ニュースなどでも耳にする機会の増えた「半導体」。スマートフォンやパソコンなどデジタルデバイスから、冷蔵庫や洗濯機など家電まで、半導体はあらゆる電化製品に組み込まれ、いまでは私たちの生活に欠かせない存在になっています。

そんな半導体を設計するのが、半導体設計の仕事です。本記事では、さまざまな理由から需要が高まっている半導体設計の仕事について、具体的な内容や活躍できる企業や業界、年収などを紹介。半導体設計エンジニアになるために必要なスキルや資格についても解説します。

半導体とは

そもそも半導体とは、電気を通す「導体」と、電気を通さない「絶縁体」の中間の性質を持つ物質のことです。導体と絶縁体の両方の機能を持つ半導体は電気の制御を担い、多くの電化製品やシステム制御において欠かせないものです。たとえば次のような機器やシステム等で使用されています。

• 家電製品（冷蔵庫、洗濯機、テレビ、パソコンなど）
• 太陽電池
• 人工知能
• 軍事システム
• 物流システム　など

本来、半導体は「性質を有する物質」を指す名称でしたが、いまでは半導体を利用した機器を総じて「半導体」と呼ぶようになっています。

半導体設計の仕事とは

半導体設計は、半導体集積回路（以下、半導体）の設計を行う仕事です。

「半導体の設計」と一口で言っても、組み込む製品に応じた仕様の検討から、ロジックに基づき実際にパーツを並べる回路設計、回路の配置を決定するレイアウト設計などの工程があります。また、マイクロチップとも呼ばれる半導体は見た目は小さくても、実際には運動場または街ほどの大きさを凝縮して設計されているため、一人ではなく複数人体制で開発に取り組みます。

半導体設計エンジニアとして働ける企業・会社

あらゆる電子機器の中心的な存在を担う、半導体を設計する半導体設計エンジニアは、次のような会社・業界・分野に活躍の場を求められます。

• 家電製品メーカー
• 半導体メーカー
• 自動車業界
• ヘルスケア分野

かつてはコンピュータ端末をメインに組み込まれてきた半導体ですが、近年のめまぐるしい技術進歩により、スマートフォンなどのデバイスや家電、自動車方面での需要が急増しています。その需要は右肩あがりとなっており、米中の貿易摩擦や新型コロナウイルス感染拡大に起因する需給バランスの見込み違いなどの影響を受け、世界的に半導体が不足している状態です。

それに伴い、半導体設計エンジニアも不足しているといわれています。半導体設計エンジニアは売り手市場にあり、今後ますます需要が高まることが予想されるでしょう。

半導体設計の仕事の年収

転職サイトdodaに公開されている求人で調査したところ、半導体設計の年収相場は約630万円となりました。企業によって年収の提示に違いがあるものの、低くても360万円、なかには1,200万円の好待遇で迎えている企業もあります。

税庁が公表している「 国令和2年分　民間給与実態統計調査」によると、令和2年度の平均給与433万円です。半導体設計エンジニアは年収水準の高い職業であることがわかります。

半導体設計の仕事内容・フロー

先にも少々触れていますが、半導体設計の仕事内容・フローをさらに深掘りしていきます。

• 仕様書作成
• 回路設計
• レイアウト設計
• 試作評価

仕様書作成

製品開発部門やクライアントが必要とする与件を把握して、実現するためにどういった半導体を作るかを検討します。その際、半導体の機能や性能はもちろん、コストや開発期間などの観点からも多角的に検証し、最終的な仕様書に落とし込んでいきます。

回路設計

仕様書に基づき、VHDLやVerilog HDLなどのハードウェア記述言語や、C言語などを用いてプログラミングを行います。プログラムの動作確認ができたら、その内容をCADなどの設計支援ツールで半導体部品に落とし込みます。この工程で使用する電子部品が決定され、半導体にもよりますが、部品は数千から数万におよぶことがほとんどです。

レイアウト設計

次に、使用する部品を配置、配線しながらレイアウトの設計を行います。記号や線で表示していたものを、設計ツールで実物の面積や太さに変換し、不具合が起きないようなレイアウトを考えながら設計していきます。

試作評価

レイアウトの設計ができたら、実際に半導体を試作します。試作品ができたら、仕様書にある機能や性能が満たせているか、温度や湿度によってどのような影響が出るか、耐圧などを評価します。品質を保証するために、徹底的にエラーチェックを行います。

半導体設計エンジニアに必要なスキル・知識

半導体設計エンジニアには次のようなスキルや知識が求められます。

• コミュニケーション能力
• 情報収集能力
• 英語力
• 電気・電子工学の知識
• 数学・物理の知識

先にも触れているとおり、半導体設計エンジニアはチームで開発を行うため、コミュニケーション能力や円滑に業務を進めるための協調性が求められます。また、電気・電子工学など、専門的な知識も必要です。

ベースの知識はもちろん、変化や進歩が激しい世界でもあるため、最新情報をキャッチアップする姿勢も大切です。半導体に関する最新情報の多くは英語で発表されるため、英語力もあわせて身に付けておくことが望ましいでしょう。

半導体設計エンジニアに必要な資格

前述のスキルや知識があれば、半導体設計エンジニアになるために必須となる資格はありません。しかし、就職や転職活動において自身のスキルや知識の証明として機能するため、資格は持っておくと有利に働くでしょう。

勉強しながら半導体設計に関する理解をより深められる次のような資格は、取得しておいて損はないでしょう。

半導体設計エンジニアのキャリアパス

半導体設計エンジニアとして活躍したのちは、次のようなキャリアパスも考えられます。

• マネージャー
• ツールベンダーに転職

半導体設計を行うなかで、マネージメント力を培っていけばマネージャーへの転身も可能です。また、半導体設計に関わっていたからこそわかる課題などを活かして、半導体設計に必要な環境整備を行うツールベンダーに転職してキャリアを築くことも考えられます。

半導体は今後もさまざまな分野で活用が進むと予想されるため、活躍できるフィールドも拡大していくでしょう。半導体自体が人々の目につくことはほとんどありませんが、その半導体を設計する半導体設計エンジニアは、目に見えないところから人々の生活を支えるという大きなやりがいを得られる仕事です。