Мексика и Россия: схожие проблемы в обучении разработке электроники

    Разговаривал с мексиканскими студентами, которые приехали на семинар MIPSfpga в Лос-Анджелесе. Вообще студенты учатся в Калифорнийском университете в Ирвайне, тоже возле Лос-Анджелеса, но при этом они являются участниками распределенной исследовательской группы, часть которой работает в университете в Мехико, в Мексике. Студенты говорят, что главная проблема Мексики заключается в том, что никому не приходит в голову, что в Мексике можно проектировать электронику — все покупают готовые изделия типа айфона у американцев. Миссия группы в КУ в Ирвайне и в Мексики — изменить это представление.



    Мексиканская группа занимается разработкой своего собственного суперскалярного микропроцессора с архитектурой MIPS64 Release 6, той же архитектурой, которая используется и в новом микропроцессоре от Imagination Technologies — MIPS I6400. При этом микроархитектура (устройство конвейера и вычислительных блоков) у мексиканской группы своя.

    Разработчики из UC Irvine и Мексики используют стандартную за последние 25 лет методологию электронного дизайна под названием Register Transfer Level (RTL, уровень регистровых передач). Согласно этой методологии, дизайн пишется на языке Verilog, после чего специальная программа (logic synthesis) превращает дизайн в граф из проводов и логических элементов, другая программа (static timing analysis) сообщает разработчику, вписывается ли он в бюджет скорости, а третья программа (place-and-route) раскладывает этот дизайн по площадке микросхемы.

    Когда дизайн проходит все этапы: кодирование на верилоге, отладка, верификация, синтез, static timing analysis, floorplanning, place-n-route, parasitics extraction и т.д. – получается файл под названием GDSII, который отправляют на фабрику, где и изготавливаются микросхемы. Самые известные фабрики этого типа принадлежат компании Taiwan Semiconductor Manufacturing Company или TSMC.

    Понятно, что обычно воплощение микропроцессора в кремний на фабрике стоит дорого, с начальными тратами на производство порядка миллиона долларов и выше. Такие траты оправданны только когда речь идет об отлаженном коммерческом продукте. Поэтому студенты пока используют софтверный симулятор Verilog-а и оценку задержек с помощью программы логического синтеза, затем собираются сделать прототип на ПЛИС / FPGA, после чего думают использовать сервис MOSIS для академических разработчиков который позволяет кооперироваться несколькими разработчикам для малотиражного производства микросхем.

    Я сообщил студентам, что проблемы России похожи на проблемы Мексики, в том, что большинству россиян даже не приходит в голову, что в России можно проектировать современную электронику. Хотя у России есть сильное преимущество — даже в годы упадка 1990-х российское правительство подкармливало государственными заказами для космоса и других применений несколько групп разработчиков в Зеленограде. Поэтому в России есть плацдармы, с которых можно развить отрасль, чтобы доля российской микроэлектроники в мире поднялась от современных ~0.5% до хотя бы ~5%.

    Только зарегистрированные пользователи могут участвовать в опросе. Войдите, пожалуйста.

    У кого лучше шансы в микроэлектронике — у России или Мексики?

    Поделиться публикацией

    Комментарии 19

      0
      Последний пункт опроса явно лишний, сколько можно, даже вроде не плохая статья, но последний пункт политики оставляет лишь плохое послевкусие.
        +1
        Вы правы. Изменил на «Другое — пояснить в комментариях».
        +1
        Про MOSIS ничего не скажу, а Europractice вполне себе сотрудничает с российскими вузами (при их на то желании). Это я про предпоследний пункт опроса.
          +1
          Если честно, не очень понимаю, как можно сравнивать «шансы в микроэлектронике» у двух стран :)

          Из статьи можно сделать вывод, что для разработки чипов (процессоров, микропроцессоров) нужны следующие вещи:
          1. люди, которые умеют писать RTL-код (еще, наверно, нужны люди для верификации).
          2. фабрики.
          3. деньги (которые могут вливаться как в пункт 1, так и в пункт 2).

          С фабриками в России более менее всё ясно: есть Зеленоград, с 65-90 нм. Есть TSMC, который не в России, но чипы там тоже можно производить.

          А вот сколько (и где) студентов в России хорошо обучают Verilog'у, так что они могли бы пойти сразу писать процессоры? Где все эти люди? Какими студенческими проектами занимаются? Уходят работать сразу на военку после старшего курса?

