'회로 설계 대학원의 노하우'

 

 

 

 

안녕하세요. 저는 인하대학교 강진구 교수님 연구실에서 고속 인터페이스 연구를 수행하고 있는 석사 4차과정 박정미입니다.

저는 22년도 1학기 대학원 생활을 시작하였습니다. 하지만 미리 교수님께 연락을 드려 21년 11월부터 학부 연구생 활동을 시작했습니다.

학부 연구생 동안 공부했던 내용과 이 시기에 개인적으로 더 공부하면 좋을 부분에 대해 설명 드리겠습니다.

 

 

  

① 학부연구생 (21년 11월 ~ 22년 2월)

 

먼저, 11월부터 12월 중순까지, 회로 설계에 필요한 tool 사용법을 익히고 개인 공부를 진행 했습니다.

전자회로, 아날로그회로설계 과목 복습을 진행했습니다. 개인적으로 이 시기에 기초를 튼튼히 쌓기를 추천드립니다.

그리고 여러 강의 (idee, youtube)를 이용하여 ADC, BGR , LDO 등의 회로에 대해 공부하는 것을 추천드립니다.

대학원 연구 생활을 마무리하는 시점 에서 해당 설계에 대해 제대로 진행해보지 못한 점이 큰 아쉬움이 남습니다.

연구에 빠르게 적응하기 위해 고속인터페이스 분야에 대한 이론 지식을 쌓는 것도 중요하지만,

사실 연구를 시작하면 자연스럽게 선배님, 교수님과의 세미나를 통해 연구 분야에 대한 지식을 쌓을 수 있습니다.  

아날로그 설계에서 가장 자주 적용되는 회로이지만, 대학원 시기가 바쁘기 때문에 해당 회로에 대한 공부를 진행한다면

회로설계자로서 좋은 밑바탕이 될 수 있다고 생각합니 다.

12월 이후에는 Razavi의 ‘아날로그 집적회로 설계’ 책에 있는 예제 및 이론을 공부하였고 책에 있는 회로를 모두 설계하였습니다.

실제 설계를 진행하는 과정에서 아날로그 회로 설계자 로서의 직관력을 키울 수 있습니다.

최대한 많이，여러 회로를 설계를 진행한다면 논문들에 나오는 회로에 대한 이해도를 높일 수 있습니다.

실제 회로 분야의 논문들은 설계에 대해 친절하지 않습니다.

그렇기에 본인이 직접 설계를 진행하며 쌓은 직관력을 기반으로 회로에 대해 이해도를 쌓게 됩니다.

따라서, 겨울 방학 시기에 라자비 책에 있는 모든 회로를 직접 설계해본다라는 마인드로 시작하길 권합니다.

 

 

② 석사 1차 과정

 

해당 시기는 본격적으로 연구를 진행하는 시기입니다.

본인의 연구 분야를 시작하는 시기이자，밑바닥에서 스스로 돌을 쌓아 올라간다라고 할 수 있는 시기입니다.

전체적인 연구 키워드를 파악하고, 이에 대한 기본 지식을 직접 찾아 쌓아가야 합니다.

저는 개인적으로 이 시기 에 선배님들의 학위 논문을 먼저 찾아 보는 것을 권해드립니다.

연구실이 어떤 연구를 진행 하고 있는지, 그 연구에 대한 기본 이론 지식은 무엇인지 빠르게 습득할 수 있습니다.

또한， 졸업하신 선배님들의 자료를 찾아보고，비교하고, 개인적으로 설계를 진행해보길 권유합니다.

한 달이라는 시간 동안，전체 연구실 키워드 중 한 키워드를 선정하여 깊게 공부해보시길 바랍니다.

이후，해당 키워드에 관한 여러 논문들을 찾아볼 것을 추천드립니다.

처음 논문을 접하실 때, 아마 읽을 수 있는 키워드가 절반 정도일 것이라고 생각합니다.

하지만 선배님들 졸업 논문 내용을 기반으로 공부한 내용과

본인이 논문의 키워드 하나 하나 찾아본 내용을 통해 모르는 것을 채워 나간다. 라는 생각으로 공부하셔야합니다.

그리고，하나의 주제에 대해 어느 정도 파악을 했다면 다른 주제에 대한 공부를 진행해보는 것을 추천합니다.

