類比工程師(Analog Designer)真的比較牛嗎？

半導體IC設計裡有一個小族群，叫類比電路設計(Analog & Mixed-Signal design 中國稱模擬設計)，說類比設計相當困難，10年磨一劍，資歷越久越吃香。比如說時鐘有1到12繞一圈這是類比，若只顯示數字則是數位，簡單來說數位就是“0跟1”，類比就是0到1之間任何一種可能都有。以前Sony walkman放磁帶是類比，後來的CD跟現在的MP4都是數位，雖然現在周遭所有的訊息都已數位化了，可是時鐘還有車子的儀表板，還是類比顯現居多，有一種說法："因爲人們對類比的直覺還是比數位快"，拿 Rolex 勞力士的碗錶跟 Apple Watch 來比較，很難分勝負，畢竟功能需求不一樣。

更甚者還說類比設計不僅是一種工程技術，更是一種藝術，需要靈感與創意，同樣的規格在不同人的手裡會有完全不一樣的呈現，比較 PPA (Performance, Power and Area) 的話，上駟中駟下駟，高下立判，聽起來相當神奇，類比工程師彷彿天龍八部裡，各懷獨門絕技的武林高手。

類比很牛的說法，傳奇是曾經存在過的，Bob Widlar，如丐幫幫主喬峰，甫出場就武功蓋世、稱霸武林!

他們是這樣形容他的:

• 勤奮、好酒且愛惡作劇而聞名，設計時全神貫注。可以不停地工作，Fairchild R&D 當時反對 Widlar 使用側向 PNP 晶體管的決定。Widlar 把自己關起來長達 170 小時連續進行實驗，最終推出了一個堅固的設計方案。工作到精疲力盡，最後就開著他的'66年奔馳280SL敞篷車殺到機場，購買“下一班飛機”的機票，不管飛到哪裡。
• 目前眾所皆知再普遍不過的電流鏡 (current mirror)，是他1967年的專利:

• Widlar 的住處只儲存了威士忌、啤酒和玻璃杯，如果不算冰塊，他的冰箱是空的。
• Fairchild 的研發主管 Gordon Moore (Intel 創辦人之一, 摩爾定律是他提出的) 指示公司支持數位電路，這些電路簡單，可以實現高產量。Widlar 反對這一戰略，他對數位電子評價："每個白癡都會數到1”。
• Widlar 離開 Fairchild 加入 National Semi. 的時候刊登一個廣告:

• 有一次National Semi.裁員把修剪草坪的人辭了，極不悅的Widlar，開著他的奔馳敞篷車載了一隻羊回來，如果說割草機是數位科技的效率，那麼一隻低頭啃草的綿羊就是類比工程師對數位的逆襲。

• 《半導體工程史》的作者 Bo Lojek 說 Widlar 是"更像藝術家而不是工程師"。
• 33 歲時已經是"傳奇芯片設計師"的 Widlar 退休隱居墨西哥，成為"矽谷中最著名的輟學生"。
• 2002 年，Electronic Design 將 Widlar 收入其名人堂與 Alan Turing 和 Nikola Tesla 並列。2009 年，Widlar 被收入美國發明家名人堂。

1970年代是半導體剛剛開啟的時代，沒有著名的大學課程，沒有經典的教科書，沒有教授，沒有論文，完全靠自己摸索，自學的Widlar，為何身懷絕世武功真是大哉問啊。現在是數位全面覆蓋的時代，類比線路雖然說無所不在，其作用除了類比數位之間的轉換，電源管理，射頻通訊傳輸，基本上功能似乎增長有限。無所不在的AI浪潮裡面有多少類比設計？（除了CIM computing in memory 之外，不過目前還不是主流）。

類比工程師養成時間的確比較久，因為大部分的問題都要摳進去，鑽進去才能徹底了解，類比工程師要對佈局相當的熟悉才能勝任，跟1970年代相比，現在的 simulator 相當準確，工程師對驗證分析 EDA tools 的仰賴與日俱增，電晶體的數量也急劇增加。史上賣得最好的放大器 OP741，從1968 David Fullagar 設計問世 (50年過去了，現在還在賣! )，只有八隻pin 腳，電晶體的數量加電阻不超過40個，數量再上去可能是一般人腦所能處理的極限了。

如果你問Analog Devices 的主管，寧願相信目前的 Spectre Simulator ？還是 Widlar 的神之腦？這個問題是值得討論的。以前的類比工程師真的牛！