「AIが進化すると、回路設計エンジニアの仕事はなくなるのだろうか？」
「これから回路設計を学んでも、将来性はあるのだろうか？」
このような疑問を持つ方もいるのではないでしょうか。
AIは、さまざまな分野で設計や開発の進め方を変え始めています。
回路設計も例外ではありません。
回路図の作成や部品選定など、パソコン上で進められる作業は、AIによる支援や自動化が進んでいます。
しかし、回路図を作成できることと、実際の製品を成立させられることは同じではありません。
製品に搭載した実装基板が要求どおりに動作するのか。
必要な機能や品質を満たしているのか。
問題が発生した場合、原因を特定して適切な対策を立てられるのか。
こうした判断には、電気回路の知識だけでなく、製品の機能や品質に対する理解も必要です。
私は約30年にわたり、回路設計や電子機器の開発に携わってきました。
以前は自分で回路を設計していましたが、現在は製品開発全体の調整や設計レビュー、品質確認などにも関わっています。
その経験から考えるのは、AI時代には、単に回路図を作成する設計者にとどまらず、電気回路の知識を強みに製品開発を進められる人材が重要になるということです。
この記事では、回路設計エンジニアの仕事内容や必要なスキルを整理しながら、AI時代に求められる技術者の役割と将来性について考えます。
回路設計エンジニアとは？
回路設計エンジニアとは、電子機器に必要な電気回路を設計する技術者です。
電子機器には、電源回路、信号を処理する回路、センサーからの情報を取得する回路など、さまざまな回路が使われています。
製品に必要な機能や性能を実現するために、どのような回路を構成し、どの部品を使用するのかを検討するのが回路設計エンジニアの役割です。
ただし、回路設計は単に回路図を作成する仕事ではありません。
使用する部品の特性や公差、電源条件、温度、ノイズなどを考慮し、要求された性能を実現できる回路を検討する必要があります。
回路設計エンジニアの役割
回路設計では、まず製品に求められる機能や性能を理解します。
そのうえで、必要な回路構成を考え、電子部品を選定し、回路図を作成します。
例えば、センサーから出力されるアナログ信号をデジタルデータに変換する場合、センサーの出力特性や必要な分解能、信号の大きさなどを考慮しなければなりません。
使用する部品を決める際にも、カタログに記載された代表的な性能だけでなく、温度による変化や部品のばらつきなどを考える必要があります。
回路図上では問題がなくても、実際の基板に実装したときに想定どおりに動作するとは限りません。
そのため、設計した回路を評価し、必要に応じて対策を行うことも重要です。
回路設計エンジニアには、回路図を作成する技術だけでなく、回路の動作原理を理解し、実際の動作を考えられる能力が求められます。
回路設計と回路開発の違い
回路設計と回路開発は、似た意味で使われることがあります。
しかし、この記事では、それぞれの役割を次のように整理します。
| 項目 | 回路設計 | 回路開発 |
|---|---|---|
| 作業の範囲 | 回路図の作成、部品選定、回路構成の検討 | 仕様検討から試作、評価、量産まで |
| 主な成果物 | 回路図、ネットリスト、部品表（BOM） | 試作基板、評価結果、製品化されたハードウェア |
| 工程の位置づけ | 開発工程の一部 | 製品化に向けた一連の活動 |
なお、実際の担当範囲は企業や組織によって異なります。
回路設計者が試作評価まで担当する企業もあれば、設計と評価を別の担当者が受け持つ企業もあります。
ここで重要なのは、回路設計と回路開発を別々の専門分野として切り離すことではありません。
回路設計は、製品を実現するための重要な専門技術です。
一方、回路開発では、その技術を活用して、要求された機能や品質を満たす製品を完成させることを目指します。
AI時代の回路設計エンジニアを考えるうえでは、この違いを理解しておくことが重要です。
回路設計エンジニアの仕事内容
回路設計エンジニアの仕事は、回路図を作成して終わりではありません。
