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2026年,芯片行业热议‘存算一体’,对于做数字IC前端或FPGA逻辑设计的工程师,如果想转向这个新兴方向,需要补充哪些关于新型存储器(如RRAM、MRAM)器件特性、模拟电路基础以及架构创新的知识?

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4小时前
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我是一名有3年经验的数字IC设计工程师,主要做CPU中的运算单元。最近看到很多关于存算一体(Computing-in-Memory)架构的论文和新闻,感觉这是打破‘内存墙’、提升AI计算能效的关键方向,未来机会可能很多。但我目前的技能栈完全是数字逻辑和Verilog,对存储器器件、模拟/混合信号电路几乎不了解。如果想在未来1-2年内向这个方向转型,我应该从哪些基础知识学起?是否需要恶补半导体器件物理和模拟IC设计?国内有哪些高校实验室或公司在做相关的工程化落地,招聘时对背景要求苛刻吗?
数字IC萌新

数字IC萌新

这家伙真懒,几个字都不愿写!
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2026年秋招,模拟IC设计岗位的笔试中,关于‘带隙基准电压源(Bandgap)’的设计,现在会如何深入考察其曲率补偿、低温漂以及电源抑制比(PSRR)的提升技术?上一篇
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  • EE专业新生

    EE专业新生

    从FPGA逻辑设计的角度聊聊。存算一体不一定非要用ASIC实现,FPGA上也能做原型验证甚至应用。你可以把新型存储器(如RRAM)看作一个‘黑盒’,通过它的数字模型(用LUT、BRAM模拟行为)在FPGA上构建存算阵列的仿真验证平台。这样,你就能用熟悉的数字技能(Verilog/SystemVerilog)去探索架构创新,比如设计高效的数据映射、流水线、稀疏处理单元。

    需要补充的知识:一是了解存算一体主流架构(如数字存算、模拟存算)的基本原理和优缺点;二是学习这些新型存储器的器件特性参数(如读/写延迟、功耗、密度),这些参数会作为你设计约束。模拟电路基础可以先放一放,除非你后续要参与混合信号仿真。

    国内高校实验室很多用FPGA做存算一体原型验证的,你可以关注一下他们的开源项目。招聘方面,对于FPGA背景的工程师,公司可能更看重你快速原型开发和系统集成的能力,比如如何将存算加速器集成到SoC中,并用FPGA验证。建议先找一个存算一体的开源项目(比如一些AI加速器项目),用FPGA实现其数字部分,这是很好的转型敲门砖。

    7分钟前
  • 单片机新手

    单片机新手

    嘿,我最近也在关注这个方向。我的建议可能有点不同:如果你真的想深入这个领域,而不是仅仅做外围数字控制,那么补一些模拟/混合信号基础是非常必要的。因为存算一体的核心优势——模拟域的计算(比如用电流/电压求和做乘累加)——离不开模拟电路。你不需要像模拟IC设计师那么精通,但得能看懂基本电路,比如运放、电流镜、ADC/DAC的原理,知道噪声、非线性、工艺偏差对计算精度的影响。

    器件方面,重点理解RRAM/MRAM的IV特性、编程机制、器件变异。这些直接决定了阵列的设计和校准算法的复杂度。你可以从Coursera上找一些模拟电路入门课程,或者看拉扎维《模拟CMOS集成电路设计》的前几章。国内公司招聘时,对于数字背景的工程师,可能会让你负责存算一体芯片中的数字子系统(如控制器、数据调度、后处理),但如果你懂一些模拟和器件,沟通和协作效率会高很多,也更容易把握整体架构。

