組み込みエンジニアとは?仕事内容や年収・将来性などを徹底解説

最終更新日:2024年3月12日

組み込みエンジニアとは、ソフトウェアを機器に組み込んで正常に作動させるITエンジニアのことを指します。こちらのページでは、組み込みエンジニアに求められるスキルや英語が使えるメリット、役立つ資格、需要、人材不足の現状などに関する記事を紹介。組み込みエンジニアを目指している方はぜひ参考にしてみてください。

この記事のまとめ

  • 特定の機能を持つハードウェアや、システムを動作させるソフトウェアである組み込みシステムを開発するエンジニアのこと
  • 仕事内容は、組み込みシステムの設計や開発、テストなどの一連の工程
  • IoTや自動運転などの分野において需要が増えることが予想され、組み込みエンジニアの将来性も高い

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組み込みエンジニアとは?

組込みエンジニアとは、パソコンやスマートフォンのアプリケーションのような汎用的な用途のソフトウェアではなく、特定の機能を持つハードウェアやシステムを動作させるソフトウェアである組み込みシステムを開発するエンジニアのことです。

組み込みエンジニアの仕事内容

組み込みエンジニアの業務フロー

組み込みエンジニアの仕事内容は、組み込みシステムの設計や開発、テストなどの一連の工程であり、ほかのシステムエンジニアの仕事とそれほど変わりません。

しかしハードウェアの制御を目的としたソフトウェアの開発であるため、CPUやOS、メモリの制御や、ハードウェアの回路図の設計、ドライバの設計など特有の知識と技術が求められます。

要件定義

要件定義は、システムや製品に必要な機能や性能、制約条件を明確にし、開発の指針を定める作業です。顧客の要望や仕様書をヒアリングし、設計書やプログラム仕様書などのドキュメントを作成することが多いです。

また、要件の洗い出しや設計の改善提案なども行います。要件定義がしっかりできていないと、開発が進んでも顧客のニーズに合わせた製品ができず、無駄なコストがかかってしまうため、組み込みエンジニアにとって非常に重要な仕事の1つです。

ハードウェア・ソフトウェアの設計

組み込みエンジニアにとって、機能や性能に応じてハードウェアとソフトウェアを設計することは重要な仕事の1つです。

ハードウェアの設計では、必要な部品や回路を選定し、回路図や基板設計を行い、動作確認を行います。ソフトウェアの設計では、システムやアプリケーションの要件を定義し、アルゴリズムや制御システムを設計してプログラムを作成します。

また、ハードウェアとソフトウェアを密接に連携させることが求められる場合もあります。このように、組み込みエンジニアはハードウェアとソフトウェアの設計に精通し、高度な技術力を持っていることが求められます。

開発(プログラミング)

組み込みエンジニアの仕事内容には、マイコンやマイコン周辺のハードウェアに組み込まれるソフトウェアの開発が含まれています。

プログラミング言語としては、C言語やアセンブリ言語がよく使われます。開発対象となるシステムに応じて、低レイヤーのハードウェア制御から高度な制御処理や通信処理まで、多様なレベルのプログラミング技術が必要です。

また、組み込みシステムのための開発環境やデバッグツールにも精通する必要があります。

テスト

テストは、設計やプログラミングにおいて発生した問題点を特定するために重要な作業です。単体テストや結合テスト、システムテスト、受け入れテストなどがあり、それぞれ異なる目的を持っています。

組み込みエンジニアが行う単体テストは、個々のコンポーネントが期待通りに機能するかを確認するテストであり、結合テストは、複数のコンポーネントが協調して動作するかを確認するテストです。

単体テストは主に自動化され、コードが想定通りに機能していることを迅速に確認できます。一方、結合テストは手動または自動化されることがあり、システム全体の相互作用を確認するために必要です。

結合テストは、複数のコンポーネントの間でデータの受け渡しがうまくいくか、さまざまな部分が適切に動作しているかなど、システムの問題を特定するのに役立ちます。

テストは自動化することで作業効率を上げることができます。また、テスト結果に基づいて問題点を修正し、製品やシステムの品質を向上させることが求められます。

組み込みエンジニアとシステムエンジニアとの違い

組み込みエンジニアは、組み込みシステムやデバイスの開発に特化しており、マイクロコントローラやマイクロプロセッサなどのハードウェアに直接組み込まれるソフトウェアの開発に従事します。

