近幾年受華為卡脖子事件影響，我國大力發(fā)展集成電路。集成電路是我國實(shí)現(xiàn)科技興國，發(fā)展尖端領(lǐng)域的重要組成部分。也是我國各行各業(yè)實(shí)現(xiàn)智能化，數(shù)字化的基礎(chǔ)。我國國民經(jīng)濟(jì)“九五”計(jì)劃至“十四五”規(guī)劃，都在集中力量支持集成電路的發(fā)展。

國家政策的影響和國內(nèi)自研芯片的迫切需求，我國集成電路進(jìn)入了一個(gè)高速發(fā)展的“快車道”，各個(gè)行業(yè)的資本紛紛涉足，許多新的芯片公司接連成立，oppo，小米等龍頭企業(yè)緊跟華為腳步，也開始走自研芯片的道路。這也導(dǎo)致我國集成電路行業(yè)急需大量專業(yè)型人才，高薪挖人的情況也屢見不鮮。

自上而下，也逐漸影響到了一些大學(xué)生就業(yè)的選擇，甚至高中生志愿的填報(bào)。畢竟一個(gè)有廣闊發(fā)展前景的行業(yè)、一份入行就有著高薪的崗位、一份體面待遇優(yōu)渥，而且很少加班的工作，對(duì)年輕人來說，是有著極大吸引力的。這也是很多大學(xué)生在畢業(yè)季考慮芯片設(shè)計(jì)崗位的原因。

對(duì)于半導(dǎo)體行業(yè)來說，繼2021年“缺芯”之后，“降價(jià)”又成為了2022年二季度的焦點(diǎn)。

總體來看，A股申萬半導(dǎo)體行業(yè)2022年上半年合計(jì)營業(yè)總收入同比增長(zhǎng)20.8%，相比上年同期43.6%的增速有所放緩，但在近四年中仍屬于較高水平;扣非后歸母凈利潤(rùn)同比增長(zhǎng)37.6%，增長(zhǎng)幅度相對(duì)2020年和2021年上半年都有收窄，一定程度也和去年同期的基數(shù)較高有關(guān)。

子板塊中，景氣度不盡相同，相關(guān)公司業(yè)績(jī)分化也較為嚴(yán)重。其中，以北方華創(chuàng)(002371.SZ)、中微公司(688012.SH)代表的半導(dǎo)體設(shè)備板塊景氣度最高，2022年上半年?duì)I收和扣非后凈利潤(rùn)增速分別高達(dá)58.1%和192.7%。但以明微電子(688699.SH)、富滿微(300671.SZ)為代表的模擬設(shè)計(jì)芯片行業(yè)成為了營收和利潤(rùn)下滑的重災(zāi)區(qū)，2022上半年?duì)I收和凈利潤(rùn)分別同比下滑3.36%和29.4%。

芯片設(shè)計(jì)板塊毛利率下滑居首

毛利率方面，以中微半導(dǎo)(688380.SH)為代表的數(shù)字芯片設(shè)計(jì)、以富滿微為代表的模擬芯片設(shè)計(jì)出現(xiàn)了毛利率下滑，暗示降價(jià)有可能發(fā)生在這兩個(gè)環(huán)節(jié)，其中又以模擬芯片設(shè)計(jì)毛利率下降最為嚴(yán)重。

數(shù)據(jù)顯示，模擬芯片設(shè)計(jì)板塊毛利率中位數(shù)由2021年二季度的49.5%下降至2022年二季度的41.6%，半導(dǎo)體封測(cè)板塊毛利率中位數(shù)則由2021年二季度的35.3%下降至2022年二季度的22.7%。

從2022年第二季度毛利率同比下降前十名的公司來看，模擬芯片中的LED驅(qū)動(dòng)芯片成為重災(zāi)區(qū)，明微電子、富滿微、晶豐明源(688368.SH)和必易微(688045.SH)毛利率分別同比下降33.3、27.2、24.5和12.7個(gè)百分點(diǎn)。

原因與前期漲價(jià)過高有關(guān)。以明微電子為例，2022年上半年?duì)I收3.98億元，同比下滑35.59%;扣非后凈利潤(rùn)為6802萬元，同比下滑76.55%。公司業(yè)績(jī)?cè)诙径葐渭径瘸霈F(xiàn)了崩塌式下滑，收入和凈利潤(rùn)分別同比下滑66.69%和99.01%。

