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當EDA大賽出現3DIC設計,對中國IC產業意味着什麼?
格隆匯 04-11 10:26

本文來自格隆匯專欄:半導體行業觀察

隨着芯片製造工藝不斷接近物理極限,芯片的佈局設計——異構集成的3DIC先進封裝已經成為延續摩爾定律的最佳途徑之一。3DIC將不同工藝製程、不同性質的芯片以三維堆疊的方式整合在一個封裝體內,提供性能、功耗、面積和成本的優勢,能夠為5G移動、HPC、AI、汽車電子等領先應用提供更高水平的集成、更高性能的計算和更多的內存訪問。

一般來説,這種先進技術只有在芯片企業內部或者大型的晶圓廠等才能研發,但是在2021年的EDA精英挑戰賽上,全球EDA領導者新思科技卻設置了一道3DIC設計的賽題。這樣的賽題設置不僅反映了當前產業對於“後摩爾時代”的密切關注,更是提供了絕佳機會將全球領先的multi-die design、異構集成技術和方法學滲透至中國IC產業的後浪——高等院校的同學們。這也充分反映了新思科技在中國一貫的人才戰略。

緊跟產業趨勢,引入3DIC設計賽題

作為3DIC技術的一種, 2.5D封裝技術目前在業內的發展已經⾮常成熟,且已經⼴泛應⽤於高性能計算、AI等芯⽚當中。它的最⼤特⾊是採⽤Interposer (硅介質層) 做為整合媒介,主要⽤來做為放置於其上的⼩芯⽚們間的通訊互聯,以及芯⽚們與載板間的聯結,較傳統封裝設計提供更高密度繞線,進一步擴展系統性能。

新思科技特意為學生設計的題目是“尋找給定模式和約束下的2.5D設計最優化佈局”。據新思科技吿訴半導體行業觀察,他們的命題團隊在設計題目時充分考慮到產業和學界之間存在的技術跨度,以成熟技術為引,同時將題目進行了抽象化處理,降低了賽題所需的專業門檻,擴大了賽題參與團隊的輻射面。

新思科技希望這一賽題能夠成為高校相關專業基礎教學與產業先進生產力之間的橋樑,激發高校學生對產業先進技術的興趣和熱情。用概念先行、逐年拓展的思路,給予同學們充足時間,與前沿技術進行接觸、學習、思考、消化、反饋,而後迸發創新。同時也希望促進更多集成電路相關專業人才儲備向EDA領域的流動。

而在該賽題自去年發佈以來,就得到了相關專業高校老師的反饋和稱讚,老師們認為新思這一屆賽題的設置緊跟產業趨勢,極大的激發了同學們的學習動力。其中,本次賽題的主席/湖南大學教授賀旭老師,對3DIC技術領域有比較深入的研究,她也評價新思的賽題“十分有誠意”。

EDA人才缺口凸顯,新思在行動

眾所周知,當下全國集成電路人才缺口巨大。這也導致目前國內集成電路產業從業人員流動率長期高於5%-10%的健康流動率,不利於人才培養和高水平的市場競爭。EDA領域更甚,EDA工具交叉物理、數學、邏輯、電子、通信、計算機、軟件編譯等多學科知識的特點也對這一領域的人才綜合素質提出了較高的要求。

但很長時間以來,國內作為人才主要輸送渠道的高校在集成電路相關領域的專業設置和學科結構,仍是建立在材料、固體元器件、電路系統、信號傳輸等基礎學科知識體系構建之上,這是遠遠滯後於內涵和外延持續高速擴展的集成電路產業的;其次,高校對微電子、集成電路與集成系統專業本科學生培養也主要針對其解決基礎性、原理性問題的能力上,學生在學習過程中缺乏實踐機會,導致很多學生對產業的瞭解比較膚淺,即便讀研深造也只具備相對單一的專業能力和思維,解決實際工程問題的能力不強。

