Программа разработки микросхем Технологического института Джорджии расширяет возможности будущих сотрудников Apple

США боролись с нехваткой рабочей силы в производстве полупроводниковых чипов, и даже обучение людей о существовании этой области оказалось сложной задачей. В ответ Apple и другие компании выделили значительные средства и время на устранение пробелов в навыках и сломанного конвейера.

Apple начала New Silicon Initiative, серию грантов для университетов с техническим уклоном по всей стране, чтобы подготовить больше квалифицированных рабочих для проектирования и производства чипов. Инициатива финансирует образование и обучение в области микроэлектронных схем и проектирования оборудования. Участвуют восемь университетов, выбранных за их инженерную смекалку и приверженность масштабированию курсов по созданию интегральных схем.

Одним из участников является Школа электротехники и компьютерной инженерии Georgia Tech. Председатель школы ECE Ариджит Райчоудхури рассказал TechRepublic о том, как поддержка Apple изменила предложения школы и потенциальные места студентов в меняющейся области проектирования и производства компьютерных микросхем.

Что такое NSI в Технологическом институте Джорджии?

В октябре Технологический институт Джорджии отпраздновал начало своего участия в NSI, что стало расширенным сотрудничеством, основанным на успешном курсе по ленточному монтажу чипов, который уже предлагался в университете.

«Мы очень рады представить New Silicon Initiative в Georgia Tech, расширяя наши отношения с его Школой электротехники и вычислительной техники», — сказал Джаред Зербе, директор по аппаратным технологиям в Apple, в пресс-релизе. «Интегральные схемы обеспечивают работу бесчисленного множества продуктов и услуг во всех аспектах нашего мира сегодня, и мы с нетерпением ждем возможности увидеть, как студенты Georgia Tech помогут создать и изобрести будущее».

Полноценное партнерство начнется в январе 2025 года. Инженеры Apple будут читать гостевые лекции, рассматривать проекты на нескольких курсах по проектированию ИС, давать обратную связь студентам и участвовать в наставничестве и сетевых мероприятиях. Apple также финансирует помощников преподавателей. Эти наставники могут отвечать на вопросы студентов о том, какие рабочие места будут доступны им после того, как они приобретут навыки проектирования микросхем.

Изюминкой программы является то, что курс tape-out дает студентам возможность не только разработать собственный чип, но и изготовить его и протестировать на наличие ошибок. Это позволяет им получить опыт в пересмотре и устранении неполадок в условиях, аналогичных тем, которые встречаются в реальном мире. Выпускники курсов компьютерной архитектуры, схемотехники и аппаратных технологий в ECE могут стать инженерами-проектировщиками интегральных схем, инженерами-проектировщиками чипов и аналоговыми проектировщиками.

СМ.: Чип M4 от Apple обеспечивает работу функций искусственного интеллекта в будущих устройствах.

«Среди студентов был огромный интерес», — сказал Рейчоудхури. «В первом семестре они спроектировали микропроцессор RISC-V с некоторыми ускорителями — и поняли, что это старшекурсники. Это не аспиранты. Это студенты старших курсов бакалавриата».

Эти проекты были изготовлены на 65-нанометровом технологическом узле TSMC и отправлены обратно студентам. Затем студенты могли написать тестовые модули для своих собственных чипов.

«В итоге Apple наняла группу студентов из этого первого инаугурационного класса», — добавил Рейчоудхури.

Подготовка рабочей силы для экономики будущего

Успех первого класса tape out привел к тому, что Apple стала еще больше взаимодействовать со школой, чтобы удовлетворить свои потребности в рабочей силе. Рейчоудхури сказал, что у школы были похожие договоренности с такими компаниями, как Texas Instruments, GlobalFoundries и Absolics.

В противном случае «очень сложно найти студентов, обладающих такими знаниями» в области проектирования микросхем, сказал он.

Когда компании принимают участие в учебной программе, часть того, что обычно является обучением на рабочем месте, может быть сделано в классе. «Это сокращает время на освоение студентами, когда они присоединяются к любой из этих компаний», — добавил Рейчоудхури.

В то же время студенты увидят, что они получают навыки, которые напрямую ведут к востребованным профессиям.

У них есть возможность «выяснить, действительно ли это то, чем они увлечены», — сказал Рейчоудхури. «Даже в этой огромной области полупроводниковых работ, что именно их интересует? Будь то дизайн, будь то работа на фабрике, будь то упаковка и так далее».

Научно-исследовательские проекты изучают передовые возможности использования ИИ

Одним из компонентов, которые студенты создают на занятиях по ленточному выводу, является микропроцессор RISC-V с ускорителем. Этот ускоритель, разработанный для более быстрого решения задач линейной алгебры, может стать первым шагом студентов в горячем направлении разработки оборудования для генеративного ИИ. Усилия Georgia Tech и Apple не фокусируются на генеративном ИИ, если только они не рассматривают его как более продвинутый исследовательский проект.

«Есть некоторые продвинутые темы исследований — они пока не в классе — где студенты на самом деле ищут способы использования ИИ, в частности языковых моделей, для проектирования чипов, включая написание RTL», — сказал Рейчоудхури. «Это одна из областей, которая становится все популярнее».

Профессор Сон-Кю Лим из Georgia Tech работает над использованием ИИ для ускорения внутренних процессов проектирования чипов, таких как генерация макета и маршрутизация, чтобы сократить время выхода на рынок. Некоторые аспиранты имеют возможность работать совместно над этим проектом.

Предоставление ресурсов для преодоления разрыва в навыках

В Georgia Tech перспективные инженеры могут работать с технологиями, похожими на передовые производственные и обрабатывающие инструменты, которые они используют в повседневной жизни в качестве проектировщиков микросхем. AI maker space Georgia Tech, запущенный в сотрудничестве с NVIDIA, дает студентам доступ к графическим процессорам H100 и H200. Это, в свою очередь, дает им больше вычислительной мощности для решения сложных задач по проектированию микросхем.

В конечном счете, план состоит в том, чтобы подготовить достаточно квалифицированных рабочих, чтобы преодолеть разрыв в навыках. McKinsey обнаружила в 2024 году, что число людей, работающих в сфере производства полупроводников в США, сократилось на 43% по сравнению с пиковым значением в 2000 году. К 2029 году стране может потребоваться 88 000 инженеров по полупроводникам, но ежегодно в рабочую силу вливается всего около 1000 новых техников.

Как объяснил Рейчоудхури: «Нам нужно гораздо больше инженеров, которые могут работать на заводе, заниматься проектированием и тестированием».