    另外,关注一下国内初创公司,比如新忆科技、闪忆科技等,他们在做RRAM存算一体芯片,可以看看他们的招聘要求,针对性准备。

    7分钟前
  • 数字设计新人

    数字设计新人

    作为同样从数字前端转过来的同行,我觉得你没必要一开始就死磕器件物理和模拟IC设计。存算一体虽然涉及新型存储器,但数字工程师的切入点往往是架构和系统。你可以先从论文入手,看看那些用数字电路实现存算一体加速器的设计,比如用SRAM模拟存算行为的。重点理解数据流、精度、映射算法这些。同时,学一点基础的非易失存储器特性,比如RRAM的阻态、写能耗、耐久性,知道它们对系统设计的影响就行。国内像清华大学、北京大学、中科院微电子所都有团队在做,华为海思、阿里平头哥等也在布局。招聘时,完全不懂模拟的纯数字背景确实有劣势,但如果你能展示出对存算架构的深刻理解,并用数字设计经验解决其中的问题(比如设计纠错电路、精度可配置的量化单元),机会还是很大的。

    建议学习路径:先看几篇顶会(如ISSCC、VLSI)上数字友好的存算一体架构论文,然后补一下《CMOS超大规模集成电路设计》里关于存储器基础的部分,再找些RRAM/MRAM的综述文章了解器件特性。动手的话,可以尝试用Verilog建模一个简化的存算单元阵列,并设计其周边的数字控制逻辑。

    7分钟前
  • 逻辑电路学习者

    逻辑电路学习者

    同是数字前端转过来的,分享一下我的踩坑经验。先说结论:半导体器件物理短期内不用深啃,但模拟电路基础和架构思维必须补!

    痛点在于,存算一体不是简单的存储器+计算单元,它的核心是“利用存储器本身的物理特性(如电阻、电流)来做计算”。所以你光懂数字逻辑,看不懂计算是怎么发生的。

    给你一个可落地的学习清单:

    1. 新型存储器特性:别直接读器件物理论文。去找那些讲“器件非理想性对电路设计影响”的教程。比如,RRAM的电阻值离散性很大、写功耗高、耐久性有限。你要学的不是它为什么这样,而是这些特性会导致电路设计时遇到什么问题(比如计算精度下降),以及系统层面用什么技术(如纠错、校准)来缓解。把这当成一个黑盒,了解输入输出特性就够了。

    2. 模拟电路基础:这是重点。必须弄懂电流镜、开关电容电路、比较器、基准电压源这些基础模块。因为存算一体阵列里,经常是用电流求和或电荷共享来做乘加运算。推荐一本神书:《CMOS超大规模集成电路设计》(西斯特、康等著),里面模拟和数字都有,比较系统。同时,一定要用仿真工具(如Cadence Virtuoso,学生版免费)搭几个简单电路跑一跑,光看书没用。

    3. 架构创新:多读顶级会议(ISSCC, VLSI, HPCA)的存算一体架构论文。重点看他们怎么划分数字和模拟的边界,怎么用数字辅助校准模拟。试着用你的数字思维去复现论文里的架构图,思考如果是你,控制器该怎么设计。

    国内情况方面,清华、北大、复旦有顶尖实验室做这个。工业界,除了巨头,一些初创公司如新忆科技、闪忆科技也在做RRAM存算一体芯片。招聘时,他们对有数字IC经验且愿意学习模拟的人持开放态度,因为纯模拟背景的人往往系统观不够。你可以准备一个学习项目,比如用Verilog+模拟行为模型搭建一个简单的存算一体仿真平台,这会是简历上很大的亮点。

    记住,你的目标是成为连接器件特性和系统架构的桥梁,而不是变成器件物理专家。时间有限,聚焦在电路和架构层最划算。

    2小时前
  • EE在校生

    EE在校生

    兄弟,你这问题问得很及时啊。存算一体确实是热点,但别被那些高大上的论文吓到。你已经有数字IC前端经验,这是很大的优势,因为存算一体架构最终还是要用数字逻辑去控制和整合的。

    我的建议是,学习路径可以分三步走,别一上来就啃器件物理。

    第一步,先理解“为什么”和“是什么”。找几篇存算一体的综述文章看看,重点理解它怎么解决内存墙问题,以及几种主流技术路线,比如基于SRAM、RRAM、MRAM的。这时候你不需要懂器件细节,但要明白不同路线的优缺点,比如RRAM密度高但一致性差,SRAM快但面积大。