好在近些年國務院、教育部、工信部、科技部、發改委等政府職能部門聯合發力,發佈了很多的積極政策引導集成電路產業人才培育。國務院學位委員會2020年底正式設置“集成電路科學與工程”一級學科,以學科建設為切入點,從源頭解決現有產業人才短缺問題,這是令人欣喜的。在一級學科的架構下,高校能夠容納的教學資源邊界拓寬,政府部門和教育主管單位的投入可以直接匹配產業不同領域人才培養訴求、產學研融合也更有廣闊的容納性和深度的針對性;這樣,從EDA開發到芯片設計到測試封裝再到製造的整個人才鏈條培養活力才能夠被充分激發,最終達到人才供需的健康循環。

而人才培養是新思自1995年落地中國以來就一直致力於推動且長期持續投入的一項事業。目前新思科技正在教學與競賽、培訓、技術論壇、產學政合作及國際會議的中國人才計劃五大板塊上為人才健康生態做出努力。

首先在技術投入上,新思為高校和科研院所提供了豐富的教育版EDA工具包,也就是大家常説的“大學計劃”,並根據產業發展狀況,逐年對教育版本的EDA工具包進行及時更新,以滿足國內高校微電子、集成電路科學與工程等相關專業的實踐教學和科研需求。

其次,新思多年來積極參與國內各項電子設計類的學生競賽,並在賽事中投入技術團隊設計命題,就拿EDA精英挑戰賽來説,三年的時間裏,新思分別設計了虛擬原型仿真和2.5D優化佈局兩道賽題,將前後端不同的芯片設計自動化技術和先進方法學帶給校園,啟發和激勵同學們以產業級工程師的角度思考問題、動手解決問題。

同時新思也與國內一些知名電子科技類大學搭建長期聯合教學、師資培訓、實習實訓的互動機制,直接將企業級解決方案注入到微電子類專業教學中。每年,基本有20-30多所高校通過不同的項目板塊參與到新思科技人才培養計劃中,截止到目前,這些院校數量已超過百所,惠及師生規模上萬名。

EDA企業的本土化之路

在紮根中國的26年中,新思科技經歷了中國集成電路產業的不同發展階段,也在這一歷程中和眾多中國芯片企業共同成長。除了人才培養,新思科技也在技術革新、資本助力、生態圈打造方面發力,推動行業發展。

技術革新:為了更好的滿足本土芯片企業對於EDA、IP核及軟件安全產品的需求,新思在中國建立了龐大的研發團隊,更於2019年在武漢落成繼北美總部之外的第一座全球研發中心,服務本土及全球市場;新思科技一直在引領芯片設計從抽象描述變成具體實踐的工具創新,未來將進一步提高芯片設計的抽象層次,用更高層的語言描述系統和芯片並將之後變成芯片,以解決系統級的複雜度,這就是其提出的‘SysMoore’的概念,從更高的維度來思考解決半導體行業挑戰的設計方法學。

新思科技的目標是,一方面通過融合設計工具以及芯片全生命週期管理平台,解決對於不同工藝尤其是硅工藝的建模和抽象難題,使得人們能更好地利用不同工藝,尤其先進工藝進行創新。另一方面充分利用AI、雲、大數據等技術,讓EDA的算法變得更強大,增強EDA性能,降低芯片設計門檻,能夠讓更多的人蔘與到芯片設計當中來。

資本助力:為助力更多有潛力的本土芯片初創企業,新思於2017年成立了中國投資基金,倚靠多年的產業經驗優勢,協同其他資本力量,幫助優秀的芯片創業團隊發展;

生態圈:秉持“+新思”戰略,新思科技倡議建立芯片產業命運共同體,在整個芯片生命週期的各個環節尋找實幹並有能力的中國本土企業進行合作,相互補充,形成更大、更強的產業鏈,以更好、更完善的工具和服務,為行業的發展提供動力。基於這一戰略,新思科技先後與全芯智造、芯華章、芯耀輝、芯行紀、芯和半導體、楷領、軟安科技等多家EDA/IP和軟件安全企業建立合作伙伴關係,全方位打造健康的中國芯片產業生態環境。

寫在最後

面對中國芯片產業與數字化進程的深度綁定和垂直市場的不斷拓展,新思一直沒有停止在EDA領域的技術和方法學創新。不止如此,新思科技還通過各類競賽、聯合課程、學術研討等一系列產學合作項目,積極搭建學術圈產業生態鏈,不斷地將其技術和方法學的創新滲透至關乎產業未來的年輕一代,與中國IC產業共同前進。

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