芯片制造的过程就如同用乐高盖房子一样，先有晶圆作为地基，再层层往上迭的芯片制造流程后，就可产出必要的ic芯片。然而，没有设计图，拥有再强制造能力都没有用，因此，建筑师的角色相当重要。但是ic设计中的建筑师究竟是谁呢?接下来要针对ic设计做介绍。
在ic生产流程中，ic多由专业ic设计公司进行规划、设计，像是联发科、高通、intel等知名大厂，都自行设计各自的ic芯片，提供不同规格、效能的芯片给下游厂商选择。因为ic是由各厂自行设计，所以ic设计十分仰赖工程师的技术，工程师的素质影响着一间企业的价值。然而，工程师们在设计一颗ic芯片时，究竟有那些步骤?设计流程可以简单分成如下。
设计第一步，订定目标
在ic设计中，最重要的步骤就是规格制定。这个步骤就像是在设计建筑前，先决定要几间房间、浴室，有什么建筑法规需要遵守，在确定好所有的功能之后在进行设计，这样才不用再花额外的时间进行后续修改。ic设计也需要经过类似的步骤，才能确保设计出来的芯片不会有任何差错。
规格制定的第一步便是确定ic的目的、效能为何，对大方向做设定。接着是察看有哪些协议要符合，像无线网卡的芯片就需要符合ieee 802.11等规范，不然，这芯片将无法和市面上的产品兼容，使它无法和其他设备联机。最后则是确立这颗ic的实作方法，将不同功能分配成不同的单元，并确立不同单元间链接的方法，如此便完成规格的制定。
设计完规格后，接着就是设计芯片的细节了。这个步骤就像初步记下建筑的规画，将整体轮廓描绘出来，方便后续制图。在ic芯片中，便是使用硬件描述语言(hdl)将电路描写出来。常使用的hdl有verilog、vhdl等，藉由程序代码便可轻易地将一颗ic地菜单达出来。接着就是检查程序功能的正确性并持续修改，直到它满足期望的功能为止。
有了计算机，事情都变得容易
有了完整规画后，接下来便是画出平面的设计蓝图。在ic设计中，逻辑合成这个步骤便是将确定无误的hdl code，放入电子设计自动化工具(eda tool)，让计算机将hdlcode转换成逻辑电路，产生如下的电路图。之后，反复的确定此逻辑闸设计图是否符合规格并修改，直到功能正确为止。
最后，将合成完的程序代码再放入另一套eda tool，进行电路布局与绕线(place and route)。在经过不断的检测后，便会形成如下的电路图。图中可以看到蓝、红、绿、黄等不同颜色，每种不同的颜色就代表着一张光罩。至于光罩究竟要如何运用呢?
层层光罩，迭起一颗芯片
首先，目前已经知道一颗ic会产生多张的光罩，这些光罩有上下层的分别，每层有各自的任务。下图为简单的光罩例子，以集成电路中最基本的组件cmos为范例，cmos全名为互补式金属氧化物半导体(complementary metal–oxide–semiconductor)，也就是将nmos和pmos两者做结合，形成cmos。至于什么是金属氧化物半导体(mos)?这种在芯片中广泛使用的组件比较难说明，一般读者也较难弄清，在这里就不多加细究。
下图中，左边就是经过电路布局与绕线后形成的电路图，在前面已经知道每种颜色便代表一张光罩。右边则是将每张光罩摊开的样子。制作是，便由底层开始，依循上一篇ic芯片的制造中所提的方法，逐层制作，最后便会产生期望的芯片了。
至此，对于ic设计应该有初步的了解，整体看来就很清楚ic设计是一门非常复杂的专业，也多亏了计算机辅助软件的成熟，让ic设计得以加速。ic设计厂十分依赖工程师的智能，这里所述的每个步骤都有其专门的知识，皆可独立成多门专业的课程，像是撰写硬件描述语言就不单纯的只需要熟悉程序语言，还需要了解逻辑电路是如何运作、如何将所需的算法转换成程序、合成软件是如何将程序转换成逻辑闸等问题。
在了解ic设计师如同建筑师，晶圆代工厂是建筑营造厂之后，接下来该了解最终如何把芯片包装成一般用户所熟知的外观，也就是“封装”。下面将介绍ic封装是什么以及几个重要的技术。
来源：电子产品世界