製品の要求仕様を理解し、部品を選び、設計した回路を評価しながら、必要な性能を実現していきます。
製品の要求仕様を理解する
回路設計を始める前に、製品にどのような機能や性能が求められているのかを把握します。
例えば、センサーの情報を取得する製品であれば、どのような物理量を測定するのか、どの程度の精度が必要なのか、どのような環境で使用されるのかといった条件を確認します。
要求仕様を十分に理解していなければ、回路として動作していても、製品に必要な機能を満たせない可能性があります。
回路設計では、回路単体の性能だけでなく、製品として何を実現する必要があるのかを考えることが重要です。
部品選定と回路設計を行う
要求仕様を把握したら、必要な回路構成を検討し、使用する電子部品を選定します。
部品選定では、性能だけでなく、価格、消費電力、サイズ、入手性なども考慮します。
また、部品には個体差があり、温度や電源電圧などの条件によって特性が変化するものもあります。
設計時にこうした条件を考慮しておかなければ、試作評価や量産後に問題が発生する原因になります。
回路図を作成する際には、部品同士の接続だけでなく、それぞれの部品がどのような役割を持ち、回路全体がどのように動作するのかを理解しておく必要があります。
試作基板の評価と問題への対策
回路設計が完了したら、実際の基板に部品を実装し、回路が期待どおりに動作するかを確認します。
この工程では、測定器などを使用して電圧や信号波形を確認したり、製品の動作条件を変えて性能を評価したりします。
設計時の想定と実際の測定結果が異なる場合には、その原因を分析しなければなりません。
例えば、電源電圧の変動、ノイズ、部品の特性、基板パターンなど、さまざまな要因が考えられます。
原因を推測し、対策を実施したら、再び評価を行い、問題が解消されたかを確認します。
このように、試作、評価、原因分析、対策、再評価を繰り返すことで、製品として必要な性能に近づけていきます。
製品の品質・機能を確認する
回路が動作しているからといって、製品として問題がないとは限りません。
製品には、実現すべき機能や性能があり、使用環境や品質に関する要求もあります。
そのため、実装基板が動作するかどうかだけでなく、製品に求められる機能や品質を満たしているかを確認する必要があります。
例えば、通常の使用条件では正常に動作していても、温度が変化したときや電源条件が変わったときに、要求された性能を満たせなくなる可能性があります。
また、回路単体では問題がなくても、ソフトウェアや他の回路との組み合わせによって問題が発生することもあります。
回路設計の知識を活用しながら、製品全体の動作や品質を確認することが、製品開発では重要になります。
回路開発エンジニアに必要なスキル
AI時代に回路開発エンジニアを目指すのであれば、回路図を作成する技術だけでなく、製品を成立させるための幅広い能力を身につけることが重要です。
電気回路と電子部品の知識
まず必要になるのは、電気回路と電子部品に関する基礎知識です。
回路の動作原理を理解していなければ、設計した回路がなぜ動作するのか、問題が発生したときに何が原因なのかを判断することが難しくなります。
また、電子部品にはそれぞれ特性があります。
データシートに記載された性能だけでなく、温度特性や公差、使用条件なども理解しておく必要があります。
AIが回路図や部品候補を提示できるようになっても、その内容が適切かどうかを判断するには、基礎となる知識が欠かせません。
実装基板の評価・測定能力
回路開発では、実際に製品へ搭載する実装基板の動作を確認する能力も重要です。
回路図やシミュレーションの結果だけでは、実際の製品で発生するすべての問題を把握できるとは限りません。
実装基板を測定し、設計時の想定と実際の動作を比較することで、問題の有無を確認できます。
測定結果を正しく読み取り、どのような条件で問題が発生するのかを整理することが、原因分析の第一歩になります。
単に測定器を操作できるだけでなく、何を確認するための測定なのか、得られた結果から何が分かるのかを考える力が必要です。
問題の原因を分析し、対策を考える能力