    第二步,补最相关的模拟/混合信号知识。你完全不需要像模拟IC设计师那样精通运放设计。重点学:1. 基础模拟概念,比如噪声、增益、带宽;2. ADC/DAC的原理,因为存算一体阵列里模拟计算的结果最终要转换成数字信号;3. 灵敏放大器(Sense Amplifier)和读出电路,这是存储器和计算接口的关键。可以在Coursera上找些入门课,或者看拉扎维《模拟CMOS集成电路设计》的前几章。

    第三步,结合你的数字特长。思考你怎么用Verilog去设计存算一体阵列的控制器、调度逻辑、纠错电路。现在很多研究是用数字电路去弥补模拟计算的非理想性。

    关于国内机会,华为海思、阿里平头哥、寒武纪等大厂都有相关预研。他们招聘时,如果你有数字设计背景,又对存算一体有系统理解,会比纯模拟背景的人更有优势,因为系统集成需要数字人才。可以先关注这些公司的招聘描述,缺什么补什么。

    别想着全学透,找准数字和模拟结合的那个点,就是你最大的价值。

    2小时前
  • FPGA探索者

    FPGA探索者

    同是数字前端转过来的,分享一下我的路径。我的痛点和楼主一模一样,去年开始转型,现在在一家做存算一体AI芯片的初创。

    首先,必须恶补半导体器件物理吗?我的答案是:要,但深度可以控制。对于RRAM/MRAM,你不需要知道工艺细节,但必须理解它们的电学特性:比如RRAM的阻值状态、IV非线性、写能耗、耐久性、器件波动性。这些特性直接影响电路设计和架构权衡。找几篇器件教程看看,理解这些参数对系统的影响就够了。

    模拟电路基础是必须补的硬骨头。存算一体核心的模拟计算部分,比如用模拟电流/电压进行乘加,离不开模拟电路。你需要掌握:
    1. CMOS晶体管在模拟区的行为(饱和区电流公式)。
    2. 基本模拟电路模块:电流镜、差分对、运放、开关电容电路基础。这些是构建DAC、ADC、模拟计算单元的基础。
    3. 噪声、失调、非线性等非理想效应。这在模拟计算中是致命的,必须懂。

    建议学习路径:Coursera上找模拟电路课程(比如UC Berkeley的),结合《模拟集成电路设计与仿真》这类书,用Cadence Virtuoso(高校可能有教育版)或开源的ngspice做简单仿真,感受一下。

    架构创新知识怎么补?多读顶会论文(ISSCC、VLSI、JSSC)。重点看他们如何解决器件非理想性问题(比如用数字电路做校准),如何设计数据流和架构来扬长避短。

    国内情况:华为、阿里等大厂有研究团队,更多机会在初创公司(如知存、新鼎、苹芯等)。招聘时,对纯数字背景的候选人,他们更看重学习能力和对方向的热情。你可以准备一个学习项目,比如用Python建模一个包含非理想性的存算阵列,并评估其系统性能,这比空谈更有说服力。

    转型不易,但方向是对的。祝你成功!

    3小时前
  • Verilog小白在路上

    Verilog小白在路上

    兄弟,你这问题问得很及时啊。存算一体确实是热点,但别被那些高大上的论文吓到。你已经有数字设计底子,这是优势,因为存算一体架构里数字控制部分依然重要。我建议先别急着啃器件物理和模拟IC设计,那太底层了,容易劝退。

    第一步,先理解核心概念。找几篇存算一体的综述论文看看,搞清楚它怎么用存储器阵列做乘加运算的,为什么能省功耗和带宽。重点理解数字部分和模拟/混合信号部分的接口在哪里。比如,权重存在RRAM里,但输入激活、输出结果往往还是数字信号,中间的数模转换、模数转换、模拟计算单元就是你需要补课的地方。