組み込み開発の典型的な例は、エアコンやテレビ、洗濯機などの家電製品の制御です。エアコンの場合、例えば設定された室温を保つために、センサーが温度の上昇を感知すると冷却能力を高めて温度を一定に調整します。また、リモコンからの指示を受け取り、エアコンのオン/オフや温度設定なども組み込まれた小型コンピュータによって制御されます。

一方、システムエンジニアは、ソフトウェアシステム全体の設計と開発に携わります。ソフトウェアのアーキテクチャやコンポーネントの選定、ネットワーキング、データベース設計など、システム全体の要素を考慮します。システムエンジニアは、ソフトウェア開発ライフサイクル全体にわたるプロセスに関与し、要件定義、設計、テスト、デプロイメントなどを担当します。

組み込みエンジニア特有の難しさ

組み込みエンジニアは、ハードウェアとソフトウェアの特徴を踏まえて開発をする必要のある専門性の高い職種といえます。以下では、その特有の難しさについて解説します。

知識やスキルの習得難易度が高い

組み込みエンジニアは、一般的なIT業界のエンジニアとは異なる特別な知識とスキルを求められます。たとえば、「RTOS(リアルタイムオペレーティングシステム)のリアルタイムタスク処理に特化したOS)を操作するスキル」と「電子回路に関する知識」などが挙げられます。

組み込みエンジニアの多くは、対象となるハードウェアの回路図を参考にしながら仕様を理解し、ソフトウェアの仕様を確定させます。しかしながら、必ずしもハードウェアの仕様書や設計書が完全に備わっているわけではありません。

設計書や仕様書の不足を補完しながら開発を進めるためには、電子回路などのハードウェアに関する知識が不可欠です。ハードウェアの理解には、科学技術系の背景や基礎知識が重要であり、これが参入のハードルを高めている要因と言えます。

ハードの制限が厳しい中で機能を実現しなければならない

もう1つの難しさは、厳しいハードウェアの制限の中で機能を実現しなければならないことです。組み込みシステムは、リソースが限られており、メモリやプロセッサの処理能力などに制約があります。

この制約の中で、要求された機能を実現するためには、効率的で最適化されたコードの開発が求められます。リアルタイム性や低消費電力などの要件も考慮しながら、最小限のリソースで最大の性能を引き出す必要があります。

また、ハードウェアの制約に合わせて、ハードウェアとのインタフェースを設計する必要もあります。センサーやアクチュエータとの連携、通信プロトコルの選定など、ハードウェアとのシームレスな統合を実現するための工夫が必要です。

さらに、組み込みシステムにおいて、外部の環境変化や異常な状況への対応、信頼性や安全性の確保も重要な要素です。予測不能な事態に対処し、堅牢な動作を確保するためには、詳細なテストとデバッグが欠かせません。

組み込みエンジニアは、これらの難しさに直面しながら、限られたリソースと制約の中で優れた技術と創造力を駆使し、高度なシステムを実現しています。

組み込みエンジニアの年収

組み込みエンジニアの年収は、経験年数やスキル、勤務地、企業規模などによって異なります。

一般的に、新卒の場合は350万円〜500万円程度、3年目で500万円〜700万円程度、10年目で700万円〜1000万円程度、さらに経験を積むと1000万円以上というレベルの年収を得ることも可能です。

ただし、業界によっても異なりますので、詳しい情報は就職サイトや業界情報誌、求人情報などを参考にすることをおすすめします。また、勤務条件によっては、年収以外にもボーナスや福利厚生が充実している企業もあります。

組み込みエンジニアの求人例

ここではレバテックキャリアに実際に掲載されていた「組込・制御エンジニア」の求人をご紹介します。

1.【組込・制御エンジニア】マネージャー候補/技術指導・設計サポート

【業務内容】
<具体的な業務内容>
■組込みソフトウェア開発全般の技術責任者としての業務
・ソフトウェア設計チームメンバーの技術指導、設計サポート
・各種ドキュメント類の審査、承認
・メンバー間での認識の統一
・部門のリソース(人/物/予算)管理
・外注/取引先とのやりとり、管理、チームメンバー業務のフォロー/モチベーション維持