実際の製品では、設計時に想定していなかった問題が発生することがあります。
そのようなときに重要なのが、問題の原因を分析する能力です。
例えば、回路の動作が不安定になった場合、部品の特性、電源、ノイズ、基板パターン、周辺回路との関係など、さまざまな可能性を検討します。
最初から原因を一つに決めつけるのではなく、測定結果や動作条件を確認しながら、可能性を絞り込んでいくことが大切です。
原因を特定したら、対策を実施し、その対策によって問題が解消されたかを確認します。
この一連の作業では、回路の知識だけでなく、論理的に考える力や、結果をもとに判断する力も必要になります。
製品の品質と機能を理解する能力
回路開発エンジニアには、担当する回路だけでなく、製品全体の機能や品質を理解する能力も求められます。
なぜなら、回路単体で正常に動作していても、製品に必要な機能を実現できていなければ、開発の目的を達成したことにはならないからです。
製品がどのような環境で使用され、どのような性能を保証する必要があるのかを理解していれば、評価で確認すべき内容も明確になります。
回路の知識を製品の要求仕様と結び付け、実装基板の動作が妥当かどうかを判断できることが重要です。
他部門と連携して製品化を進める能力
製品開発は、回路設計だけで完結するものではありません。
ソフトウェア、機構設計、品質、製造など、複数の部門が関わります。
それぞれの担当者が異なる視点から製品を確認するため、必要な情報を共有し、問題を整理しながら解決していく必要があります。
例えば、回路に問題があるように見えても、原因がソフトウェア側の制御や機構側の条件にある可能性もあります。
自分の担当範囲だけにとらわれず、製品全体を見て関係者と連携できることも、開発者に必要な能力です。
回路設計の将来性は？AI時代に変わる仕事
AIの進化によって、回路設計エンジニアの仕事の進め方は変わっていく可能性があります。
ただし、回路設計という仕事そのものがすべてなくなると考えるのは、適切ではないでしょう。
重要なのは、AIによる支援を受けやすい作業と、製品の実際の動作を確認して判断する仕事を分けて考えることです。
PC上で完結する設計作業はAIに置き換わる可能性がある
回路図の作成、部品候補の選定、回路構成の検討、シミュレーションなど、データやソフトウェアを使って進められる作業は、AIによる支援や自動化が進む可能性があります。
AIを利用することで、設計案の作成や情報整理にかかる時間を短縮できるようになるかもしれません。
一方で、AIが出した設計案が、すべての要求仕様や実際の使用条件を満たしているとは限りません。
設計案に問題がないかを確認し、必要に応じて修正するには、回路の知識や製品への理解が必要です。
そのため、AIを使えることだけでなく、AIが提示した結果を技術的に判断できることが重要になると考えています。
回路図が完成することと、製品が成立することは違う
回路図上で問題なく動作するように見えても、実際の製品で同じ結果が得られるとは限りません。
実際の基板では、部品のばらつき、温度、電源、ノイズ、基板パターンなどの影響を受けます。
さらに、回路単体では正常に動作していても、製品全体として組み合わせたときに問題が発生する場合もあります。
そのため、設計が完成した段階で安心するのではなく、実装基板を評価し、製品の要求仕様を満たしているかを確認する必要があります。
私は、AI時代には、このような実際の製品を評価して判断する能力が、これまで以上に重要になると考えています。
AI時代に求められるのは妥当性を判断できる人材
これからの回路設計エンジニアに必要なのは、回路図を作成できる能力だけではありません。
製品の品質や機能を理解し、実際に搭載された実装基板が要求仕様を満たしているかを判断できることが重要です。
製品の品質・機能を理解する
実装基板の妥当性を判断するには、まず製品に何が求められているのかを理解する必要があります。
例えば、ある回路が電気的に動作していても、製品に必要な精度や応答性能を満たしていなければ、要求された機能を実現できているとはいえません。