저는 이 시기에 수신기에 대한 공부를 진행하며 Analog Front End* 구성하는

CTLE, DFE, 그리고 CDR, Adaptation 에 대한 연구를 진행하였습니다.

1차 시기에 시작하는 공부는 결국 본인의 아이디어를 제시하는 바탕이 됩니다.

저 또한, 해당 시기에 공부한 주제들을 기반으로 수신기 설계의 아이디어를 완성하였습니다.

또한 이 시기에，선배님들이 진행하는 mpw에 함께 참여하기를 바랍니다.

IC 칩 설계에 들 어가는 Flow를 익히고，실제 본인이 MPW에 들어가게 되었을 때 길을 헤매지 않을 수 있습니다.

선배님들의 MPW를 함께 참여하며, 선배님들이 가지고 계신 여러 스킬들을 미리 습득해 놓으시길 바랍니다.

석사 1차 시기는 연구에 대한 기본을 쌓는 시기이자, 본인의 연구 방향성을 잡을 수 있는 길잡이의 시간입니다.

수업과 조교 활동，그리고 연구실 업무로 인해 연구 시간이 별로 없다 고 느낄 수 있지만 본인의 노력에 따라，

결과물이 달라지는 시기인 만큼 최선을 다하기를 응 원합니다.

 

    

③ 석사 2차 과정

석사 2차 과정은 본인의 아이디어를 정립하기 위한 시간입니다.

논문을 읽을 때, 논문이 제 시하는 아이디어는 무엇인지 파악하고, 해당 논문의 단점은 무엇인지 파악해야합니다.

보통 논문은 아이디어의 부정적인 면을 비치지 않기 위해 노력합니다.

그렇기에 회로 구조를 보고，다른 논문들과 비교하여 해당 논문의 장,단점에 대해 비교를 해야 합니다.

해당 논문의 단점 이 본인의 아이디어가 될 수 있고, 해당 논문의 장점이 본인 아이디어가 가져야하는 장점이 될 수 있기 때문입니다.

아이디어의 방향성을 이 시기에 확립하고，완성해야하는 시기입니다.

본인이 제시한 논문 주제가 실현성이 있는지 이론과 시물레이션 결과로 증명해야합니다.

이 시기에 아이디어를 변경해야하는 가능성이 있다는 사실을 염두하고，

최대한 빠른 시간 내에 여러 아이디어를 제시하여 방향성을 찾아가시길 바랍니다.

교수님과 적극적인 소통을 통해 연구 방향성을 확립해야합니다.

그리고 무엇보다，본인 스스로 해당 연구 방향성이 맞다는 판 단 아래에 연구를 진행하시길 바랍니다.

또한, 해당 시기에 PCB를 공부해두시길 바랍니다. 선배님들의 PCB 작성 내용을 보고

본인의 칩 설계를 진행할 때 PCB와 COB에 대한 방향성을 잡을 수 있습니다.

  

 

④ 석사 3차 과정

석사 3차 과정은 회로 설계의 꽃，MPW가 있는 시기이며 논문 작성의 시기입니다.

본인의 아이디어의 회로 설계를 schematic, pre-layout 시물레이션，

layout, RC extraction, lvs, post layout simulation 등 custom IC 설계 과정을 수행할 수 있는 시기입니다.

MPW를 시작하기 전，전체적인 Test plan을 계획해야합니다.

아이디어를 증명하기 위해 어떤 회로가 필요한지，어떤 입력과 출력을 배치해야 아이디어 검증이 가능한지,

연구실 내 장비와의 호환성은 어떤 지 등을 고려해야합니다. test plan이 완료되면，칩의 floor plane을 계획해야합니다.

고속 신호，저속 신호，공급 전압 등을 고려하여 핀의 위치를 배치해야합니다.

실제 선배님들의 PCB 를 참고하여，SMA connector와 같은 크기는 어느정도 인지,

mpw에서 제공하는 본인의 칩 사이즈를 고려하였을 때 고속 라인 시그널이 무너지지 않을 정도의 PCB 크기를 고려해야합 니다.

MPW를 진행하며 처음 보는 DRC, LVS로 인해 많은 시간을 소요할 것입니다.