          Если вдруг кто-то обладает информацией, поделитесь, сколько в США, Китае, России и Мексики (для сравнения) в год выпускается специалистов, которые могут разрабатывать чипы (или микроэлектронику)? Тогда можно хоть какие-то делать сравнения)
            +5
            Я собеседовал несколько (>10) кандидатов на junior-позиции (hardware) в наших офисах в Калифорнии и Китае — все они были вчерашними студентами американских и китайских университетов. Не могу сказать, что уровень их знаний хоть сколько-нибудь заметно отличался от уровня хорошего пятикурсника кафедры вычислительной техники хорошего российского института.

            В одном только Питере таких студентов должны выпускаться сотни в год. Только хороших среди них — раз два и обчелся. Все, кто поумнее, перепрофилируются на программистов, потому что знают, что нормальной работы по специальности не найти. А потом, когда приходит иностранная компания и хочет нанять людей — не из кого выбирать. После этого такая компания, привыкшая, что это она выбирает кандидатов, а не бегает за ними, уговаривая пособеседоваться, больше в России никого на hardware не нанимает, а вместо этого открывает с нуля новый дизайн-центр в Китае и нанимает 30 местных выпускников. Ибо там есть выбор, а у нас нет (disclaimer: все совпадения с реальными компаниями случайны).
              +2
              Микроэлектроника это такая сфера, что результат ты редко видишь сразу.

              Разумеется, студенты и молодые специалисты, которые хотят быть как Цукерберг или Дуров, идут в веб-разработку или делают приложения под смартфоны, надеясь выстрелить своей идей и проснутся знаменитыми (и богатыми).

              Сложно представить, что пара-тройка хороших выпускников из топовых Российских университетов объединятся в стартап для того, чтобы писать свой процессор. Тут можно спросить, какой будет рынок сбыта у этого процессора, если военные себе итак что-то пилят (Эльбрусы, и пр.), а для гражданского использования цена на него должна быть сопоставима с гигантами из-за океана). Возможно, мы страдаем от того, что частных фирм, занимающихся электроникой в России очень мало.

              Да и рынок труда диктует свои условия (spb.hh.ru) количеством вакансий:
              verilog — 16
              python — 184
              java — 371
              c# — 167

              Крик души
              С завистью смотрю на ивенты типа «moscow „some_popular_language“ meetup» или highload, где собираются люди из коммерческих компаний и открыто рассказывают кто, что и как делает. Идет обмен опытом, а следовательно развитие сотрудников и компаний в целом.
              Я не припомню аналогичных встреч по тематике FPGA/ASIC в Москве или Питере. Возможно они и проводятся, но в закрытом кругу среди госфирм.
                0
                Получается проблема курицы и яйца: нет дизайн-центра т.к. нет специалистов, нет специалистов т.к. нет рынка вакансий.

                В Питере, имхо, просто нигде не учат микроэлектронщиков, нет преподавателей с реальным опытом. Не слышно чтобы какие-то вузы выпускали тестовые микросхемы. Остается хобби и самообразование, но тут уже люди в основном занимаются PCB проектами.

                RTL и цифровой бэкэнд до уровня стандартного индийского/китайского component design/verification инженера толковый человек может освоить за два-три месяца при наличии хорошего ментора. После падения рубля отечественный специалист будет стоить на уровне индийского и дешевле китайского (если судить по glassdoor). Поэтому если кому-то действительно нужны «implementation» инженеры, открывайте у себя учебный центр, идите в вузы, набирайте людей и за полгода-год можно вырастить хорошую команду. Собственно многие софтверные компании так и поступают.
                  0
                  > В Питере, имхо, просто нигде не учат микроэлектронщиков
                  А факультет электроники в ЛЭТИ чем тогда занимается?

                  > Не слышно чтобы какие-то вузы выпускали тестовые микросхемы.
                  Не слышно или действительно не выпускают?

                  Вы, как мне кажется, делаете какие-то выводы на основе отсутствия лично у вас какой-то информации, совершенно упуская из виду то, что российская микроэлектроника — совершенно непубличная отрасль.
                    0
                    Выводы делаю из опыта собеседований выпускников. Из ЛЭТИ к нам действительно никто не приходил, возможно все хорошие студенты растворяются как раз в этой непубличной сфере.
                      0
                      В Москве/Зеленограде практически все околооборонные микроэлектронные предприятия сотрудничают с университетами так или иначе. Если на 4 курсе есть возможность посмотреть на студентов, то до диплома можно успеть не только натаскать их на конкретно то, что вам нужно, но и посмотреть в деле во время написания на вашем предприятии диплома.
                      И студент заодно может заранее посмотреть на потенциальное место работы.
                +3
                Где все эти люди?
                Уходят работать в иностранную компанию платящую адекватные деньги и обеспечивающую получение ПМЖ.
                  0
                  Мне кажется, в сфере микроэлектроники происходит не так.