また、通常の動作条件だけでなく、製品が使用される環境や保証すべき品質も考慮する必要があります。
どのような機能を実現しなければならないのか。どの程度の性能が必要なのか。どのような条件で正常に動作する必要があるのか。
こうした内容を理解していなければ、測定結果が良好であっても、それだけで製品として妥当だとは判断できません。
製品の品質・機能を理解したうえで、実装基板が要求を満たしているかを確認することが重要です。
製品に搭載した実装基板の妥当性を判断する
実装基板の評価では、測定結果を取得するだけでなく、その結果が何を意味しているのかを考える必要があります。
設計時に想定した動作と実測結果が一致しているか。製品に必要な性能が得られているか。特定の条件で問題が発生しないか。
こうした点を確認し、製品として問題がないかを判断します。
もし想定と異なる結果が得られた場合には、回路構成や部品の特性、電源条件、ノイズなどを確認し、原因を分析します。
対策を実施した場合も、単に動作が改善したことだけでなく、製品に必要な機能や品質を満たしているかを再確認する必要があります。
つまり、実装基板の妥当性を判断するには、電気回路の知識と、製品の要求仕様や品質に対する理解の両方が必要なのです。
AIが出した設計や対策案を技術的に検証する
AIが回路の設計案やトラブルへの対策を提示するようになれば、技術者はその内容を検証する役割も担うことになります。
例えば、AIが部品の変更や回路定数の修正を提案したとしても、その変更によって別の性能が悪化する可能性はないのか、使用条件を満たせるのか、製品全体に影響がないのかを確認しなければなりません。
提案された内容が理論上は正しくても、実際の基板や製品で妥当かどうかは、条件を確認して評価する必要があります。
AIの提案をそのまま採用するのではなく、回路の知識と実測結果をもとに判断することが重要です。
AIを使うことと、AIに判断を任せきることは違います。
電気回路の専門知識を持ち、製品の品質や機能を理解して検証できる技術者は、AIを活用しながら開発を進めるうえで重要な役割を担うと考えています。
AI時代はデジタル回路だけでなくアナログ回路の知識も強みになる
回路設計には、デジタル回路とアナログ回路があります。
どちらも電子機器を構成する重要な技術ですが、私自身は、アナログ回路の知識を深めることも、これからの技術者にとって強みになると考えています。
その理由は、実際の回路では、部品の特性や使用環境の影響を考慮しながら、動作を確認する必要があるためです。
実際の回路は部品特性や使用環境の影響を受ける
アナログ回路では、電圧や電流などの連続的な信号を扱います。
回路の動作は、使用する部品の特性や回路定数だけでなく、温度、電源電圧、部品公差、ノイズなどの影響も受けます。
そのため、設計時に想定した動作と、実際の基板で測定した結果が異なる場合があります。
こうした違いが生じたときには、どの要因が影響しているのかを考え、測定結果をもとに原因を絞り込んでいく必要があります。
回路の動作原理を理解していなければ、測定結果を見ても、どこに問題があるのかを判断することは簡単ではありません。
アナログ回路の知識を評価や問題解決に活かす
アナログ回路の知識は、回路を設計するときだけでなく、実装基板の評価やトラブル対応でも役立ちます。
例えば、想定した電圧が得られない場合や、信号に予期しないノイズが含まれている場合、回路の動作原理や部品の特性を理解していれば、原因となる要素を考えやすくなります。
測定結果を確認し、仮説を立て、必要な対策を行い、再び測定する。
この繰り返しによって、問題の原因を特定していきます。
もちろん、アナログ回路であればAIの影響を受けないというわけではありません。
アナログ回路の設計や解析についても、AIによる支援が進む可能性があります。
それでも、アナログ回路の知識を持ち、実際の製品で起きている現象を理解して、評価や問題解決に活用できることは技術者の強みになります。
デジタル回路かアナログ回路かという分類だけで将来性を判断するのではなく、回路の知識を実際の製品開発にどう活かせるかが重要だと考えています。
