电子信息工程芯片设计集成电路设计实习报告

电子信息工程芯片设计集成电路设计实习报告一、摘要2023年7月1日至2023年8月31日，我在XX公司担任集成电路设计实习生，参与射频前端芯片的射频单元设计。核心工作成果包括完成2个GHz频段滤波器电路的仿真验证，通过电磁耦合仿真优化，将插入损耗控制在0.5dB以内，回波损耗优于30dB，并通过版图寄生参数提取完成时域响应仿真，验证信号完整性。应用了ADS、Cadence等EDA工具进行电磁仿真与时域仿真，采用SiGeHBT工艺进行电路设计，通过拓扑结构优化和器件级参数调整，提升了功率增益15%。提炼了基于电磁耦合仿真的滤波器参数快速迭代方法，以及版图寄生参数对时域响应的影响量化分析方法，形成可复用的设计流程文档。二、实习内容及过程实习目的主要是把学校学的集成电路设计理论知识跟实际工作对接上，了解芯片设计从需求到流片的全流程，特别是射频前端这块。实习单位是个做射频芯片的，主要做手机和基站用的功放跟滤波器，技术路线挺前沿的，用的都是SiGeHBT工艺。我在射频单元设计部门实习，跟着师傅做具体的项目。实习内容开始阶段，主要是熟悉公司的设计流程和EDA工具环境，特别是ADS和Cadence这套组合。师傅给我发了几个之前的滤波器项目文档，让我先看。7月5号左右，我开始独立负责一个2GHz频段的带通滤波器设计任务，需求是插入损耗小于0.8dB，回波损耗要好于30dB。这个滤波器是腔体结构的，耦合比较复杂。我先根据需求确定是采用3端口耦合结构，然后开始做电路仿真。用ADS的EMC模块做电磁耦合仿真，一开始参数跟得不太好，谐振点跑偏，耦合系数也不对。反复调整了好几次，7月12号左右才把仿真结果初步收敛，插入损耗跑到0.6dB，回波损耗是32dB。但师傅说版图寄生不能忽略，就让我用Cadence的版图工具提取寄生参数，然后导入ADS重新做时域仿真。这一步发现信号延迟跟预期差不少，滤波器的时域响应波形变形了。遇到这个困难，我意识到光靠电路仿真不够，得结合电磁仿真和版图寄生。花了两天时间学习ADS的SIwave工具，这个是用来做信号完整性仿真的。通过跟EMC仿真结果联调，把耦合端口和信号走线重新布局优化了一遍，特别是控制了输入输出端的阻抗匹配。7月20号重新仿真，时域响应波形好多了，插损还是0.65dB，回波损耗稳定在31dB，总算达标。师傅还夸我学得快。后来又参与了一个5GHz频段滤波器的小改，主要是参数调整，我负责把耦合系数微调了5%，性能提升了一点。实习期间最大的挑战还是电磁仿真收敛慢，有时候一个参数调整要跑一两天，电脑都卡顿。为了提高效率，我总结出几个经验：第一是优化模型设置，把不必要的区域网格粗化；第二是先做原理图仿真验证趋势，再导入电磁；第三是学会看仿真日志找问题，而不是盲目试参数。通过这些，把收敛时间大概缩短了30%。这段经历让我明白射频设计不是光会画电路图就行，版图和电磁耦合太重要了。以前在学校做课程设计，觉得滤波器设计就那么几步，来了才知不然。现在对S参数、插入损耗、回波损耗这些指标的理解深多了，也学会了怎么用工具解决实际问题。最大的收获是掌握了基于电磁仿真的参数快速迭代方法，这个对后续做设计很有帮助。不过实习中也发现单位培训机制有点问题，新人刚来就直接扔活儿，理论培训几乎没有，很多工艺和版图规则都是靠师傅口头传，效率不高。建议可以搞个新人培训计划，把设计流程、常用工具和关键工艺参数都系统化整理出来。另外我感觉岗位匹配度也一般，实习前期主要是辅助工作，独立负责的项目难度跟预期有差距，没能接触到更核心的功放设计。如果有可能，希望后续实习能接触更复杂的模块。三、总结与体会这8周在XX公司的实习，感觉像是从理论世界一下子扎进了真实的芯片设计江湖。从7月1号刚开始懵懵懂懂，到处找项目文档，到8月31号离开时能独立负责一个滤波器项目，进步挺大的。最大的收获不是学会了多少新工具或者技巧，而是对整个IC设计流程有了更立体的认识。以前在学校做设计，总觉得参数调来调去只要结果对就行，来了这里才知道每个参数背后代表的意义，以及它们如何通过电磁仿真、版图寄生这些环节相互影响。比如那个2GHz滤波器项目，插入损耗控制在0.65dB，回波损耗31dB，这个结果不是我一个人闭门造车出来的，而是反复跟原理图仿真、EMC仿真、时域仿真结果比对，不断调整耦合系数、走线宽度才达成的。这个过程让我深刻体会到IC设计不是线性过程，而是一个不断迭代优化的闭环。实习也让我更清楚自己未来想走的路。之前对射频前端挺感兴趣的，但实习中负责滤波器设计，接触到了功放，发现射频这块技术分支还挺多的。这次经历让我确定了想继续深耕射频功率放大器的方向。接下来学习会更有针对性，打算把课余时间多补补SiGeHBT工艺和功率放大器相关的书籍，顺便看看能不能考个通信工程师证，提升一下竞争力。行业现在这么卷，光靠学校那点知识肯定不够，得主动去学，去跟上5G、6G这些趋势。射频前端是现在芯片里的痛点，特别是手机里面那个小小的封装，要把滤波器、功放、开关这些都塞进去，对集成度和性能要求极高。这次实习让我看到，未来能做些小型化、高性能的射频芯片，肯定很有前景。心态上变化也很大。以前做项目觉得差不多就行，现在明白每个细节都可能影响最终结果，责任感明显增强。遇到EMC仿真不收敛那种头疼事，加班加点查资料、试参数，虽然过程痛苦，但解决后感觉特别踏实。抗压能力也锻炼了，不再是学校那种一遇到困难就喊师傅的愣头青。现在更能沉下心去解决问题，这种从学生到半个职场人的转变，挺宝贵的。当然，实习中也看到自己很多不足，比如对工艺的理解还太浅，版图优化经验几乎为零，这些都需要后续慢慢积累。总的来说，这次实习就像给我的职业生涯打了一针强心剂，让我更清楚自己想要什么，也更有信心去迎接未来的挑战。四、致谢感谢XX公司给我这次实习机会，