【求められるスキル・経験】
<経験>
・組込みソフトウェア開発の一連業務
※要件定義、基本/詳細設計、実装、評価設計/実行、リリース管理など
・マイコンのデータシート、ユーザーマニュアルの読解
・品質担保への取り組み
※FTA/FMEAの導入、設計プロセス改善など
・EMSベンダー、部品サプライヤとの折衝など
・C/C++言語を使ったプログラミング、コードレビュアー
・マネージャー業務(リソース管理)
<マインド>
・前向きに物事に対応できる方
・人の感性に触れる仕事がしたい方
・誠実な対応ができる方
・環境変化に柔軟な方
・言葉を大事にする方
・遊び心がある方
・ソフトウェア設計をしたい方
・自身の手でバルミューダ製品における+@の価値を提供したい方
・人の感性や感覚に触れる機能開発を通して、ユーザに喜んでもらえる製品を作りたい方

2.【組込・制御エンジニア】モビリティ技術支援/Webシステム開発

【業務内容】
■自動運転車両開発企業と連携したモビリティ技術支援
・H/W製品開発/評価/検証
・車両改造に関わる設計から構築
・自動運転に必要とされるS/Wの検証
・将来的に「自動運転によるモビリティサービス」の導入支援

■Webシステム開発
・自治体向けのWebシステムへのサービスの企画/運営
・Webサイトの構築、改修

【求められるスキル・経験】
<経験>
・組込み開発
・シュミレーションツール使用

3.【組込・制御エンジニア】産業用ロボットのモータ制御ソフトウェア開発/パラメーター調整

【業務内容】
・ロボットを駆動するモータの制御ソフトウェアの開発
・モータの制御パラメータの調整
・ロボットに搭載するモータの選定

【求められるスキル・経験】
<経験>
・C/C++での開発
・組込みソフトウェアの開発

<知見・経験>
・モータの制御理論

<マインド>
・特定のベンダーの製品やサービスに依存せずに、顧客にとって最適なアーキテクチャを策定したいと考えている方
・技術に対するモチベーションの高いメンバーに囲まれて仕事をしたいと考えている方
・技術に関する熱い議論を戦わせることでスキルアップしたい方
・尊敬できる仲間と切磋琢磨したい方
・技術が好きで最新技術やサービスを日々学んでいる方
・自分の書いたコードを自らの作品と捉えるような方
・ソフトウェア開発を良くしていきたい方
・定型的な作業を繰り返すよりも、自動化する苦労をすることで楽をしたい方

未経験から組み込みエンジニアになるには

未経験から組み込みエンジニアになるには、まずC言語をはじめとするプログラミング言語の習得からスタートしましょう。

C言語をはじめとするプログラミング言語を習得しておくと有利

C言語をはじめとするプログラミング言語を習得することで、未経験から組み込みエンジニアへの第一歩となります。インターネット上では無料で使えるC言語の開発環境が多数公開されています。Web上の解説サイトを活用したり、書籍を参考にしたりしてC言語の開発環境を整えてC言語プログラミングの学習を始めましょう。

ただ組み込みエンジニアの仕事はプログラムを使ったハードウェアの制御です。実際にハードウェアを準備して、制御するためのプログラムを開発するのは、独学では少々難しいかもしれません。そのため組み込みエンジニアになるための学習を効率化するために、スクールや専門学校に通って学ぶのも一つの方法です。

スクールや専門学校に通って学ぶ

組み込みエンジニアになるためのスクールや専門学校に通って学ぶことで、独学では構築しづらい開発環境の整備や、プロの講師から直接教えてもらえる機会が得られます。スクールや専門学校には多額のコストが必要ですが、独学するより短時間で学習を進められるでしょう。

スクールや専門学校における組み込みエンジニアのコースは難易度が高いため、全くの未経験の方は、まずC言語のプログラミングの学習ができるコースを受講しましょう。C言語のスキルがある程度身に付いてから組み込みエンジニアの学習をスタートした方が、理解しやすいからです。

独学で勉強する

スクールや専門学校に通う時間やお金がない場合は、低コストで自分のペースで学べる独学もおすすめです。特にC言語は歴史のあるプログラミング言語であるため、書店ではC言語のさまざまな入門書が販売されています。

