想到在五年前大一刚刚入学时，自己对于所学专业的了解很少，仅仅是从报考指南上获取了一些印象，偶尔从别人那里听来一点点东西，甚至到了大三还搞不清楚集成电路到底是一个什么样子的东西，那时候从专业课里得到的零碎信息和老师偶尔的畅谈，构成了俺对电子科学与技术的所有印记。
写这个帖子，只是把额已经知道和了解的东西介绍给大家，让大家对咱们专业有所熟悉和把握，能够为以后自己对专业的进一步认知有所小小的参考。因为额才疏学浅，写的东西不可能完全准确，帖子里某些内容，可能有点枯燥，有些东西甚至让大三大四看会更加好理解些。
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什么是电子科学与技术，集成电路？
本科学习电子科学与技术是大家今后进入集成电路殿堂的第一步，只要一路走下去，始终如一地坚持，你就是IC人了。电子科学与技术基本上可以理解为集成电路工程，包含了集成电路的设计、验证、测试和制造等步骤。
首先说几个专业术语：集成电路IC（Integrated Circuits），数字集成电路DIC（Digital Integrated Circuits），模拟集成电路AIC（Analog Integrated Circuits）。
那么什么是集成电路呢？简单的讲，就是把分立的元器件（MOS管、BJT管、电阻、电感、电容等）集成制作到一块半导体晶片上去。硅元素是最主要使用的半导体材料，半导体材料作为集成电路的载体和组成部分，所以集成电路产业又被成为半导体行业。
在现代集成电路技术的支持下，一平方毫米的硅片上可以集成几千到几百万个元器件，每个元器件的尺寸以微米和纳米来衡量。
这里以收音机作为例子来说明集成电路的特点，可能不尽准确，但道理是相同的。打开老式的收音机可以看到焊接了很多电容、电阻等元件的印刷电路板，而在集成电路技术的使用下，就可以把这块印刷电路板集成制作到几平方毫米的芯片上去，大大减小了体积，而且极大地减少了功耗，便于制作更加便携和精巧的产品。
集成电路的存在形态就是我们熟悉的芯片，凡是电子产品都必须拥有芯片，就像所有动物都必须具有大脑一样，可以说芯片无处不在，芯片决定一切。
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集成电路及其设计的分类。
集成电路的终极目标是制造出一块完美的芯片，其产生的每一个步骤都至关重要，但是集成电路的设计是这一过程的核心步骤。
咱们学校也是以培养设计人员为主，所以这里着重介绍设计上的东西。
集成电路设计大体上可以分为数字集成电路设计和模拟集成电路设计两大类。为了具体说明两者的特点以及联系和区别，这里先举一个典型的信号处理系统的例子。一个完整的信号处理系统或电子产品。
信号被定义为电压、电流或这电荷等可量值，反应了事物物理层面的行为或者状态，它分为数字信号和模拟信号。声音、图像、视频、压力等自然界所有的现象都是模拟信号，它在时间轴上是连续的。对模拟信号进行某些特定点的采样取值后就得到了数字信号，它在时间轴上是离散的。数字信号只有两种状态，即高电压用1来表示，低电压用0来表示，所以数字信号不是0就是1，从而具有很强的规律性。
顾名思义，数字集成电路处理数字信号，模拟集成电路处理模拟信号。
集成电路设计是由待解决的特定问题到构思一个相应电路的创造性过程，大致上可以有以下几个步骤。
1.确定方案
2.电路设计
3.仿真优化
4.版图设计
5.制造
6.产品测试验证
由于数字信号具有极强的规律性和离散性，计算机辅助设计（CAD）在数字集成电路设计上已经取得相当完美的成功。但是对于模拟集成电路设计来说，仍需在软件工具的辅助下进行“手工”设计。
数字IC设计者只需要负责第1、2、3个步骤即可。而且在电路设计的过程中，他们不需要考虑电路拓扑结构的具体实现形式，而是在确定方案的约束下，使用硬件描述语言，以编写代码的方式，进行行为级描述。设计完成后，把代码以特定格式的文件交给后续人员，然后进行电路的生成以及版图的绘制等，直到交付生产线制造出芯片。
