1. 引言

级群里帮

笔者从2021.09开始从材料专业转行芯片验证方向，历经两年沉淀，今天终于上岸。遥想当年也是跟着前辈们的指点一步步成长的，所以今天也来总结一下整个芯片路程，一方面也是给自己两年的工作一个总结，另一方面也是为有志于从事集成电路行业的学弟学妹一些参考。笔者会简要介绍芯片验证的岗位职责、学习路径、芯片行业秋招现状及全球半导体产业现状。

2. 芯片验证工程师的岗位职责

算力一直是人类步入现代化以来一直不可或缺的驱动力，随着算力的需求越来越大，一颗小小的芯片已经容纳了百亿级别的晶体管。而与软件行业不同的是，芯片设计对错误的容忍度极低，任何小小的差错都有可能导致流片失败，进而导致上亿的损失，许多初创公司常因一次流片失败而导致整个公司原地解散。在这样的背景下，芯片验证工程师承担了流片前的debug任务，其主要职责是：1. 保证设计工程师的RTL代码执行无误；2. 保证设计工程师的RTL代码符合功能文档要求并覆盖所有功能点

3. 学习路径

笔者目前的学习指导仅针对数字芯片仿真验证工程师(既Simulation based Verification)，蓝框内容为一个初级工程师入职之前需要掌握的最少内容：

a. 基础电路分析：EE类本科生必修课程，转行的同学可以去网上查阅相关课程，笔者当时在edX上修了MIT开设的Circuits and Electronics三个系列的课程，笔者始终认为任何fabless公司的工程师都不应该脱离实际电路而只关注RTL代码，拥有电路分析能力是每个芯片工程师的必要技能

b. 数字电路基础：数字芯片的基本思想，重中之重，特别是CMOS、D触发器、寄存器和FSM，可以去B站搜索清华大学王红老师的数字电路设计基础课程，学有余力的同学也推荐学习数字集成电路相关课程，在门级电路打好基础才能顺利迈入RTL级

c. verilog：芯片设计基本语言，做验证绝对不能脱离设计，设计和验证向来都是一体的，因此刚接触RTL代码的同学一定要把Verilog基本功打好才能接触验证语言，B站有西电蔡觉平老师的Verilog课程，也建议去hdl Bits网站进行练习，一共也才不到两百题，另外亚稳态、建立保持时间、复位、跨时钟域、同步异步fifo这几个重点问题一定要搞明白

d. SystemVerilog & SystemVerilog Assertion：SV是芯片验证基本语言，总体内容并不算多，务必熟练使用，用SV去验一个简单模块就能入门了，另外SVA是时序检查的必备工具，也需要有一定的练习，学有余力还可以尝试接触OVL

e. UVM：SV的升级版，拥有更强大的功能，学习起来会有一定难度，但是绝大部分公司都会使用UVM进行验证，前面所有的知识都是在为它铺路，重中之重，尤其是工厂机制，Phase机制，Sequence，TLM，RGM等部分一定要搞明白

f. VCS & Verdi：验证必备仿真工具，目前大部分公司都会使用，建议先把VCS用好，学会设断点，调试波形，这会是验证过程中的两个重要debug技能，Verdi可以在熟练使用VCS后作为拓展

g. DVT：验证必备辅助工具，强大的编辑器，查询UVM内部方法声明、自动生成验证结构都靠它，用了都说好

h. 总线协议：总线是芯片的高速公路，也是验证中的老熟人，笔者建议尝试一些AMBA AHB/AMBA APB总线的模块进行验证，这样既可以学习总线知识也可以练习验证技能

i. C & Python & Makefile：C是硬件语言的基础，要是一开始学不会Verilog可以先学学C；Python主要用来写脚本，会用即可，新时代大学生用Python应该都不成问题吧；Makefile用来协助仿真，入职之前能看懂别人写的即可

j. 后端相关技能：Pre-Silicon和Post-Silicon有着很大的差距，上述的内容也仅仅是针对RTL代码的逻辑进行验证，并不能保证硅后的正确性(诸如时序的正确性)，学会使用后端工具(例如Cadence virtuoso & Innovus)也可以增进你对整个芯片设计体系的了解。

