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ものづくりメーカーの職種図鑑

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回路設計

回路設計とは、身の回りのほとんどの機器に組み込まれている電子回路の設計を指します。回路設計の仕事は「デジタル回路設計」と「アナログ回路設計」に大別されます。「デジタル回路」はパソコンをはじめとした電子機器におけるデジタル信号の処理や制御、「アナログ回路」は電源や駆動部品などを制御したり、音声などのアナログ信号を処理したりする回路です。

様々な機器や用途に合わせて、それぞれの回路を設計するエンジニアがいます。近年は、従来アナログ回路が主と考えられていた家電や自動車などにおいてもデジタル回路の導入が進んでおり、ハードウェア開発を担う回路設計エンジニアの活躍する領域が増えています。

回路設計の仕事とは?

身の回りの機器の多くに電子回路が備わっています。その回路の設計を行うのが回路設計の仕事です。回路はデジタル信号を扱うデジタル回路と、アナログ信号を扱うアナログ回路に大別されます。
デジタル回路は、数値などの論理演算を行ってデジタル信号を処理する回路で、アナログ回路は電気信号などのアナログ信号を変換・調整する機能を持った回路です。デジタル回路が安定的に動作するためには、アナログ回路が必要となっています。そのため、回路設計の仕事では、アナログ回路とデジタル回路、両方の知識があったほうが良いといわれています。

回路設計技術者を目指すのであれば、どちらかをコアスキルとして身に付ける必要がありますが、製造する機器によってデジタルとアナログの使われ方や比重に違いが見られるため、興味のある機器や企業に合わせて選択するのもひとつの方法です。

デジタル回路設計は自動化が進み、アナログ回路設計は職人技が光る

デジタル回路の設計では、途方もなく数の多いロジックを効率良く組み立てるために、デジタル信号などの入出力をひとつずつ考えるのではなく、専用の「EDAツール」と呼ばれるソフトウェアを使うなどして、ある程度の自動化が可能になっています。

一方、アナログ回路を設計するには、デジタル回路設計に比べれば経験を積んだエンジニアの力が重要になってきます。理論上は問題なく動作するはずでも、部品の配置場所が違うだけでも特性が変わってくるなどの難しさがあり、目指す特性に早くたどり着くには、経験や感覚が必要となります。ただ、近年はアナログ回路設計をサポートする設計支援ツールの開発も進み、経験の浅い設計者でも最適なアナログ設計が行えるようになってきています。

エンジニアはあらゆるものに欠かせない存在

これまで、電子機器とはみなしていなかった家電製品のデジタル化や、通信機能・人工知能を搭載する自動車の登場など、あらゆるものにおいて電子回路が切り離せない時代になりました。

回路設計は、世の中にある「もの」の全てをつかさどるといっても大げさではなく、エンジニアは間違いが許されないプレッシャーを受ける一方で、大きな満足感を得ることができるでしょう。

回路設計に必要なスキル

回路設計は高度なスキルを必要とするため、まずは2つの段階に分けてスキルセットを磨くようにすると良いでしょう。

最初は、過去の設計を参考にしながら回路を設計できるようになることを目指します。そのためには、回路理論をはじめ、電子回路、電磁気学、CAD、制御工学の基礎といった知識を身に付けます。

やがて中堅レベルになってくると、みずからの設計思想をベースに回路を設計できるようになることを目指します。そのためには、デジタル回路とアナログ回路の知識や技術に加えて、通信工学や制御工学の他、低消費電力設計やノイズ対策(EMC対策)、さらには各種計測やシミュレーション、信頼性を高めるための工学的なアプローチも求められます。

回路設計におすすめの資格

回路設計を行うにあたり、特に必須の資格があるわけではありません。ただ、「情報処理技術者試験」の勉強をすれば、論理回路やソフトウェアなど情報処理の基本を幅広く押さえられるため、回路設計の専門性をスムーズに吸収できるはずです。

また、回路設計の図面はCADなどのシステムを使って作成されるため、「CAD利用技術者試験」に合格することもスキルを証明するには有効でしょう。さらに、高度な回路設計の能力を示す資格のひとつに、「EMC設計技術者資格」があります。EMC(Electromagnetic Compatibility)とは、電磁両立性と訳され、有害な電磁波を発することなく、なおかつ周りからの電磁波の影響を受けないような性質のことです。EMC設計技術者資格があれば、EMCに対応した設計ができることの証明となります。この資格は「EMC設計技術者試験」に合格すると得られ、国際的にも通用する資格となっています。

回路設計のキャリアパス

回路設計のエンジニアを目指す人の多くは、専門学校や大学で電気工学、電子工学、情報工学などの基礎を学んでから就職しています。一方で、物理や数学、化学などの学科出身であっても、理系の思考ができれば、教育制度が整った大手の新卒採用等で歓迎されるようです。

未経験者や、まったく別の分野を学んでいた場合には、製造業などでの経験があれば、職種は違っていても評価されるでしょうが、専門学校などを経由して基礎を固めてから入社を目指すのが一般的です。
知識や経験が必要な回路設計は、専門性が高い職種で、基本的にはそのスキルに磨きをかけるか、社内で管理職となるのが一般的です。自社では扱っていない回路を手掛けたい場合などには、活躍の場を求めて転職することも考えられます。派遣会社や下請け企業に勤めているのであれば、大手メーカーなどへの転職が多い職種でもあります。

半導体や電気・電子回路にはハードウェアのイメージがあるかもしれませんが、ソフトウェアとも密接に関係しています。デジタル回路設計ではEDAツールでのプログラミング能力が必要ですし、最近では作業工程を大幅に短縮できるFPGA(Field Programmable Gate Array)という集積回路もよく使用されています。FPGAの利用スキルを持つエンジニアが組み込みソフトウェア業界から回路設計へ転職することも珍しくはありません。

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