インターネット上にはC言語の解説サイトなども公開されていますし、動画で学べる解説サイトもあります。それらのWebサイトを賢く使うことで、独学でのC言語の学習もはかどるでしょう。

関連記事:組み込みエンジニアになるために必要な勉強

組み込みエンジニアに役立つ資格

ここでは組み込みエンジニアとして仕事をする上で役立つ資格についてご紹介します。

エンベデッドシステムスペシャリスト

エンベデッドシステムスペシャリストの資格は、組み込みソフトウェア開発に関する知識や技術を持ち、実践的な経験を有することを証明する資格です。

国家資格ではなく、民間資格として一般財団法人情報処理学会が実施しています。試験は筆記試験と実技試験から構成され、試験内容は組み込みソフトウェア設計やプログラミング、ハードウェア・ソフトウェアの統合、テスト手法や品質管理などが含まれます。

取得することで、組み込みシステム分野でのキャリアアップや、エンベデッドシステムの開発・保守・運用におけるスキルアップが期待できます。

ETEC(組み込み技術者試験制度)

ETEC(組み込み技術者試験)は、組み込みシステム分野の技術者の能力を客観的かつ中立的に測定することを目的とした資格制度です。

主に、組み込みシステムのハードウェアやソフトウェア、通信プロトコル、制御システム、電力制御システム、セキュリティなどに関する知識・技術を問う試験が実施されています。

試験には、初級、中級、上級の3つのレベルがあり、受験資格や試験内容・形式、合格基準などはレベルごとに異なります。

ETECの合格者は、組み込みシステム開発において必要な知識・技術を有していることが証明され、就職やスキルアップに役立つ資格となっています。

OCRES(OMG認定組み込み技術者資格試験)

OCRESは、OMG(Object Management Group)が認定する組み込みシステムの専門知識を評価する資格試験です。

試験は、組み込みシステムの分野に関する幅広い知識と実践的な技能を問うもので、プロジェクトマネージャー、アーキテクト、設計者、開発者、テスターなど、幅広い役割の技術者が受験対象です。

OCRESは、問題集を解くだけでなく、現場での実務経験を問うため、実践的な技能の習得にも役立ちます。

OMGは、世界的に有名な標準化団体であるため、OCRESの資格を取得することで、組み込みシステムの専門家としての知名度を上げることができるでしょう。

組み込みエンジニアに求められるスキル

組み込みエンジニアの仕事は、ソフトウェアを機器に組み込んで正常に作動させるためのエンジニアリングを行うこと。主な使用言語はアセンブリ、C、C#、C++などで、言語への理解を深めて自由に活用できるスキルが求められます。

また、計画的にプロジェクトを管理する能力や、スムーズなやり取りができるコミュニケーション能力も必要です。ETECやJSTQBなどの資格を有していると、自身がどれほどのスキルをもっているかを証明することができます。

ハードウェア・ソフトウェアに関する基礎知識

組み込みエンジニアにはハードウェアとソフトウェアの両方に関する基礎知識が必要です。多くのエンジニアはソフトウェアの知識に長けていますが、組み込みエンジニアには、それに加えてハードウェアの知識が必要です。具体的にはCPUやメモリの制御に関する知識です。実務ではハードウェアの詳細な仕様書や設計書がないこともあり、その場合、組み込みエンジニア自身がハードウェアの回路図面を見て仕様を把握したり設計したりすることもあります。そのため回路図面が読み解ける程度のハードウェアの知識があると、組み込みエンジニアとしてのスムーズに仕事ができるでしょう

組み込みの知識

ハードウェアを構成している電気回路の知識、さらに電気や電子基板などの知識を身に付けると、組み込みエンジニアとしての活躍の舞台が広がるでしょう。電圧や電気、抵抗などの物理学的な組み込みの知識があれば、組み込みエンジニアの業務の強い武器となります。

コミュニケーションスキル

組み込みエンジニアには円滑にプロジェクトを進めるためのコミュニケーションスキルが欠かせません。複数人での開発の現場では、ほかの開発者とのコミュニケーションを取る場面が多々あります。例えばプログラミングの作業分担や、システムの仕様策定や設計などを行うときです。

英語力

組み込みエンジニアには必要最低限の英語力も求められます。

英語を使えることで得られるメリット

近年の製造業はオフショア開発が進んでおり、東南アジアを中心に海外へのアウトソーシングに力を入れています。開発拠点を海外へ移す企業もあるため、キャリアアップや上流工程を目指したい方は英語力を身につけておくと良いでしょう。

英語を使えることのメリットとしては、英語で記述されているIT情報を読み解くことができるので情報収集に役立てられること。また、英語を身につけることでコードや変数を書くスキルも上達しやすくなります。

関連記事:組み込みエンジニアに必要なスキルと資格は?未経験からなれる?