目前由于芯片赛道的人才竞争越来越激烈，即使不像互联网公司岗位那样必须具备实习经历，应届生也很难像以前一样做一两个模块、会SV就稳拿offer了，除了熟练的语言技能外，还需要至少3个模块的验证经历。建议找一个靠谱的培训班系统训练，笔者去年报了一个很不靠谱的培训班，白白浪费四个月，后来去了路科经历了全面训练才顺利通过秋招面试。有条件的话建议大家完完整整的串一整个验证流程，从阅读Design Spec开始，到撰写验证计划、构建验证环境、编写测试用例、插入断言、收集功能覆盖率，如果能有使用商业Verification IP的经历则会是极大的加分项

4. 芯片行业秋招现状

在过去的几年里，芯片行业收到了资本和政策的极大青睐，短时间内有许多新公司成立(其中大部分为fabless公司)，许多大厂也纷纷成立芯片部门，但自2022年开始经济下行，加之美国制裁力度极具加大和资本市场信心减退等因素，许多公司和大厂的芯片部门纷纷关停倒闭，哪怕是诸如寒武纪一类的独角兽公司也难逃危机。另外，前些年芯片行业爆火也让许多同学纷纷入场，EE方向考研分数和留学bar暴涨，预计在未来的几年，会有更多的EE领域硕士研究生毕业，竞争将会更加激烈，五年前的那种Verilog甚至数电都不了解的天坑专业同学想要轻松入场已经不复存在。

在竞争日趋激烈、行业下行仍未触底的情况下，笔者首先建议想入行的同学谨慎考量，以下是笔者针对不同类别的同学给出的建议：

a. 高考报志愿同学：芯片行业短时间内难以全面与国际水平持平，有志于从事这一行业的同学欢迎报考EE类专业以获得科班入场券，即使后续不想从事该领域也可以为转行计算机/AI领域打下坚实基础

b. EE类科班同学：打好基础，特别是数电领域，目前来讲本科找工作不现实，建议读研深造，EE/集成电路学院会有诸多方向，在数电领域研究方向较少的情况下，建议选择模电/FPGA方向。留学同学如果找不到模电/FPGA方向的研究型硕士，也可以选择课程合适的课硕。但需要注意的是，对于验证而言，绝大部分学校不会教验证相关的工程类技能(比如SV & UVM)，而是会教Verilog和数集相关内容，因此笔者建议选择科研/课程压力小的硕士项目，在保证学习Verilog和数集相关课程的基础上，选择一些水课来给自己腾出更多的时间自学验证。最不建议的是选择科研/课程压力大且领域不相关的硕士项目，这样不仅会增大自学压力，还会严重挤压自学时间

c. 非科班同学：由于目前竞争较为激烈，科班已经成为简历筛选的一大条件，有些公司甚至要求“双九科班”，因此想要通过简历关，最好通过读研的方式来转专业(如果你是清北复交大佬也可以不转)，上述提到的考研/留学都可以成为转科班的途径。

对于公司和岗位选择，个人建议：芯片大厂(专精芯片业务的IDM/Fabless大厂，如英伟达、高通、AMD)>大厂芯片独立分公司(含有ToC/ToB业务，如华为海思、紫光展锐、百度昆仑芯)>独角兽公司>工业/消费电子终端大厂芯片分部(仅供内部使用，不含ToC/ToB业务)>团队优良的初创>Fab厂分部(如长存、华虹、SMIC)>团队成分不明的初创；岗位的话：模拟>数字设计>数字验证>数字后端>版图