回路設計者から、電気回路に強い開発者へ
私は、AI時代に回路設計エンジニアが目指すべき方向は、回路設計の専門知識を捨てることではないと考えています。
むしろ、電気回路の知識をしっかり身につけたうえで、その知識を製品開発全体に活かせる人材になることが重要です。
回路設計の専門知識を土台にする
製品開発に関わる範囲を広げるとしても、回路設計の専門知識が不要になるわけではありません。
回路の動作原理や部品特性を理解していなければ、設計内容の妥当性を判断したり、問題の原因を分析したりすることは難しくなります。
AIが設計案を提示した場合でも、その案が適切かどうかを判断するには、電気回路の知識が必要です。
まずは回路設計の技術を身につけ、その知識を実際の製品の評価や問題解決に活かせるようになることが大切です。
設計作業だけでなく製品全体を考える
回路設計者として経験を積むなかで、担当する回路だけでなく、製品全体を理解する視点も身につけていく必要があります。
製品に必要な機能は何か。
どのような品質を保証しなければならないのか。実装基板の評価結果は要求仕様を満たしているのか。
こうした視点を持つことで、回路図を完成させることだけを目的とせず、製品を成立させるために何が必要なのかを考えられるようになります。
回路設計の知識を持ちながら、評価、品質、他部門との連携にも関わることができれば、開発者として活躍できる範囲を広げられます。
30年の経験から感じる開発者の役割
私自身、以前は自分で回路を設計する仕事を担当していました。
センサーの信号を処理する回路やアナログ回路、電源回路などを設計し、試作基板の評価や問題への対策にも取り組んできました。
その後、仕事の役割は変化し、現在は製品開発全体の調整や設計レビュー、品質確認などにも関わっています。
こうした経験を通じて感じるのは、回路図を作成できることと、製品として問題がないかを判断できることは、同じではないということです。
回路設計の経験があるからこそ、設計内容を確認する際に、部品の特性や回路の動作、実装基板で起こり得る問題を考えることができます。
一方で、製品全体を見る立場では、回路単体の性能だけでなく、製品の機能や品質、他の部門との関係も考慮しなければなりません。
回路設計の知識を活かしながら、製品全体を見て判断する。このような役割が、私の考える回路開発者です。
AIが設計作業を支援するようになっても、製品として何を実現する必要があるのかを理解し、実際の基板や評価結果をもとに妥当性を判断することは重要です。
そのため、これから回路設計エンジニアを目指す人や、現在回路設計を担当している人には、設計技術を磨くと同時に、製品開発全体を見る視点も身につけてほしいと考えています。
まとめ｜AI時代に必要なのは電気回路に強い開発者
AIの進化によって、回路図の作成や部品選定など、パソコン上で進められる設計作業は変化していく可能性があります。
しかし、それによって回路設計の専門知識が不要になるわけではありません。
実際の製品に搭載した実装基板が要求仕様を満たしているのか、製品の機能や品質に問題がないのかを判断するには、電気回路の知識と製品への理解が必要です。
AIが設計案や対策案を提示できるようになっても、その内容が実際の製品で妥当かどうかを確認することが重要になります。
また、アナログ回路の知識を深め、部品の特性や使用環境の影響を考慮しながら、評価や問題解決に活かすことも技術者の強みになります。
私が考える、AI時代に目指すべき技術者像は、単に回路図を作成できる設計者ではありません。
電気回路の専門知識を持ち、製品の品質や機能を理解したうえで、実装基板の妥当性を判断し、製品化まで考えられる開発者です。
回路設計の知識を深めることを出発点に、実機の評価や問題解決、製品全体への理解へと能力を広げていく。
その積み重ねが、AI時代の回路設計エンジニアにとって重要になると考えています。
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