模拟IC设计者需要负责第1、2、3、4个步骤。而且在电路设计的过程中，他们不能像数字IC设计者那样子只通过行为描述就能够完成电路设计，而是必须在EDA软件辅助下“手工”完成电路结构设计，并且版图的绘制也是由他们亲手完成。可见，模拟IC设计者要掌握从半导体器件到电路理论再到版图绘制各个方面的知识，这对个人来说是一项很艰巨的任务。曾经有许多人致力于模拟IC设计自动化的研究，希望像数字设计者那样只通过行为描述的方式就能完成电路的设计，但是令人遗憾的是这些努力都没有成功。因为模拟信号是连续的、不规律的，这一特性致使模拟集成电路复杂、多变和敏感。所以从事模拟集成电路设计依赖于更多的经验、更深厚的电路知识、更敏锐的猜想和更大胆的创造力。
现在反馈到典型的信号处理系统中，结合这个例子，讲述模拟IC和数字IC的区别和联系。
自然界中的模拟信号经过模拟集成电路的预处理后，通过AD模数转换电路传递给数字处理中心进行数据处理，然后在通过数模转换电路变成模拟信号，最终以图像、视频等等直观的形象展示给我们。
由于结构规律、单元电路简单、设计过程简洁、适合超大规模集成和制造成本低，数字集成电路已经成为现代电路的主要实现模式。比如电脑的中央处理器、内存条的芯片等等。
但是，模拟集成电路是无法替代的，它是数字信号和模拟信号之间的必经接口，也作为某些特殊用途的专用电路。比如通讯信号发射和接受、图像显示、视频接收等等。
一块芯片，可以是单纯的模拟集成电路，可以是单纯的数字集成电路，也可以是数模混合的集成电路，这取决于具体的应用。
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集成电路产业的情况。
集成电路工程是如此复杂和庞大，以至于不是一个人一个团队或者一个公司就能够完成的。所以IC行业分为了设计公司和制造公司甚至测试公司等几大类。
设计公司只负责集成电路设计的核心步骤，资金投入相对较少。
制造公司又称“代工厂”，负责芯片的生产、测试和工艺线的开发，资金投入十分巨大。通常一个代工厂的建立资金从几亿到几十亿美金不等，这种巨额的投入超过了其他任何行业。
设计公司和制造公司是相互促进和依赖的，前者从后者获取工艺指标，在此条件下进行电路设计；后者不断的研发新工艺新技术来满足前者设计更高性能电路的要求。
芯片制造要求绝对纯净的环境，空气中一粒尘埃对集成电路来说，等同于一枚可以炸毁整条街道的重磅炸弹。代工厂在超净空间上的投入是极其巨大的。
在我国，无论是设计公司还是制造公司，其位置分布都具有很强的集中性，它们大多在京津地区、长三角地区、珠三角地区、西北的西安、西南的成都和东北的大连等。
在世界范围内，著名的集成电路企业比比皆是，各个如雷贯耳，像数字的英特尔、AMD等，模拟的德州仪器、ADI等。在中国，比较有名的企业有海思、同方、华微和中芯国际等等。
关于著名的微电子企业，就不多说了，大家在网上一搜索能够搜出一箩筐来。
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形象展示数字IC和模拟IC设计者，在电路设计时实际操作的对象：
模拟IC设计者，架构一个基准电路，不断调试结构和参数。
数字IC设计者，编写一段代码，以描述电路。
电子科学与技术作为一级学科，到了更高阶段分为：微电子学与固体电子学、电路与系统等几个二级学科。现实中，二者之间的区别不像概念上那样明确，微电子始终是本学科一路传承，但是电路与系统在不同学校所侧重的方向差别很大。有的学校电路与系统还是微电子，比如东南；有的学校电路与系统其实是通信，比如交大。电子科学与技术（微电子）可以分为理学和工学两个方向。打个比方，所有的电子产品看成是人体，那么集成电路/芯片就是大脑。理学方向就是在研究大脑的分子组织结构，工学方向就是在思考如何由无倒有地设计一个大脑。
理学方向主要研究半导器件体材料，芯片制造等微电子电路物理层面上的东西，我们俗称“做器件”，以吉大、山大和北大等为强。在中国IC行业，“做器件”就业面相对窄些，此方向的学生去研究所和代工厂的很多。
工学方向主要研究集成电路设计、测试验证等，我们俗称“做设计”，以清华啊、复旦、哈工大、天大等等为典型。纯正的集成电路设计包含数字IC和模拟IC两个方向，它们拥有各自不同的应用领域，一般数字IC的器件密度在平方毫米上可以达到千万和亿的数量级，模拟IC则低几个数量级。
