芯片越小越好吗？
Q:芯片越做越小是出于什么考虑？以及为什么不集中发展先进工艺的问题
A:芯片是不是越做越小，是！但是不是越小越好？不完全是，具体得看应用场景，半导体产业自从诞生以来，芯片的整体趋势确实是越来越小，尤其在2010年以前，芯片上的器件体积基本上是按照摩尔定律在快速缩小，通常来讲，晶体管体积越小，功耗就越小，栅极电容越低，能实现更快的开关频率，性能上是有好处的，所以现在的小手机能吊打以前的大哥大，但体积缩小也不是没有缺点的，比如传统的平面型晶体管，你做的越小，它的短沟道效应（Short-Channel effect) ,量子隧穿效应就越严重（Quantum tunnelling) .简单说就是这个开关太小，它就容易破防了，漏电流了，所以22纳米以下的工艺，基本都得上Finfet (鳍式晶体管），或者Gate All Around (闸极全环晶体管）这样的立体结构来加强栅极对于沟道的控制，减少漏电流的情况，这才勉强让摩尔定律又多苟了几年，其实缩小芯片最大的优点，还是面积和成本，原来一张硅片只能切出10枚芯片，现在一张能切出100枚，利润大大提高了，而且硅片边缘一圈的残损芯片（edge die)占比下降了，赚钱总是驱动技术发展的强大动力，所以芯片制程在短短几十年从微米级一路缩到了现在的7纳米，5纳米，与之对应的是半导体市场的急速扩大，从92年的六百亿美元到22年的六千亿美元，这一缩一扩背后是技术的进步，也充满了金钱的味道，
那为什么芯片厂不都做最先进的制程，赚最多的钱呢？首先是先进制程的门槛很高，不是每一家都能做的，对于工厂（Fab)来说，制程越小，设备和材料的成本是成倍增加的，更不用说有的高端设备花钱都不一定买的到。而对于fabless的设计公司来说，也得考虑流片的成本，不管你是跟人家拼一张晶圆做做验证（MPW），还是直接上full mask（全掩膜），你要是选先进工艺，那代工厂的报价可以上天，一平方毫米几十万，比房价离谱多了，小厂是肯定玩不起的，所以对于一个产品来说，其实没有最先进的制程，只有最合适的制程，芯片的性能，功耗，面积，成本这些因素，得根据最终产品的应用场景做权衡取舍，举个最简单的例子，芯片越小，晶体管密度越大，很明显散热会是一个问题，如果是手机芯片的话，最多打游戏的时候，你发现手机发烫了，降频了，影响这局的手感，但假如是汽车芯片，不管是动力系统，BMS（电池组管理），还是各种传感器，要是行驶的时候发生什么偏差，可能有生命危险，所以车用芯片最重要的是可靠耐用，行话叫功能安全，功耗和面积是可以牺牲的，反正汽车，越大越好，也不用把芯片做那么小那么精密，我们做车规级芯片，在设计阶段就得考虑，每个模块的失效率是多少fit，检测率又能覆盖多少，万一失效了，有没有相应的安全机制和保护措施，同时在之后的验证和测试阶段也更加严格，因为汽车芯片要遵循的开发流程和质量要求，像是ISO26262，比手机电脑这样的消费级电子品要严苛许多，比如温度测试的话，手机芯片一般0度到70度就可以了，严格点的-20度到85度，天冷了大不了手机掉电，关机，但汽车芯片是零下40度到150度都得测，所以我们实验室里会常备液氮，还有大型吹风机，用来给芯片进行各种严刑拷打，甚至还要用放射性辐射源，去研究宇宙背景辐射，对芯片soft error rate的影响，还有各种老化测试（burn-in test），来研究芯片的衰老，没错，芯片和人一样会老，有着不靠谱的幼年期，稳定的成年期，和容易出问题的老年期，当然这是另外一个话题了，总之芯片的应用不只有手机和电脑，一个制程只要有市场，就有投资的价值，存在的意义，不是说一定会被后来的工艺所淘汰的，像是汽车和军工这样的领域，130纳米的工艺完全足够了，实际上很多微米级，次微米级的器件都还在用呢，这种制程看上去糙是糙了点，但其实质量过硬，经得起时间考验。
Q：对半导体风口的看法？距离人才饱和还有多久？