5. 全球半导体产业现状

半导体产业在过去的几十年里一直是全球分工的格局，部分国家会在某一环做到垄断级地位，在全球高科技国家的努力下，芯片算力在过去的几十年里得到了飞速发展。但由于近些年中美科技战陷入白热化，再加上疫情期间芯片产能下降、AI对算力需求急速增长等因素，几乎所有的高科技国家都陷入了对算力资源的担忧，半导体产业也快速进入逆全球化发展时代。芯片性能代表着算力，而算力是驱动一切新兴技术的必备资源，拿英伟达举例，过去的一年里大语言模型爆火，英伟达的H100几乎是一芯难求，一万台GPU已经成为进入AI领域的最低入场券，英伟达也凭借多年来的强大技术和生态积累一路高歌猛进市值直破万亿美元大关。为了抢占高地，各大互联网公司不得不亲自下场参与芯片研发以减少对英伟达的依赖，除了谷歌、亚马逊、百度等老互联网芯片玩家外，特斯拉、微软乃至Open AI都开始推出自家的芯片产品或着手组建团队。可以看到，在AI时代下，算力已经成为了像上世纪电力一样的硬通货，只有掌握了算力才能掌握人工智能产业的话语权

而在大洋的另一边，中美也在为抢夺算力资源苦苦鏖战，除了数轮制裁令，美国更是将几乎所有中国GPU厂商纳入实体清单，并禁止英伟达的高性能产品进入中国，以伤敌一千自损八百的架势阻止中国冲击AI领域，而中国这边也不甘示弱，在高压制裁的三年时间里对各个封锁点进行逐个突破，最终将整个产业链串起来，备受瞩目的K9000s就是一项重要成果，虽然后续的供货量紧俏仍说明产能尚不尽如人意，但在三年内完成自主cpu GPU架构设计、EDA、制造工艺等一系列高技术壁垒领域突破并连点成线已属不可思议，也说明挑战科技霸权并非天方夜谭。激烈的科技战也引起了欧盟、韩国、日本、印度等半导体大国对算力安全的恐慌，欧盟委员会公布芯片法案，投入超过430亿欧元以保护自身芯片战略安全，印度也是雄心勃勃，计划未来投入100亿美元以搏得半导体产业的一席之地，日韩等老芯片玩家也纷纷出台扶持性政策。中美这边，除了前两期大基金对晶圆、设计、设备、工艺、EDA、封测、半导体材料等领域的投入外，中国国家三期大基金将投入金额直接上抬至3000亿人民币，而美国更是一掷千金，芯片和科学法案为相关产业补贴超过700亿美元，原来一蹶不振的老IDM厂英特尔也重新焕发生机。可以看到，随着算力的发展，芯片领域只会越来越烧钱，玩家也只会越来越少，在大国竞争的背景下，算力早已超过了它本身的意义，成为了诸如石油一样珍贵的重要战略资源，也决定了一个国家未来的发展权

对个人而言，无论是从各国对芯片产业的扶持力度，还是AI时代下对算力的新一轮需求，芯片行业在未来的一段时间里都会是一个重要领域，也是个人职业生涯的可选方向之一。但值得注意的是，芯片行业投入大风险高垄断性强，大部分厂商最终都很难活下来，加之大国竞争也为产业带来了诸多不可抗力，今年ZEKU、摩星半导体原地解散，三星、SK海力士建厂受阻，高通、美光、AMD、德州仪器等公司中国区裁员等黑天鹅事件也告诉我们，切勿人云亦云，切勿被一时的高薪迷惑，保持冷静的头脑谨慎选择

总结

两年前因为对电子产品的热爱而进入芯片领域，如今上岸后再回首，已是一片红海，这里不仅是高科技公司抢夺的高地，更是大国博弈的最前线，一颗小小的芯片，上百亿个晶体管，驱动了人类的智慧与技术革新，也承载着大国的战略安全。作为一个初级工程师，想要沉下心来在这个领域有所作为，就必须戒骄戒躁脚踏实地，保持对行业的理性判断，时刻告诫自己：知不足而奋进，望远山而力行。