Узбекистан решил строить образовательную инфраструктуру для собственной микроэлектроники

Выступил с докладом через Zoom на конференции SEMICONUZ в Узбекистане. Заметил два момента:

Момент 1. Судя по вопросу преподавательницы из Ферганского политехнического института, в Узбекистане наверное ведутся дискуссии «кодописатели против физиков». То есть обсуждают, достаточно ли программировать софтвер на уже сделанных чипах и дизайнить на верилоге логику (с учетом отчетов от программы статического анализа тайминга) — или нужно вводить курсы физики полупроводников. Это впечатление подкрепил и доклад хорошо известного мне Нурсултана Кабылкаса про первый чип в Казахстане (Нурсултан делал PhD в Университете Калифорнии Санта-Круз и работал в AMD с Тимуром Палташевым).

Моя позиция по вопросу: хотя описанный мною в презентации процесс проектирования цифровых чипов в электронных компаниях (маршрут RTL2GDSII) построен так, чтобы максимально изолировать проектировщиков логики от физики — несмотря на это, физика в этом процессе все-таки проявляется:

1) Проектировщикам библиотек стандартных ячеек (ASIC standard cell library) нужно понимать физику того, из чего они строят всякие AND-OR, MUX2, DFF (D-Flip-Flop) примитивы и откуда берутся их параметры (пикосекундные задержки и фемтоваттное энергопотребление).

2) Разработчикам программ автоматизации проектирования, Electronic Design Automation (EDA), в частности статического анализа тайминга и физического проектирования, размещения и трассировки — нужно тоже понимать физику процесса, так как она там все время просачивается: значения на проводах скачут и устаканиваются только к концу такта (период которого нужно вычислить, причем задержки зависят от физических эффектов не только в транзисторах, но и на проводах.

3) В каждом ASIC-е есть не только цифровая, но и аналоговая часть, даже всякие датчики температуры внутри самого чипа, чтобы регулировать частоты и напряжения динамически.

Короче Узбекистан — это достаточно крупная страна, чтобы готовить специалистов по всему спектру микроэлектронной экосистемы. «Отец алгебры» Аль-Хорезми, аль-Бируни и Улугбек не одобрили бы что потомки вообще задают такие вопросы.

Момент 2. Судя по программе конференции и по докладу Нурсултана, в Средней Азии очень популярна китайская программа One Student One Chip. Программа действительно великолепна, появилась в правильное время (2019) в правильном месте (китайский институт ICT делал суперскалярные чипы Loongson еще 25 лет назад), с правильным контентом (от RISC-V до tapeout) и получила заслуженный успех (больше 10 тысяч студентов).

Вы ожидаете частицы «но»? (как писал Александр Сергеевич Пушкин в «Оде Его Светлости князю А. Н. Голицыну») Да, это «но» есть у меня. Насколько я понял (поправьте если я ошибаюсь), программа OSOC центрируется вокруг процессора общего назначения, CPU, и взаимодействия хардвера и софтвера. Но (!) на этом мир микроэлектроники не заканчивается: быстрый интернет, быстрая трехмерная графика и быстрые ИИ-ускорители стали возможны именно потому что создатели сетевых чипов (Juniper конца 1990-х), GPU и ML ускорителей (Google TPU и другие) — вывели большую часть обработки данных из процессора общего назначения. Что я упомянул в своих слайдах:

Мою презентацию вы можете посмотреть здесь, в будущем организаторы возможно выложат слайды и видео других презентаций, там были интересные доклады — помимо опыта Китая и Казахстана, опыт Малайзии итд. Ну и много основной темы — по физике полупроводников.