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射頻芯片工程師需要面臨的技術難題有哪些?

添加時間:2021-10-08 17:52:52
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  射頻芯片工程師在我國是一個比較小眾的行業,從業者人數并不多。但是對于集成電路行業而言,射頻芯片工程師絕對是非常重要的一個職業。因為只要一個設備想發射信號出去或者是接收信號進來,就必須依靠射頻前端模塊,那就必須有射頻芯片工程師的參與。

  射頻芯片工程師是一個相對而言難度較高的職業,也是大家經常說的靠吃“經驗”的一個職業。因為即使對于理論基礎特別扎實的新入行者來說,也需要大量實操經驗的積累,才能設計出性能可靠的芯片。

  射頻芯片工程師

  “經驗”這種東西說起來似乎很玄妙。但是,對于射頻芯片工程師來說,具體來看無非就是工藝制程、模型準確性、版圖布局和芯片封裝這幾個難題。

  先說工藝制程吧。目前,集成電路行業經常用到的工藝有砷化鎵、氮化鎵、絕緣體上硅、普通硅基工藝等。雖然設計同一個模塊的時候基本理論是一樣的,但如果采用不同的工藝制程,在整個設計過程中區別還是相當大的。一模一樣的版圖,兩種不同的工藝,出來的芯片其性能有著顯著的差異。即使是同一個工藝,在不同的晶圓上,產出的不同芯片,其性能也會存在差異。如何了解這些差異并解決同一工藝的溫度角、工藝角問題,對于射頻芯片工程師來說絕對是一大難題。

  再說模型的差異吧。晶圓廠會針對自家的工藝制程,給出所有的模型參數,但是這些模型參數是否準確呢?答案是否定的。即使是臺積電這種大廠,其工藝的模型或許在低頻小信號的時候比較精準,一旦到高頻或者說一旦涉及到大信號,模型參數根本不準。想獲取模型的偏差,只能依靠不停地測試。

  只要是接觸過芯片設計的人,都會知道這么一個道理:前仿和最后的芯片差的十萬八千里,而后仿也絕對不可能涵蓋實際芯片中所有的寄生效應。尤其是射頻芯片,芯片上各種寄生電阻、寄生電容,直接影響到芯片性能,如何對版圖布局才能最大程度減小寄生效應帶來的負面影響,是令每一個射頻芯片工程師都頭疼的難題。

  射頻芯片工程師

  最后說說封裝。裸片測試和封裝測試,兩者之間的差異可能非常巨大。所以,如何保證芯片在封裝之后依然性能優越,也是困擾很多射頻芯片工程師的難題。

  射頻芯片工程師在設計芯片的每一步驟里,都面臨著很多的問題,很多的挑戰。當然,也是由于這些奇妙問題的存在,才讓這份工作充滿了樂趣。

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