A:关于半导体风口的问题，站在一个从业人员的角度观察，至少短期内还是会风继续吹，因为市场需求和订单数量就摆在那里，这几年半导体的热度的确是前所未有的高，甚至在我看来有点过高，当然这背后的原因有很多，一是近年的芯片荒，确实需求非常的旺盛，二是政策的扶持，国家战略层面的重视，这也不光是我国，这几年各国都很重视：美国在大力推动芯片厂回流，喊台积电赴美设厂，让英特尔搞IDM2.0，欧洲也在整合自己的芯片产业链，想提高自主化程度；再者是前两年的中美贸易摩擦，又是加了一大波芯片产业的流量，让很多普通人都开始关心起光刻机，最后还有近期互联网行业稍微遇冷，那部分资本的热钱也开始往半导体流，以上这几个buff叠加起来，就造成了现在所谓的“半导体风口”。
在很多人眼里，做芯片是一个技术，资金，人才，三高的高科技行业，但归根结底它是一个发展的很成熟的制造业，不可能像当年新兴的互联网那样，让很多初始员工迅速财富起飞，至少目前技术革命这样爆炸型的增长点，我还没有看到，所以如果你不是想赚快钱的投资人，那评估一个行业的前景，最终还是得看供给，需求和政策，芯片作为我们现代生活的必需品，这个需求是长期存在的，但所有行业都有周期性，目前半导体是处在需求最旺盛的上升期，各大厂商都在努力扩产，拼命找人，所以3-4年之后，缺芯的问题肯定会缓解，而关于到时人才会不会饱和这个问题，至少应届生市场我会感觉饱和的速度比较快。
首先这几年，我最直观的感受就是本专业越来越多的人愿意留在芯片行业做对口工作了，而不是像以往，很多优秀的同学都想法设法转码做算法，去互联网大厂搞钱拿股票，假如说互联网行业持续吃紧，搞不好以后还会有人反向操作，转半导体赛道，其实今年已经有很多同学跟我说，微电子集成电路的考研分高了很多，再加上如今遍地开花的IC培训机构，以后的应聘肯定比现在要难，但优秀的人才永远是稀缺资源，最后我还是想提醒在校的小伙伴，所谓的风口，是决定你的起薪，风总是会停的，等资本和潮水散去，你会发现摸鱼是不可能摸鱼的，只有能做出产品的厂才能发展壮大，只有技术扎实的人才能站稳脚跟，所以希望你《模电》顺利，《信号》稳定，《电磁场》强大，也希望已经入行的小伙伴，保持学习的热情，多积累一些岗位上下游的知识，只要经验够丰富，绝对不会被优化，最多只是被倒挂。
Q:跨专业转行？
A：的确材料是有很多同学都想转半导体，而且半导体技术本身也和材料高度相关，但是考研怎么选？要看你愿不愿意卷，前面我已经说过了，今年微电集电的考研已经有点卷了，但肯定卷不过计算机和公务员，所以你能接受沉没成本的话，当然是尽量往这个方向转，以后的选择面会宽很多，因为非对口专业的同学，如果不是学术科研的大牛，进半导体这个行当，一般入职岗位就是做工艺或者设备相关的事情，比如说Process Engineer(工艺工程师），Process Integration Engineer(工艺整合工程师），或者Equipment Engineer (设备工程师），具体的职责我就不介绍了，招聘网站上都有，我只说一下网站上不会写出来的内容：像工艺整合（PIE）的话，属于有时去工厂，一般没有夜班，跟人打交道多一点;PE (工艺工程师）就是经常去工厂，会不会倒夜班，取决于公司氛围和defect(硅片缺陷）情况，属于跟设备打交道多一点，设备工程师（EE）就不用说了，工厂就是你家，尤其是机台有啥问题的话，工艺和良率工程师随时喊你回家，但我绝对不是劝退，这几个岗位都很重要，尤其是研发类的工艺岗，是fab的核心岗位，芯片设计固然很重要，但如果生产不出来，那就是空中楼阁，所以底层的制造是基础，未来的发展空间也很大，而且你不会一直待在一线的，所以开始的时候积攒一些一线的生产经验，对以后职业发展是很有用的，相信我，这句话到时候HR和老板也会这么跟你画饼的，但是实话实说，如果你是生化环材的同学，横向对比一下，进半导体真的不算坑，以后随着对制造端的日益重视和厂房自动化程度的提高，工作体验和待遇应该会越来越好。再偷偷告诉你，入职前可以了解一下，看看芯片厂有没有装天车系统（OHT），能不能远程写recipe (工艺参数秘方），要是有这两样东西，工作的幸福感会提升很多。