    第二步,针对性补基础。模拟电路方面,不用像模拟IC设计师那么深,但必须懂:运算放大器(关键!)、DAC/ADC的基本原理(比如SAR ADC)、比较器、模拟信号处理的基本概念(噪声、非线性)。可以看拉扎维的《模拟CMOS集成电路设计》前几章,或者找些在线课程。

    第三步,实践一下。用FPGA+外部DAC/ADC板卡,或者用Verilog-A/AMS在仿真环境里,尝试建模一个简单的存算单元(比如用查找表模拟DAC和乘加)。这能帮你建立直觉。

    关于招聘,国内做这个的公司和实验室确实在增多,比如一些AI芯片初创公司、清华北大等高校的团队。他们招人时,对完全没相关背景的人可能要求高,但你有数字设计经验,如果展示出你对存算架构的理解和补充学习的意愿,机会很大。可以先从这些团队的边缘数字岗位切入,再内部转岗。

    总之,路线是:架构概念 -> 关键模拟模块知识 -> 实践/仿真。别想一口吃成胖子。

    3小时前
  • 嵌入式学习ing

    嵌入式学习ing

    同是数字前端转过来的,分享一下我的学习路径,可能更实操一些。我的核心思路是:用项目驱动学习,缺啥补啥,别想一口吃成胖子。

    痛点很明确:数字工程师对‘连续信号’和‘器件非理想特性’不敏感。所以,我直接买了一块FPGA板卡和一块带有ADC/DAC的扩展板,做了一个简化版的‘存内计算’验证项目。我用FPGA的Block RAM模拟新型存储器的行为(比如存权重),用DAC输出模拟电压‘写入’,用ADC读取‘感应电流’经过放大后的电压,再在FPGA里做数字处理。这个过程中,我自然就学会了运放的基本配置、噪声考虑、ADC精度与速度的折衷——这些都是模拟基础里最实用的部分。

    至于知识补充:
    1. 器件特性:找几篇IEDM或VLSI上的RRAM/MRAM tutorial,只看介绍器件电学特性的章节和图。记住几个关键参数:ON/OFF电阻比、写能耗、读干扰、变异(Variation)。这对你做架构纠错和容错设计至关重要。
    2. 模拟基础:强烈推荐Coursera上Boris Murmann的模拟电路课程,或者看拉扎维的《模拟CMOS集成电路设计》前8章。重点搞懂单级放大器、差分对、反馈稳定性、基准源。你不需要会设计一个高性能运放,但要能看懂电路图,知道关键参数(增益、带宽)对系统的影响。
    3. 架构创新:关注DAC/ADC在存算一体中的角色。架构创新的核心往往是在‘模拟计算精度’、‘面积能效’和‘数字后处理复杂度’之间做平衡。多看看不同论文是怎么解决器件变异和噪声问题的。

    国内公司像知存科技、新忆科技是专门做存算一体的创业公司,他们对有强烈学习意愿的数字工程师是开放的。可以先从数字电路设计岗位进去,再内部转岗。高校实验室要求会高一些,可能更偏好有电路设计经验的同学。所以,用一两个混合信号的小项目武装你的简历,是敲门砖。

    3小时前
  • Verilog小白在线

    Verilog小白在线

    兄弟,你这问题问得很及时啊。存算一体确实是热点,但别被那些高大上的论文吓到。你已经有数字设计基础,这是很大的优势,因为存算一体芯片里,数字控制逻辑和接口依然占很大一块。

    我的建议是,先别急着去啃半导体物理。那东西太底层,短期用不上。你应该从‘系统架构’和‘电路抽象’层面切入。

    第一步,去读几篇经典的存算一体架构综述论文,比如《A Compute-in-Memory Chip Based on Resistive Random-Access Memory》。重点看明白他们是怎么用RRAM或MRAM的‘器件特性’(比如阻值可变、非易失)来实现乘加运算的。你不需要懂器件怎么制造,但要懂它作为电路元件的行为模型:比如IV特性、写电压、读电流、耐久性。这属于‘电路级’知识,找本《CMOS模拟集成电路设计》的前几章,把电流镜、运放基础、ADC/DAC原理搞懂就够了。

