おすすめ電子CAD回路設計エンジニアの仕事内容・やりがい・魅力
将来、仕事として回路設計に興味がある方にとって、回路設計エンジニアとは、どのような仕事をしているの気になるのではないでしょうか？
現在、ITエンジニア、WEBエンジニアが注目されがちですが、まだまだメーカー系の回路設計エンジニアも十分に需要はあります。
回路設計エンジニアの年収は、日本の平均年収と比べると高い傾向にあり、電子機器の製品開発に関われるやりがい・魅力もあります。
当記事では、回路設計エンジニアの仕事内容・やりがい・魅力について詳しく解説するので、ぜひ参考にしてみて下さい。
製品開発の流れ
各メーカーごとに微妙に異なりますが、大体の製品開発の流れは以下のようになります。
- 市場調査・製品企画
- 製品仕様作成(製造コスト・開発日程の算出)
- 回路設計・基板設計
- 筐体設計
- 部品選定・発注
- ソフト開発(組み込み・アプリケーション)
- 試作・評価
- 製造・量産
- 出荷・販売
この内、主に回路設計エンジニアが担当するのが、回路設計・基板設計になります。
現在では、回路設計はアナログ回路設計とデジタル回路設計に大別され、回路の仕組みや設計手法が異なることから、回路設計エンジニアはどちらか一つを専門とすることが多いです。
イメージとしては、デジタル回路設計の方が需要がありそうと感じるかもしれませんが、実際はアナログ回路設計の方が需要があり、経験者であれば40代の転職も可能となっています。
回路設計エンジニアの業務範囲
市場調査・製品企画を元に、製品開発責任者が製品仕様を作成します。
この製品仕様は、製品外形・電気仕様・インターフェース・安全基準など製品の機能・性能をまとめたものになります。
回路設計エンジニアを始め、機械設計エンジニア、組み込みソフトエンジニアなど製品の各部位の設計を担当するエンジニアが集まり、より詳細な仕様を詰めていきます。
例えば、開発する製品がデジタルカメラだったら、筐体の中のスペースによって、電子回路の基板形状やサイズが決まってくるので、筐体設計を担当する機械設計エンジニアとすり合わせる必要があります。
また、組み込みソフトエンジニアが製品の機能・性能を満たすために必要なプログラム容量によって、電子基板に搭載するマイコンを選定しなければなりません。
このように、現在の電子機器は電子回路・メカ・ソフトが融合したものがほとんどなので、各担当のエンジニアと打ち合わせた上で、自分の担当する設計に進むことになります。
まずは、回路図を作成する前に、電子回路に搭載する部品を選定しておきます。
選定する部品は、勝手に担当の回路設計エンジニアが決めるのではなく、通常、社内標準品から選ぶことになります。
どうしても、社内標準品で製品の機能・性能を実現できないようでしたら、部品メーカーから適合する部品を探し会社に承認を得る必要があります。
部品選定が終わったら、回路図作成ソフト(CAD/EADツール)を使用して、回路図を作成していきます。フリーソフトではKiCadが有名です。
回路図記号を配置して配線することで、簡単に作図することができ、BOM(部品表)やネットリストなどの各種データも容易に出力できます。
また、最近では試作を行う前に、LTspiceなどの回路シミュレータを用いて、ある程度の動作検証が可能です。
ただし、まだまだアナログ回路のシミュレーションは、精度が高くなく実機と完全に一致するわけではないので、試作・評価が重要になってきます。
一方、デジタル回路では、機能設計の自動化が進んでおり、VHDLやVerilogなどのハードウェア記述言語により、回路動作や機能をFPGAやPLDと言ったデバイスにプログラミングできます。
FPGAやPLD は、マイコンのようにプログラムを書き込むことで、簡単に修正できるので、デジタル回路設計の主流になっています。
基板設計についても、回路設計エンジニアが行うことがほとんどです。
CAD/EDAツールは、通常、回路図作成ソフトに加え、PCBレイアウト設計ソフト(プリント基板レイアウト設計ソフト)などを含んだ統合環境になっています。
そのため、 PCBレイアウト時に、作成した回路図から部品と配線情報を呼び出すことができ、部品配置やアートワーク(パターン配線)を行うことができます。
なお、アートワークまでは行わず、基板外形と部品配置などを指定した基板設計仕様書を作成して、外注業者に依頼するケースも多いです。
回路設計・基板設計が完了したら、試作をして製品の評価を行います。
仕様通り正常に動作するのか確認する動作評価に加え、静電気試験、温度試験、ノイズ試験など開発する製品に合った評価試験を行います。
ここで、もし電子回路に不具合が見つかれば、回路設計エンジニアは部品、配線の変更・追加によって問題点が改善できるのか試みますが、不可能な場合は回路設計からやり直すことになります。
回路設計エンジニアに向いている人とは？
やはり、電子回路自体や電子機器がどのように動作するのか興味・関心を持っている方が、回路設計エンジニアに向いていると言えるでしょう。
回路設計は、専門的知識が必要で、正常に電子機器が動作しないなど困難な状況にぶつかることも多いので、興味・関心がないとなると熱意を持って仕事に取り組むことは困難でしょう。
実際、子供の頃に始めた趣味の電子工作が高じて、回路設計エンジニアになった方が大勢おり、電子工作を通じて養われた経験・知識が実際の回路設計の業務に役立つことが多いのです。
昔はラジオやオーディオ機器などアナログ回路の電子工作が中心でしたが、後にロボットや簡単なゲームなどデジタル回路の電子工作が行われ、現在では、マイコンを使用した電子工作が主流になってきています。
特に、イタリアで考案され、オープンハードウェアの形態を取ったArduinoボードが日本も含め世界中に普及しました。
もし、回路設計に興味があるのであれば、ぜひArduinoを始め様々な電子回路に触れ、自分のオリジナルの電子機器を作ってみることをおすすめします。
その上で、回路設計に必要な知識を学ぶために、工業高専や大学工学部の電気学科に入学すると良いでしょう。
回路設計エンジニアになるには？
回路設計エンジニアになるには、最低でも工業高専または大学工学部の電気学科を卒業していることが望ましいです。
新卒採用、中途採用ともに高専卒または大卒の学歴を足切りラインにしていることがほとんどなので、完全に無理とは言いませんが、未経験の上、高卒や専門学校卒での就職はかなり難しいです。
ただ、学校で勉強しただけの知識だけでは実務レベルの回路設計には達していないので、入社した会社で研修やOJTを通して、回路設計のスキルを磨いていくことになります。
しかし、会社によって回路設計エンジニアに期待している役割は異なるので、回路設計をコア技術と捉え一から丁寧に育成する会社がある一方、単に設計仕様書だけ作成して後は外注に任せるだけで良いと考えている会社もあります。
もし、入社した会社が仕事内容・待遇面などで、どうしても合わないようでしたら、転職エージェントを活用して転職活動するのがおすすめです。
自分一人では困難ですが、転職エージェントを利用することで、非公開求人に応募できる上に担当のキャリアアドバイザーのアドバイスにより、より自分の希望に合った企業を見つけることができます。
また、年齢が若く、工業高専や大学工学部の電気学科を卒業していれば、未経験でも第二新卒として転職できる可能性があるので、ぜひ興味のある方は相談してみると良いでしょう。
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