해당 부분에 대해서는 IDEC 문의 사이트를 이용하시길 바랍니다. （지원 공정에 한하여 관련 정보 를 얻을 수 있습니다.）

또한，Merge가 필요한 경우 mpw 기간이 1주일 더 적으니 해당 시간 을 고려하여 설계 Flow를 잡아야합니다.

post-layout simulation을 보고 실제 schematic을 수 정하고，레이아웃 수정을 계속 반복해야하기에 계획 일정을 여유롭게 고려해야합니다.

실제 MPW를 들어가면, 선배들이 진행한 layout을 관찰할 수 있습니다.

Pad 연결, VDD, VSS 연결 둥을 고려한 de-coupling capacitor, 어떤 layer를 사용하였는지 등을 확인하여

본인 IP 설계에 추가하여 완성도를 높이시길 바랍니다.

논문 작성의 경우, 어떤 논문을 작성하는 가에 따라 작성 방법이 조금씩 다릅니다.

본인이 작성하고자 하는 저널의 Template을 참고하시고, 최근 줄간된 논문들을 참고하여 형식을 맞 추시길 바랍니다.

논문의 핵심은 abstract와 conclusion 이라고 생각합니다.

본인의 아이디어 가 무엇인지, 아이디어의 장점은 무엇인지, 증명 과정（시물레이션，이론）은 어떠한지를 중심으로 작성을 추천합니다.

introduction의 경우, 본인 연구 주제의 경향성, 연구의 문제, 다른 논문들이 해당 문제를 해결하는 방법，

다른 논문들이 제시한 방법의 단점，본인이 해결한 방법, 본인의 장점의 순으로 작성하시면 편하게 introduction을 작성하실 수 있습니다.

그 후， 이론 또는 배경지식, 본인 아이디어, 시물레이션 등의 결과로 작성하셔야합니다.

영어 번역의 경우, deepL과 goggle, chat-gpt 등 다양한 번역기 툴을 사용하시는 것을 추천합니다.

여러개 의 번역기를 사용하여 가장 자연스러운 영어 번역을 사용하시길 바랍니다.

그 후，조금 씩 본인이 수정을 진행한 후, 다시 한 문장 한 문장 영어 → 한글의 번역을 사용하여 의미가 제대로 전달되는지 확인하면 좋습니다.

그림 삽입시，visio로 그린 그림을 power-point에 붙인 후，그림으로 저장하시면 추 후, pdf 변환시 그림이 깨지지 않을 수 있습니다.

 

 

 

④ 석사 4차 과정

연구실 마다 4차 과정은 다르지만, 저희 연구실의 경우 개인마다 다른 시간을 보내는 편입니다.

하지만 결국，회로 설계 분야에 대해 경험을 쌓는 것은 동일하다고 생각합니다.

취업 준비의 경우，본인 연구 분야가 현 산업에서 어떻게 응용되고 있는지 공부하는 시간을 갖습 니다.

고속인터페이스 wireline의 경우，MIPI C-PHY, D-PHY, A-PHY, M-PHY 등 실제 어 플레케이션에 대한 공부를 진행하면 좋습니다.

또한，MPW Chip이 12월 말에 die-out 되는 만큼 남은 시간 동안 PCB, COB를 진행하시고,

칩이 나오면 바로 맡길 수 있는 상태로 준비 되어야합니다.

PCB, COB의 경우，실제 PCB, COB 회사와 연락을 주고 받으며，

어떤 부분을 더 고려해야 하는지(Pitch）등을 확인하고，설계를 진행해야합니다.

그리고 실제 칩의 측정을 위해 장비 사용법을 익히고, 측정 과정에서 칩 설계할 때

Calibration 회로, ESD 회로 등 다 음 MPW 때 무엇을 더 고려해야할지 알 수 있습니다.

 

  

 

2년이라는 시간은 누군가에게는 짧고, 누군가에게는 긴 시간이라고 생각합니다.

대학원이라 는 시간은 본인의 노력만큼 좋은 결실을 이룰 수 있는 시간이라고 생각합니다.

또한, 주변 동 료 연구원들，선배 연구원들과 자주 커뮤니케이션을 진행하시길 바랍니다.

본인이 말을 하며 자신의 아이디어를 정리하기도하고, 방향성을 찾을 수 있습니다.

또한，사람들 마다 회로 관 점이 다르기 때문에 본인이 놓치고 있는 설계 방향성을 찾을 수 도 있습니다.

사람들과 소통 을 통해, 좋은 연구자로 거듭나시길 바랍니다.