芯片設(shè)計(jì)這個(gè)行當(dāng)，從大的方面講，主要分模擬和數(shù)字兩大塊，而每大塊又分前端和后端，我想大部分同學(xué)對(duì)這個(gè)肯定是非常清楚的，下面就數(shù)字電路聊聊芯片設(shè)計(jì)的一些事情，就是芯片設(shè)計(jì)有哪些活要做，這并不是全面完整的系統(tǒng)介紹，只是個(gè)人的了解和總結(jié)， 希望拋磚引玉，也許不全面，不正確，歡迎大家指正和補(bǔ)充。

說到數(shù)字芯片，不能不說FPGA，這種是可編程的數(shù)字電路，用法原理也不說了，數(shù)字電路設(shè)計(jì)的目標(biāo)就是把這些功能做成我們自己專用的ASIC/SoC，這樣無論面積、成本或者安全性等都能有保證。

從流程上講，數(shù)字芯片設(shè)計(jì)的大致步驟就是系統(tǒng)與功能定義、RTL實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證、 綜合及可測(cè)試性設(shè)計(jì)、ATPG仿真、時(shí)序分析到自動(dòng)布局布線(APR)，直至交付fab的GDS網(wǎng)表。

這個(gè)流程是可以反復(fù)迭代的，對(duì)于不同類型芯片，如純數(shù)ASIC或混合電路(mix-signal)及系統(tǒng)級(jí)芯片(SoC)，每一步的方法和具體實(shí)施流程上可能又有所差異。下面就這些基本流程分步談一些主要問題。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要涉及到功能定義及架構(gòu)設(shè)計(jì)、總線架構(gòu)的配置、模塊設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)流的分配、時(shí)鐘的設(shè)計(jì)等問題。總線包括模塊之間，模塊與MCU核之間，外部主機(jī)和芯片之間通信，或者測(cè)試需要等等一系列因素。時(shí)鐘涉及到數(shù)據(jù)流的規(guī)劃、通信接口或內(nèi)部MCU的時(shí)鐘約定、工藝條件、功耗等因素。模塊需要明確接口和定義。

EDA工具的中文意思是電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化，被譽(yù)為是芯片之母，一款芯片的從無到有，EDA工具扮演了重要的角色，可以說是一款芯片的起源。

那么一款芯片是怎樣被設(shè)計(jì)出來的呢?可以說，這個(gè)過程非常的復(fù)雜，這里所謂的復(fù)雜，一方面是指設(shè)計(jì)過程繁瑣，另一方面是指技術(shù)實(shí)現(xiàn)繁瑣。

不過沒關(guān)系，這并不妨礙我們通過通俗易通的描述，來了解芯片設(shè)計(jì)的過程，設(shè)計(jì)一款芯片的第一步，是確定需求。

這應(yīng)該并不難理解，不僅是芯片，我們要設(shè)計(jì)任何一款產(chǎn)品，首先要做的是確定這款產(chǎn)品要滿足的市場(chǎng)需求是什么，也就是確定目標(biāo)。

對(duì)于芯片來說，例如手機(jī)SOC芯片，也就是片上系統(tǒng)芯片(片上系統(tǒng)芯片即在一顆芯片上實(shí)現(xiàn)整個(gè)計(jì)算系統(tǒng))，為了保證軟件運(yùn)行流暢，CPU要采用什么架構(gòu)、多高的頻率、多大的緩存等等，為了滿足視覺需求，例如游戲，GPU要采用什么架構(gòu)、多少核心、多高的頻率等等。

沒錯(cuò)，芯片設(shè)計(jì)的開始，其實(shí)并不是馬上就要用到EDA工具，事實(shí)上，在目標(biāo)確定后，也并不是馬上就會(huì)用到EDA，它的出現(xiàn)還要往后推移一段時(shí)間。

在了解了用戶需求以及確定了芯片的各種規(guī)格后，下一步自然就是要開始進(jìn)入實(shí)現(xiàn)的過程，這個(gè)過程第一步，是編程。

沒錯(cuò)，在芯片設(shè)計(jì)上，編程依然非常重要，但與我們所熟知的程序員的編程工作，還是有著本質(zhì)上的差異。

芯片設(shè)計(jì)工程師，需要對(duì)芯片的電子電路非常熟悉，這需要扎實(shí)的半導(dǎo)體技術(shù)功底，而程序員只需要把設(shè)計(jì)軟件玩轉(zhuǎn)就可以了。