                  Не верю, что сотня питерских студентов, о которых говорит valeriyk чуть выше, сразу же после получения диплома получают офферы от Intel'a, AMD, IBM и прочих гигантов. Для интереса из-за рубежа студенты должны обладать нужной квалификацией и опытом. В сфере микроэлектроники опыт намного сложнее получить, т.к. необходима работа с реальным железом/оборудованием, чем в сфере «обычного» программирования, типа .NET, Python, Java. Плюс выше порог вхождения. Насколько оборудованы университеты такими местами (лабораториями, китами), и какой квалификации там работают люди, и какие проекты делают — я информацией не владею.

                  Я общался со студентами старших курсов (некоторые приходили на собеседование (RTL-кодинг под FPGA), некоторая приходила на FPGA-курсы): их знания нас не особо устроили на позицию junior'a: фактически их надо учить этому с нуля, хотя курс Verilog'a в университете у них был. Однако, разработка чего-то это не просто знание языка или CAD-программ, но еще и понимание правильных подходов и просто опыт.
                  Есть студенты, которые обладают хорошими знаниями, однако они их приобрели засчет того, что где-то работают параллельно с учёбой.
                  А много ли вакансий для стажеров в сфере микроэлектроники в компаниях, где можно получить опыт разработки?
                    0
                    Я понял, я говорил как раз о тех, кто, как вы говорте «приобрели хорошие знания», а не обо всех выпускниках. В области микроэлектроники человек со знаниями скорее имеет большую конкурентоспособность и может проще свалить в тот же Intel чем в области .net/python/java, как вы привели, ибо хороших специалситов в последних — гораздо больше относительно числа вакансий в сравнении с микроэлектроникой (мое ИМХО конечно, детально так не изучал).
                      0
                      А, если Вы только о студентах с «хорошими знаниями», то я, наверно, соглашусь: по редкой специальности в гипотетический Intel проще уехать, чем программисту .NET в Microsoft ).

                      Я скорее про «всех» студентов спрашивал: они же куда-то идут работать. Если все в военку или в полузакрытые предприятия — то понятно. Официальной информации (ну либо хотя бы пары статей на Хабре) о том, что и как они делают мы не получим. Все руководствуются следующей мыслью: те, кому надо, о нас знают, зачем что-то еще делать?
                        0
                        Все руководствуются следующей мыслью: «зачем писать статьи на хабре, когда можно прийти прямо на поток к студентам?» Это в случае, если эти все уже не ведут у студентов лекции и не забирают толковых старшекурсников на практику задолго до диплома.
                        А те, кто учится хуже среднего, обычно по специальности не работают — в банке/веб-дизайне/программировании больше денег получается.
                  0
                  В Москве есть целый МИЭТ, выпускающий исключительно микроэлектронщиков, есть по несколько профильных кафедр в МИФИ, МФТИ, МИЭМ, МИРЭА. И это только в Москве несколько сотен в год.
                  С моего потока по специальности работает примерно пятая часть.
                  0
                  Мне кажется, шансы тут больше зависят не от физиков и наличия заводов, а от экономики\политики. Прижмёт Россию, появятся и заводы, и спецы (призовут из-за рубежа, если придётся, случаев в истории не мало). Но пока-что, у частной электроники что у нас, что у Мексики, примерно равные (маленькие) шансы взлететь.
                    0
                    Так уже давно прижало, и спецы на «Микрона» вполне себе из западных компаний переманены, а электроники все нет и нет, ни частной, ни государственной.
                    0
                    Фактически в России есть своя микроэлектроника для военки и госзаказа, в основном сконцентрированная в Москве/Зеленограде.

                    С другой стороны в Мексике достаточно много крупных офисов американских компаний (больше чем в России), занимающихся электроникой.

                    В этом смысле перспектив у российских электронных компаний больше: есть местный заказчик, сотрудникам сложнее перебраться в Штаты.

                    Перспектив выстрелить на международном рынке электронных компонентов ни у Мексики, ни у России по-моему нет. В целом микроэлектроника всё больше движется из области «rocket science» в область товаров народного потребления, по мере того как достигаются физические пределы уменьшения размера транзистора, эффективности использования радиочастотного спектра, теплоотвода. В связи с этим всё большее значение имеет экономический фактор: кто сможет сделать более дешевый чип с одинаковыми для всех техническими характеристиками. Поэтому нас скорее ждут сокращения и оптимизации, монополизация рынка крупными игроками.

                    Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                    Самое читаемое