许多工程师更习惯于在幕后从事技术开发,而不太愿意面对消费者谈论产品。但 Preethi Ashwath 已经学会站上舞台中央,讲述她作为模拟集成电路设计师参与开发的"耳戴式"和可穿戴设备——她在位于美国马萨诸塞州威尔明顿的 Analog Devices 公司消费电子部门工作。

这位 IEEE 会员是这个专业领域中为数不多的女性之一,据职业平台 Zippia 的数据,该领域女性从业者占比约为 11%。

Preethi Ashwath

雇主:Analog Devices,波士顿

职位:集成电路设计师

会员级别:会员

毕业院校:印度班加罗尔 SJB 理工学院;加州大学欧文分校

去年,Ashwath 走出幕后,在拉斯维加斯举行的国际消费电子展(CES)上与参会者见面。她演示了 Analog 公司的新款耳塞,该产品可以通过耳道内的振动追踪人的心肺健康状况。

在她展示出能够用通俗语言向消费者讲解技术的能力后,Analog 公司选中她代表公司出席其他活动。她说,自己"逐渐认识到,公开演讲也是为这个领域做贡献的一部分,而不是与技术工作割裂开来的事情。"

她还就静电放电(ESD)等多个主题的各个方面做技术报告,并参加专题讨论,她说,因为这些活动"让我的影响力触及到自己团队以外更广泛的工程师群体"。

Ashwath 是 IEEE 电路与系统学会的一名积极志愿者。

她说:"无论是通过设计半导体产品、发表技术文章、评审会议论文,还是在行业活动上发言,我都在努力为工程界的成长和该领域的发展做出贡献。"

在英特尔发现电路设计的乐趣

Ashwath 在印度班加罗尔长大,她是从高中物理辅导老师那里了解到电子工程的。

这次启蒙让她在高中最后几年选择电子学作为核心课程之一。当时,Ashwath 的姐姐正在攻读工程学位。

Ashwath 说:"我对电子学的兴趣,再加上看到姐姐已经走上了这条路,让我清楚地意识到,工程学正是我该走的方向。"

在班加罗尔的 SJB 理工学院获得电子与通信工程学士学位后,她曾想从事超大规模集成电路方面的职业。但在她移居美国、开始在加州大学欧文分校攻读电气工程硕士学位后,这一想法发生了变化。

她在加州圣克拉拉的英特尔公司实习期间,发现了自己对电路和器件的热情。她在那里学习了电路设计、封装设计,以及诸如 Ansys Totem 等可靠性验证工具。

她说:"看到芯片开发过程的每一个环节,让我对打造一款半导体产品需要哪些工作有了更完整的认识。通过这段经历,我意识到自己与设计环节最有共鸣。

"吸引我的是其中的艰苦努力和创造性。你从一份规格说明开始,搭建电路,进行仿真,然后等待芯片从晶圆厂返回。当你的设计奏效时,那是一种真实的满足感。它教会你耐心和坚持。"

获得硕士学位后,她被英特尔聘为模拟设计工程师。在加入 Analog 之前,她积累了混合信号电路设计方面的经验。在目前的岗位上,她从事消费类耳戴设备(如耳塞)以及可穿戴设备(包括健身追踪器和健康监测仪)的研发工作。

她的主要工作重点是设计 ESD 防护环,这是围绕微芯片最外缘构建的专用电路边界,用于保护芯片免受静电放电的损害——这种放电可能损坏电路通路,或引入潜在缺陷,从而导致芯片在生命周期后期出现故障。

Ashwath 说:"在一个拥有多个电压域的芯片上,你必须规划好保护结构在整个防护环上的布局和连接方式——而且必须做到准确无误。一旦出错,可能导致芯片在实际使用中出现故障,而且事后排查起来非常困难。

"这是需要细致入微的工作,既要理解器件物理原理,也要理解整个芯片的组装方式。"

这项工作的一部分是设计和创建集成电路的构建模块,包括 ESD 防护结构和其他混合信号模块。Ashwath 会进行严格的检查,以验证这些模块在集成到芯片之前能按预期工作。

她与 ESD 顾问、布局设计师,以及负责设计芯片数字逻辑的数字团队展开协作。

她说:"我和他们合作,确保我的模拟电路与他们的数字模块能正确配合工作。每一天的工作内容都不尽相同。"

2024 年,她因在一个"具有重大跨部门业务影响的关键项目中表现卓越"而获得公司的"影响力奖"。

展示最终产品

Ashwath 说,在一位高级领导鼓励她主动争取高曝光度机会后,她被选中代表 Analog 出席活动。

她说:"我大部分时间都花在电路设计和仿真上。而在 CES 上,我站在客户、工程师和媒体人士面前,讲解我们的技术,并当场回答问题。"

