США боролись с нехваткой рабочих рук в производстве полупроводниковых чипов, и даже просвещение людей о существовании этой области оказалось сложной задачей. В ответ Apple и другие компании посвятили значительные деньги и время устранению нехватки навыков и нарушению конвейера.
Apple запустила New Silicon Initiative — серию грантов технологическим университетам по всей стране с целью подготовки более квалифицированных специалистов для разработки и производства чипов. Инициатива финансирует образование и обучение в области микроэлектронных схем и проектирования аппаратного обеспечения. В нем участвуют восемь университетов, выбранных за их инженерную подкованность и стремление к расширению масштабов курсов по созданию интегральных схем.
Одним из участников является Школа электротехники и компьютерной инженерии Технологического института Джорджии. Председатель школы ECE Ариджит Рэйчоудхури рассказала TechRepublic о том, как поддержка Apple изменила предложения школы и потенциальное место учащихся в меняющейся области разработки и производства компьютерных чипов.
Что такое NSI в Технологическом институте Джорджии?
В октябре Технологический институт Джорджии отпраздновал начало своего участия в проекте NSI, представляя собой расширенное сотрудничество, основанное на успешном курсе по изготовлению чипов, уже предлагаемом в университете.
«Мы очень рады представить инициативу «Новый кремний» в Технологическом институте Джорджии, расширяя наши отношения с его Школой электротехники и компьютерной инженерии», — сказал Джаред Зербе, директор по аппаратным технологиям Apple, в пресс-релиз. «Интегральные схемы используются в бесчисленных продуктах и услугах во всех аспектах нашего мира сегодня, и нам не терпится увидеть, как студенты Технологического института Джорджии помогут создать будущее».
Полное партнерство начнется в январе 2025 года. Инженеры Apple будут читать гостевые лекции, рассматривать проекты на нескольких курсах по проектированию микросхем, давать отзывы студентам, а также участвовать в наставничестве и сетевых мероприятиях. Apple также финансирует помощников преподавателей. Эти наставники могут ответить на вопросы студентов о том, какая работа им будет доступна после того, как они приобретут навыки проектирования микросхем.
Изюминкой программы является то, что курс по магнитной ленте дает студентам возможность не только разработать свой собственный чип, но также изготовить его и протестировать на наличие ошибок. Это позволяет им получить опыт пересмотра и устранения неполадок в условиях, аналогичных реальным. Выпускники курсы компьютерной архитектуры, схемотехники и аппаратных технологий В ECE можно стать инженерами-проектировщиками интегральных схем, инженерами-разработчиками микросхем и разработчиками аналогов.
СМОТРЕТЬ: Чип Apple M4 обеспечивает функции искусственного интеллекта в будущих устройствах.
«Среди студентов был огромный интерес», — сказал Рэйчоудхури. «В первом семестре спроектировали микропроцессор RISC-V с какими-то ускорителями — и понимают, что это старшеклассники. Это не аспиранты. Это студенты старших курсов».
Эти конструкции были изготовлены на 65-нанометровом 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 первого класса», — добавил Рэйчоудхури.
Подготовка рабочей силы для экономики завтрашнего дня
Успех первого курса по удалению магнитной ленты привел к тому, что Apple стала еще активнее сотрудничать со школой для удовлетворения ее потребностей в рабочей силе. Рэйчоудхури сказал, что школа заключила аналогичные соглашения с такими компаниями, как Texas Instruments, GlobalFoundries и Absolics.
В противном случае, по его словам, «очень трудно найти студентов, обладающих такими знаниями» в области проектирования микросхем.
Когда компании принимают участие в составлении учебной программы, часть того, что обычно представляет собой обучение на рабочем месте, может осуществляться в классе. «Это сокращает время подготовки студентов, когда они присоединяются к любой из этих компаний», — добавил Рэйчоудхури.
Между тем, студенты увидят, что они получают навыки, которые ведут непосредственно к востребованной работе.
У них есть возможность «выяснить, действительно ли это им нравится», — сказал Рэйчоудхури. «Даже в этой огромной области полупроводниковых рабочих мест, что именно их интересует? Будь то дизайн, будь то работа на фабрике, будь то упаковка и так далее».
Исследовательские проекты исследуют передовые возможности использования искусственного интеллекта
Одним из компонентов, которые учащиеся создают на уроках магнитной ленты, является микропроцессор RISC-V с ускорителем. Этот ускоритель, созданный для более быстрого решения задач линейной алгебры, может стать первым шагом студентов в горячую область разработки оборудования, лежащего в основе генеративного искусственного интеллекта. Усилия Технологического института Джорджии и Apple не сосредоточены на генеративном искусственном интеллекте, если только они не рассматривают его как более продвинутый исследовательский проект.
«Есть некоторые продвинутые темы исследований — они еще не изучаются в классе — где студенты на самом деле ищут способы использования искусственного интеллекта, особенно языковых моделей, для разработки чипов, включая написание RTL», — сказал Рэйчоудхури. «Это одна из областей, популярность которой растет».
Профессор Технологического института Джорджии Сунг-Кью Лим работает над использованием искусственного интеллекта для ускорения внутренних процессов проектирования чипов, таких как создание макета и маршрутизация, чтобы сократить время выхода на рынок. Некоторые аспиранты имеют возможность совместно работать над этим проектом.
Предоставление ресурсов для преодоления дефицита навыков
В Технологическом институте Джорджии перспективные инженеры могут работать с технологиями, аналогичными передовым инструментам производства и обработки, которые они используют в повседневной жизни в качестве разработчика микросхем. Пространство для разработчиков искусственного интеллекта Технологического института Джорджии, созданное в сотрудничестве с NVIDIA, предоставляет студентам доступ к графическим процессорам H100 и H200. Это, в свою очередь, дает им больше вычислительной мощности для решения сложных задач проектирования чипов.
В конечном счете, план состоит в том, чтобы подготовить достаточное количество квалифицированных работников, чтобы восполнить дефицит навыков. В 2024 году McKinsey обнаружила, что количество людей, работающих в сфере производства полупроводников в США, упало на 43% по сравнению с пиковым показателем в 2000 году. К 2029 году стране может потребоваться 88 000 инженеров-полупроводников, но ежегодно к рабочей силе присоединяются только около 1000 новых технических специалистов.
Как объяснил Рэйчоудхури: «Нам нужно гораздо больше инженеров, которые могут работать на производстве, которые могут работать в сфере проектирования, которые могут работать в сфере тестирования».
.jpg)