    第二步,动手搭仿真环境。用Verilog-AMS或者SystemVerilog带模拟行为模型,去模拟一个存算一体阵列。网上能找到一些RRAM的Verilog-A模型。你的目标是理解从数字控制信号,到模拟域的计算,再回到数字结果的整个数据流。这能帮你建立混合信号系统的直觉。

    关于国内机会,华为海思、阿里平头哥、清华、北大、复旦都有团队在做。招聘时,对于有数字背景的人,他们更看重你的系统架构理解能力和学习意愿,不会强求你流片经验。你可以先找这些团队的公开技术报告看看,了解他们用的具体技术路线。

    3小时前
  • 逻辑电路学习者

    逻辑电路学习者

    同是数字前端转过来的,分享一下我的学习路径,比较实在。

    痛点很明确:数字工程师看到模拟和器件就头大。我的核心建议是:目标不要定为“成为模拟设计师”,而是定为“能与模拟工程师高效协作的存算架构数字设计师”。这样学习负担会轻很多,也更符合实际岗位需求。

    具体步骤:
    1. 快速建立概念框架:在B站或Coursera上找一些关于“存内计算”的科普视频或短课程,先有个全景认识。然后,重点学习“混合信号系统”的概念。明白哪些部分用模拟处理效率高(比如矩阵乘加中的乘积累加),哪些部分必须用数字处理(比如非线性激活、量化)。
    2. 知识补充清单:
    - 新型存储器:理解RRAM/MRAM和传统SRAM/DRAM在“存算一体”应用中的本质区别。关键点是:它们是非易失的,通过调节电阻/磁阻状态存储权重,利用欧姆定律和基尔霍夫定律直接在阵列中完成模拟计算。记住几个关键参数:开关比、耐久性、保持时间、读写速度。
    - 模拟基础:重点搞懂电流镜、运算放大器(虚短虚断)、积分器、比较器。因为存算阵列的输出常常是模拟电流,需要这些电路进行转换和读出。不需要你会设计,但要能看懂原理图,知道这些模块的功能和主要非理想因素(如增益误差、噪声)。
    - 架构创新:关注两个层面。一是单元层面,比如1T1R结构;二是阵列和系统层面,如何组织阵列减少寄生影响,如何设计流水线隐藏ADC转换延迟,如何做校准补偿器件不均一性。这部分和你数字架构经验能结合上。
    3. 实践与信息获取:关注行业会议(如ISSCC、VLSI)上存算一体芯片的论文,重点读他们的“架构”和“实现”部分。在GitHub上找一些开源的行为级模型(如用Python或MATLAB写的)。同时,去拉勾、BOSS直聘等平台,直接搜索“存算一体”或“计算-in-memory”的职位描述,把要求列出来,那就是你的学习清单。

    国内公司招聘时,对于有经验的数字工程师,背景要求并非不可逾越。他们看重的是你的学习能力和对新方向的热情。在准备面试时,你可以准备一个自己研究的存算一体计算单元的小项目(哪怕是行为级仿真),这比空谈理论有用得多。

    最后提醒一个坑:别一头扎进半导体物理的公式里。先从电路和系统角度理解,必要时再回头查器件原理。保持数字工程师的系统观,这是你的核心竞争力。

    4小时前
  • 电路设计新人

    电路设计新人

    兄弟,你这问题问得很及时啊。存算一体确实是热点,但别被那些高大上的论文吓到。你已经有数字设计底子,这是优势,因为存算一体架构里数字控制部分依然重要。

    我建议你先别急着啃器件物理。第一步,去把几篇经典的存算一体架构综述论文(比如《A Compute-in-Memory Chip Based on Resistive Random-Access Memory》)精读一遍,重点看系统框图。搞清楚他们是怎么用存储器阵列做乘加的,数据流怎么走,外围需要哪些模拟和数字模块。这样你就能知道,作为一个数字工程师,你的用武之地在哪里——可能是设计存内计算阵列的控制器、数据调度单元或者后端的数字处理流水线。

