技能，哪怕是不相关专业，比如材料、物理、自动化、机械等理工科专业，也是可以成功应聘数字后端设计工程师的。

学历本科也不要气馁，有工作经验的本科生，还是可以找到数字后端工程师的职位的。毕业学校一般的同学也不要气馁，985高校毕业，在求职时肯定是有优势的，但毕竟每年毕业生不多，在现在IC行业整体缺人的大背景下，企业依然会招收学校排名一般的学生，当然前提还是一样，有 专业技能（skills）和项目经验（experience）。

找工作，选择比能力更重要。 如果一开始选对了行业和岗位，就会比较容易取得成功。 现在的IC设计行业，有“钱途”也有前途，薪资高自不必说，如果进对了公司拿到了股权，也可以轻松实现财务自由，可以说是理工科生的黄金岗位之一。
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