組み込みエンジニアがきつい/やめとけと言われる理由

組み込みエンジニアがきついと言われる理由は、高い技術力が要求されることや、製品開発サイクルの長さ、細かい仕様の詳細な確認や変更に対応する必要があること、そしてデバッグが難しく時間がかかることなどが挙げられます。

また、組み込みシステムの開発にはハードウェアとソフトウェアの両方に詳しい知識が必要とされ、組み合わせが複雑になることもストレスの原因になります。

さらに、組み込みシステムが搭載される製品には、高い品質が要求されることが多いため、エラーの許容範囲が少なく、テストのための詳細な設計や実装が必要とされます。

このため、プロジェクトの進捗管理が難しく、納期が厳しいということもあります。

加えて、組み込みシステムは大規模なシステムよりも小さいスケールで動作し、デバッグが困難であるため、エラーを見つけ出すのに時間がかかり、ストレスがたまることもあります。

そのため、綿密な計画と設計のもと、着実な作業と忍耐力が求められます。

組み込みエンジニアの将来性

組み込みエンジニアの将来性は高いと言えます。

現代社会において、様々な製品やシステムにはコンピュータやマイコンが内蔵されており、それらを制御するソフトウェアやハードウェアの設計や開発には組み込みエンジニアが不可欠です。

今後もIoTや自動運転などの分野において需要が増えることが予想され、組み込みエンジニアの求人数も増加しています。

また、技術の進歩によって、より高度な機能を持った製品やシステムが求められるようになっています。

例えば、医療機器や自動車に搭載されるシステムでは高い信頼性と安全性が求められ、そのための設計や開発に組み込みエンジニアの専門知識が必要とされます。

さらに、人工知能(AI)やディープラーニング(Deep Learning)の分野においても、組み込みエンジニアの役割が注目されています。

組み込みエンジニアは、これらの新しい技術に対応するために、常に新しい知識やスキルを習得し、改善に取り組む必要があります。

そのため、組み込みエンジニアに求められる専門性は高く、その分高い報酬が期待できます。
将来的には、AIやIoTの急速な発展に伴って、組み込みエンジニアの需要が拡大することが予想され、将来性が高い職種の1つと言えるでしょう。

組み込みエンジニアに関するよくある質問

最後に、組み込みエンジニアに関するよくある質問に回答していきます。

Q1. 組み込みエンジニアは何をする職種ですか?

組み込みエンジニアの役割は、組み込みシステムの設計、開発、テストなどの一連の業務であり、他のシステムエンジニアとは大きくは異なりません。
ただし、組み込みエンジニアの仕事では、ハードウェアの制御に焦点を当てたソフトウェア開発が中心となります。CPUやOS、メモリの制御、ハードウェアの回路図設計、ドライバの開発など、特有の知識と技術が必要とされます。

Q2. 組み込み系エンジニアの難易度は?

組み込みエンジニアには特有の難しさがあります。まず、特別な知識とスキルが求められます。例えば、RTOSや電子回路の知識が必要です。他にも、組み込みシステムはリソースに制約があるため、効率的なコード開発やハードウェアとのインタフェース設計が必要です。
組み込みエンジニアは、限られたリソースと制約の中で優れた技術と創造力を駆使して高度なシステムを実現する必要があるため、難易度の高い職業といえます。

まとめ

今回は、組み込みエンジニアの仕事内容や年収・将来性などについて解説しました。
組み込みエンジニアは限られたリソースの中で、必要とされる機能を実現しなければならない職種です。その分、スキルが身につけば市場価値の高い人材になることができます。
ぜひ組み込みエンジニアを目指してみてはいかがでしょうか。

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この記事の監修

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