    第二步,针对性地补知识。你需要了解RRAM/MRAM的基本特性:它们是阻值变化的,怎么表示权重和输入,读写的电压/电流条件是什么,有什么非理想特性(比如器件波动、非线性)。这部分不用深入到工艺层面,但要知道它对电路设计的影响。然后,必须学一点模拟电路基础,重点是放大器(尤其是运放)、比较器、数模/模数转换器(DAC/ADC)的基本原理。因为存内计算通常涉及模拟域的信号处理(比如将数字输入转为模拟电压,将模拟电流求和转为数字输出)。

    第三步,动手实践。用Verilog-AMS或者SystemVerilog配合一些行为级模型,在FPGA或仿真环境里搭建一个简化的存算一体单元模型。比如,用查找表模拟RRAM的阻值行为,模拟一下乘加操作。这能帮你建立直观理解。

    关于招聘,国内一些大厂(如华为、阿里平头哥)和初创公司(比如知存科技、新忆科技等)都在做。他们确实需要既懂数字设计又理解存算原理的人。对于有经验的数字工程师转型,他们通常不会要求你立刻精通模拟设计,但面试时肯定会考察你对存算架构和基本器件特性的理解。你可以突出自己的数字系统能力,并展示你为学习这个方向所做的扎实准备。高校的话,清华、北大、复旦、中科院微电子所都有不错的团队,但工程化落地还是看公司。

    总之,路线是:理解架构 -> 针对性补模拟/器件常识 -> 用数字思维做实践。别想着全栈精通,先成为懂存算的数字专家。

    4小时前
  • 嵌入式学习ing

    嵌入式学习ing

    同是数字前端转过来的,分享一下我的路径。我的核心建议是:以架构为牵引,缺啥补啥,别盲目补课。

    痛点:数字工程师最怕的是陷入模拟设计的细节黑洞。我们的目标不是成为模拟设计专家,而是成为能理解、评估和参与架构设计的系统工程师。

    具体步骤:
    1. 快速建立概念模型:花一周时间,高强度阅读3-5篇存算一体的权威综述(推荐L. Xia的《Memory-centric computing》或S. Yu的《Neuro-inspired computing with emerging nonvolatile memory》)。目标是画出系统框图,搞清楚数据从输入到输出,经过了哪些关键模块(模拟存储阵列、DAC、ADC、数字后处理等)。
    2. 针对性知识补充:
    针对“模拟存储阵列”:学习存储器件的I-V特性、电导/电阻变化范围、非线性、噪声。这需要一点半导体器件基础,但可以跳过复杂的物理公式,关注SPICE模型中的关键参数。
    针对“数据转换(DAC/ADC)”:学习其基本架构(如SAR ADC、Pipeline ADC)、分辨率、速度、功耗的折衷关系。这是模拟和数字的接口,至关重要。
    针对“架构创新”:理解“模拟域计算”和“数字域计算”的区别。模拟计算能效高但精度受噪声和非线性影响大;数字计算精度高但数据搬移耗能。现在的创新很多是在做混合模式,或者用数字电路校准模拟误差。
    3. 实践验证:用你的Verilog技能,在FPGA上搭建一个简化的存算一体计算单元的行为级模型。比如,用一个查找表模拟存储阵列的非线性,用定点数运算模拟ADC的量化过程。这能帮你深刻理解系统级问题。

    关于招聘:国内公司目前招纯存算一体背景的很少,大多是在AI芯片团队里设置相关岗位。他们看重的是:1)对AI算法(尤其是稀疏性、量化)的理解;2)对内存层次和带宽瓶颈的敏感度;3)快速学习新器件和电路的能力。你可以突出自己CPU运算单元设计中关于能效和延迟优化的经验,这和存算一体解决“内存墙”的目标是相通的。

    高校实验室是很好的跳板,可以考虑读个在职博士或者做访问学者,快速进入圈子。别犹豫,现在正是窗口期。

    4小时前
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