据 Analog 官网介绍,她演示的耳塞可以监测用户心脏和肺部发出的微小振动。这些振动信号可以用于检测心律不齐、心脏瓣膜渗漏或肺部积液。

她说:"耳戴式设备正在从单纯的音频播放设备演变为健康监测平台。事实证明,耳部是采集生理信号的理想位置,因此这类设备可以在用户正常佩戴的同时采集生命体征数据。

"难点在于实现高信号质量。你想要检测的信号非常微弱,而且埋没在用户动作和周围环境产生的噪声之中。

"这正是模拟前端设计变得至关重要的地方。从充满噪声的真实世界环境中提取有意义的信号,本质上是一个模拟问题。"

在会议上与客户面对面交流,对她来说是一次全新的体验。

她说:"最让我震撼的是看到人们对这项技术的反应。当你在设计一个模块时,你关注的是规格参数和余量。而在 CES 上,向他们解释完产品的功能之后,我才更深刻地理解了这项技术对他们为何重要。

"电路设计工作与最终产品之间的这种联系,是你在设计台前并不总能体会到的。"

自 CES 之后,Ashwath 又展示了她参与开发的其他技术。在加州阿纳海姆举行的全美音乐商品协会年度展会上,她向音响行业演示了 A2B 汽车音频总线。据 Analog 介绍,该总线使用成本低廉的非屏蔽双绞线电缆,能够在不到 50 微秒的时间内传输多通道数字音频、控制数据、同步时钟信号和电力。

她说:"IEEE 让你与学术界建立联系,而一旦进入产业界,你就很少有机会接触到这方面。产业界与学术界工作之间的这种联系,对双方都很有价值。"

在公司于波士顿举办的内部活动"全球技术大会"上——该活动吸引了公司在全球 50 多个地点的工程师参加——Ashwath 主持了一场增强现实智能眼镜解决方案的演示。

她说:"每一场活动的受众都不一样。学会向不同的人讲解我的技术工作,已经成为我掌握的一项技能。"

她说,她工作中最令人满足的部分,是看到自己工作成果的最终呈现。

她说:"你花几个月时间完成一项设计,而从完成设计到知道自己的判断是否正确,中间要经历很长的等待。当测量结果与你的仿真结果相符时,那是这份工作中最令人满足的时刻。

"另一个让我满足的部分,是知道自己的工作最终会出现在真实的产品中。我设计的电路,会进入人们每天实际使用的设备里。"

回馈社区

像许多工程师一样,Ashwath 加入 IEEE 最初是为了能够查阅 IEEE Xplore 数字图书馆中发表的研究成果。她说,这帮助她在这个不断发展的领域中保持知识更新。

在 2021 年成为会员的第一年,她发现了其他益处,包括人际交往和学习教育机会。

她说:"IEEE 让你与自己公司之外的社区建立联系。参加讲座和技术报告,能让你接触到在自己日常工作中不会遇到的方法和问题。"

她最终开始主动寻找志愿机会,特别是参与 IEEE 的会议和期刊工作,因为这些是"让你了解电路与系统领域自己日常工作之外最新动态的方式",她说。

她说:"作为一名模拟设计师,与这个更广泛的社区保持联系非常重要。这个领域一直在发展,你需要一种方式持续向它学习。"

她担任多个 IEEE 会议论文的同行评审,包括 IEEE 国际电路与系统研讨会(ISCAS)和 IEEE 国际中西部电路与系统研讨会(MWSCAS)。ISCAS 是 IEEE 电路与系统学会的旗舰会议,而 MWSCAS 则是美国历史最悠久的相关技术会议。

她说:"必须有人来评估提交的工作是否在技术上站得住脚、是否值得展示,而这只有在从业工程师愿意投入时间的情况下才能实现。"

她说,从社区中学习,同时也为社区做贡献,这种结合正是她会员身份的价值所在。

她说:"模拟设计是一个需要不断学习的领域。就在你觉得自己理解了一种架构的时候,又会出现另一种需要学习的架构。在这个领域,保持主动学习不是可选项,而是必要条件,而成为 IEEE 社区的一员,有助于做到这一点。

"IEEE 还能让你与学术界建立联系,而一旦进入产业界,你很少有机会接触到这方面。

"评审论文意味着要阅读研究人员正在进行的工作,这些工作的研究方式往往与产品环境中处理同类问题的方式大不相同。产业界与学术界工作之间的这种联系,对双方都很有价值。"

IEEE Spectrum - Semiconductors