模擬晶片工程師，為何越來越吃香？

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來源：內容編譯自businessweekly。

在臺灣最近一項調查中，其中模擬IC設計工程師的年薪中位數達到155萬新臺幣，成為科技業非主管職中最高薪的工作。

簡單來說，模擬IC（Analog Integrated Circuit）是處理“連續變化電壓或電流訊號”的晶片。

模擬混合訊號工程師納尼．阿達尼（Nanik Adnani）解釋，模擬IC工程師就是在“設計、創造或調整那些能夠產生連續變化訊號的電子積體電路。”

這些訊號來自現實世界中的聲音、光、溫度、壓力等感測資料，舉例來說，當你對著智慧手機說出“Hey Siri”，聲音的聲波會被麥克風轉為電壓訊號，經過模擬IC的放大、濾波，再經由ADC（模擬轉數字）轉為數字訊號，才能送進AI模型分析。

換言之，沒有模擬IC，AI就無法“聽到”你的聲音，也無法“看到”影像或“感應”外部世界的資訊。

在車用電子、工業自動化、5G通訊、物聯網、穿戴式裝置等新興應用領域，模擬IC扮演關鍵角色。每一個感測器模組背後，都需要一組精準穩定的模擬前端；每一個AI SoC（System-on-Chip）中，都藏著不容忽視的電源管理與訊號處理模組，而這些，都是模擬IC設計工程師要下的功夫。

你可以把模擬IC工程師想像成，與現實世界連結的“模擬橋樑”，模擬IC工程師熟捻的電路學就像魔法一樣，可以把我們生活中的電子產品需求“變出來”。

模擬IC工程師通常要具備以下能力：

深厚的電路理論與電子學基礎，包含電晶體特性、回授理論、雜訊分析等。
熟練的電路模擬工具，如Cadence Spectre、HSPICE等，進行前端模擬與驗證。
製程與layout敏感度，微小布局差異都可能造成電路失效，需與後端工程師密切合作。
跨領域溝通能力，與佈局IC工程師、數字IC工程師協作，設計符合整體效能與功耗目標的電路。
這些技術能力之外，還需有異於常人的耐性、細膩與強大的溝通能力。模擬IC設計沒有絕對正確的“標準答案”，每一個案子都可能是全新挑戰，也因此充滿藝術與創造性的成分。

模擬IC工程師的養成有多難？為何人才這麼缺？

模擬IC工程師，需要深入理解半導體制作的每一個環節，包含了設計、佈局、製造、量測和測試。模擬IC工程師還需要懂整套電路元件的物理狀態，在放大器、電源模組、濾波器、振盪器、ADC/DAC等電路中，進行電晶體級的引數設計與模擬。

由於要了解一堆電子電路學導論，模擬IC工程師通常都是研究所出身，即便是剛出社會的新鮮人，也需要為了銜接學界和業界的差異，訓練個三到五年。

加拿大國家研究委員的半導體主管布萊恩．肯尼迪說道：“相信我，這些模擬IC工程師的功夫可不是憑空來的，都是靠多年實戰、在工程現場一點一滴熬出來的，幾乎可以說是門黑魔法了。”

有業內人士分享，模擬IC設計相當吃經驗，基本的電子學和電路學只是入門，真正的關鍵在“數學直覺”和物理常識。“而這種直覺是做過幾百條IC佈局（layout）與量測、踩過一堆雷才會有的。”

在臺灣，電子、電機相關科系的學生大多傾向選擇數字IC設計，原因在於模擬IC門檻高、教材少。數字IC有大量開源工具與範例，類比電路學習資源相對冷門。

而且，模擬IC工程師養成時間長，從新鮮人到能獨當一面，往往需要5年以上時間歷練。

還有，錯誤代價高！一條小電路設計錯了，整個晶片可能報廢，極度高壓，責任也大。

產業需求高漲，資深的模擬IC工程師成為各大IC設計公司爭搶的人才。一位半導體業資深人資坦言：“數字IC工程師的缺口是大，但模擬IC工程師是你有錢都不一定請得到人。”

AI時代為什麼讓模擬IC工程師身價上漲？

AI 發展的越強大，和真實世界的連結就越重要，而這個橋樑，就掌握在模擬IC工程師手上。如今AI不再只活在雲端或資料中心，而是越來越多應用發生在自駕車、智慧音箱、工業機器人、穿戴裝置、智慧醫療等真實生活當中。這些應用都要“聽得見、看得見、感覺得到”，而這些聲音、影像、溫度、壓力、加速度等原始資料，通通是模擬訊號，需要模擬IC處理放大、濾波、轉換，AI模型才能“看懂”或“聽懂”。

過去，大家用的是通用CPU、GPU，模擬IC只要設計一次，就可以用很久。現在進入AI應用碎片化時代，手機、車用、智慧音箱、行車記錄器、無人機、伺服器，各種客製化晶片設計需求大爆發。

這也帶動模擬IC要“跟著客製化”——不同電壓、不同封裝、不同介面，都要不同設計。問題是：模擬IC不像數字IC有工具可以生成，模擬設計得“一筆一畫自己畫”，人才養成超級慢。

換句話說，沒有模擬IC，AI根本接收不到外部世界的訊號，若沒有這個橋樑，AI無法知道現實世界長什麼樣子。這是模擬IC工程師在AI時代，變得越來越受歡迎的原因。

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