数字IC基本上就是写代码编程序，然后用软件自动把代码转换成所设计的物理级的电路。做数字吃的是年轻饭，随着年龄的增大设计电路就越发困难了，而且非科班出身的学生也可以转到数字IC上去，像计算机专业的人就有很多。因为数字IC Design需要很强的逻辑性和反应性，所以数字集成电路工程师都是一些才华横溢的人物。像俺这种反应稍显迟钝的人因为直觉感性敏锐，所以就是天生滴从事模拟IC的咧。
模拟IC继承了传统电路设计的精髓，设计者利用设计软件工具，计算参数布局电路元器件来完成一个电路。做模拟IC靠得是经验和耐力，且越老越吃香，通常培养一个合格的模拟IC工程师要十年的时间，本科刚刚毕业就想从事设计工作基本不可能。曾经看过这样一句话，模拟工程师的基本工具就是：一支铅笔，一个计算器，一张草稿纸和一台计算机。
模拟IC具体可以分为射频集成电路设计，数字模拟混合集成电路设计AD/DA和常规模拟集成电路设计等几个方向。俺现在做的东西就是AD芯片设计。
按照大师拉扎维的说法，模拟IC工程师三要素就是：工程师的直觉，数学家的严谨，艺术家的创造力。
做模拟集成电路设计，在学好至少学过《半导体物理》、《双极性晶体管与金属氧化物场效应管》和《集成电设计基础》基础之上，就可以逐渐进入模拟IC的世界了。这里有一点要特别说明的，大家要学的公共课《模拟电子技术》对模拟IC设计者极其极其极其重要，甚至超过了上面所说的三门课。这门课学不好的话，在模拟IC入门时会极其痛苦，而你所作的只能是重新从书堆里找出《模电》从头恶补再看，俺就在这上面载了大跟头，吃了大亏，耗费了大量时间和精力。
对于喜欢模拟IC的同学来说，大四毕业设计所选定的课题就大致定向了，如果你做模拟IC的课题，可以算是开始在这个方向开始入门了。
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关于教材方面的东西。
做模拟IC的人都知道三本圣经：1.《模拟CMOS集成电路设计》，拉扎维著；2.《CMOS模拟集成电路设计》，艾伦著；3.《模拟集成电路分析与设计》，格雷著。(这个论坛有，链接后面补上)
拉扎维和艾伦的教材是最受欢迎的两本，二者各有所长，Razavi注重理论讲解，Allen注重工程实用性。拉扎维的中文版是西交大陈规灿教授翻译的，无论是翻译水平还是书的印刷质量都堪称一流，所以一般老师都会推荐这本书给入门者。但是在研究生阶段，这两本是缺一不可的，两者相互配合是最佳的使用方式。
至于格雷的书，堪称经典中的经典，不过因为北航翻译的中文版实在太烂，英文版阅读效率又低，所以受欢迎程度稍逊。但是格雷却是三者中学术成就最大水平最高的，是大师中的大师。模拟IC中恩个大牛级、牛犇级、大师级水平的人物皆出其门下，比如鲁汶天主教大学的欧洲模拟IC圣人Sansen。
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简单介绍下三大圣人啦。
毕查得.拉扎维（Behzad Razavi）现任教于著名的加州大学洛杉矶分校（UCLA），他是近十几年来世界上模拟IC领域中冉冉升起的一颗耀眼巨星，自从95年开始编写《Principles of Data Conversion System Design》开始至今已经出版了7本专著，涵盖了从数模混合数据转换到光通信集成电路设计各个方向，他是门门通，样样精。而他所写的论文，数量多得我都搜不过来数不完。
拉扎维主页：http://www.ee.ucla.edu/~brweb/
艾伦（Phillip Allen）现任教于佐治亚理工学院，有着丰富学术知识和工业界经验，他每年都会开设模拟IC设计的短期培训课程，所以能够及时地把自己的研究成果传达给从事一线设计的工程师。从他个人主页和实验室主页上，看到现在他主要的研究方向是射频（RF）和低功耗电路的设计。
艾伦主页：http://www.aicdesign.org/ http://users.ece.gatech.edu/~pallen/
格雷（Gray）现任教于更著名的加州大学伯克利分校（Berkeley），格雷作为大师中大师，其地位之高水平之强荣誉之多，自不必说了。
（转）阳光雨露_新浪博客
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