類比 IC 設計工程師要懂什麼？必備軟硬實力、職涯前景一次看！

在現代電子產品中，類比 IC（Analog Integrated Circuit） 就像是我們的耳朵，扮演著將真實世界的連續訊號轉化為數位訊號的重要角色，廣泛應用於音訊、電源管理、感測器與通訊系統等領域。與數位 IC 專注於邏輯運算不同，類比 IC 的設計強調精準度與穩定性，為設備的性能提供關鍵保障。

如果你對電路設計充滿熱情，或希望探索技術與實務結合的多樣化挑戰，那麼類比 IC 工程師可能是一條值得深入的職涯道路。在本文中，我們將帶你認識類比 IC 的核心原理，剖析數位 IC 與其間的差異，並深入探討如何成為一名專業的類比 IC 工程師，包括必備技能、工作內容與未來發展方向。千萬不要錯過！

類比 IC（Analog Integrated Circuit）是用於處理「類比訊號」的電子元件，此類訊號像波浪一樣連續變化，如光、聲音、溫度、壓力等來自現實世界的訊號。類比 IC 的主要功能是將此類類比訊號放大、過濾、混合、調節或轉換等，常見實際應用包含：

• 音訊放大器：將訊號放大，確保訊號能清楚傳遞或接收。例如無線電對講機、手機等通訊設備以及音響設備，都會用到音訊放大器來確保訊號品質與音量。
• 電壓與電流調節器：將輸出的電壓或電流「穩定住」，即使輸入電壓有上下波動，也能維持在設計好的條件下固定輸出。例如：手機充電器、電腦電源線等電源供應系統。
• IC 訊號轉換器：把「類比訊號」轉成「數位訊號」，稱為 A/D 轉換（ADC）。必須將現實世界的聲音、溫度、光亮度等類比訊號轉成可用 0 和 1 表示的「數位訊號」，才能在數位世界進一步處理。例如：麥克風輸入到電腦錄音、無線電等。

類比 IC 和數位 IC 功能差異在於類比 IC 能精確測量、放大及轉換真實世界的連續訊號，而數位 IC 能執行各種運算、控制及儲存功能，適合大量邏輯處理與高速運算。兩者基本比較如下表：

在現代電子系統中，類比 IC 和數位 IC 通常是互補、緊密結合的。以洗衣機為例，類比 IC 負責將溫度、水位、壓力等訊號轉換為「準確且可用」數位訊號，輸入給數位 IC；數位 IC 再接手類比 IC 提供的數據，透過程式邏輯及演算法做出各種決策，如此一來類比 IC 就可以幫助洗衣機判斷水位是否達到設定高度，再決定是否繼續加水。

由於上表提到類比 IC 易受雜訊、溫度等影響、對精確度要求高，類比 IC 在設計電路元件本身的複雜度確實高於數位 IC，設計時需面對 3 大難題：

• 確保連續訊號精準度：任何微小偏差都可能造成類比 IC 整體失真，設計時需仔細評估、補償和校正。
• 降低雜訊干擾：類比 IC 不只易受環境影響，各元件也可能互相干擾，在佈局設計應多加考量寄生效應、電磁干擾（EMI）、散熱等常見因素。
• 過程需經反覆模擬、重新調整：類比 IC 會先以軟體來模擬電路，模擬數據符合需求後才會進入實體佈局設計步驟；如果不符合則需要不斷重新調整，佈局後也可能需要再模擬，甚至從頭再來一次。

類比 IC 設計工程師主要負責設計、開發類比電子晶片的電路和系統，常見工作內容為：

• 研究、開發、設計類比 IC 電路
• IC 設計專業軟體工具模擬
• 佈局電路、測試和驗證效能
• 分析、解決設計或製程中與需求不符的狀況
• 不同團隊或廠商協同設計工作

根據 iCAP 職能發展應用平台列出的類比 IC 設計工程師職能，總共有 8 項必備技能：

1. 電子、積體電路核心知識：精通電子學、電路學、電磁學等和各類電子元件特性，以掌握電路設計原理和方式、訊號處理等核心技術。
2. 半導體製程原理：了解半導體製造流程、技術及元件對電路性能的影響，以預先減少雜訊干擾，也方便與製程工程師溝通。
3. IC 設計和模擬工具：熟悉 Cadence、Synopsys、Mentor Graphics（Virtuoso / Spectre / HSpice 等常見工具軟體），以進行電路設計和模擬。
4. 數位邏輯分析和系統設計：IC 設計常有混合訊號設計需求和不同電路串接，必須有全面性理解，才能確保彼此相容和一致性。
5. 程式設計：了解 MATLAB / Python 等程式語言有助於數據分析和自動化重複性的任務，提升工作效率。

1. 問題解決與創新能力：能分析思考、找出問題，並開發新的解決方案。
2. 注重細節：對數據有高度敏銳性，有助於面對複雜、對精準度要求高的類比訊號電路。
3. 溝通協調能力：能有效與跨職能團隊合作（如：IC 佈局工程師、數位 IC 工程師）、協調協同設計工作。

在 AI 技術快速演進的時代，類比 IC 設計不僅沒有被淘汰，反而展現出更強大的成長潛力。根據 Lucintel 市場分析報告顯示，2024 至 2030 年間，全球類比 IC 市場預計將以 6.8% 的複合年成長率穩健成長，其中又以消費性電子、汽車和工業市場的應用最被看好。

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