在美國(guó)喬治亞理工學(xué)院(Georgia Tech)教授超大規(guī)模集成電路(VLSI)課程的數(shù)字暨混合信號(hào)設(shè)計(jì)專(zhuān)家Arijit Raychowdhury認(rèn)為，當(dāng)前IC設(shè)計(jì)的前沿新領(lǐng)域是封裝工藝。sliesmc

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Arijit Raychowdhurysliesmc

“Raychowdhury是少數(shù)專(zhuān)注于此趨勢(shì)的人之一，他告訴我們，封裝是一個(gè)工藝工程師必須了解的。他以AMD的Zen處理器以及Intel的Lakefield處理器為例，表示Intel就是在Lakefield芯片使用了一種叫做Foveros的封裝集成技術(shù)；而根據(jù)他的觀察，“AMD使用了一種類(lèi)似封裝的技術(shù)，將7納米CPU與10納米I/O以封裝級(jí)集成融合在一起，這有助于改善系統(tǒng)良率。他們這種技術(shù)的旗艦產(chǎn)品是Zen 2。”sliesmc

其他廠商也使用類(lèi)似的封裝級(jí)集成方案；Raychowdhury表示：“Apple、Qualcomm都在追隨這種技術(shù)，他們的技術(shù)成熟度不相同；”簡(jiǎn)而言之，CPU領(lǐng)導(dǎo)廠商所展望的未來(lái)，“都是關(guān)于封裝的異質(zhì)集成(heterogeneous integration)。”sliesmc

Raychowdhury表示，先進(jìn)IC設(shè)計(jì)的重點(diǎn)已經(jīng)從工藝技術(shù)轉(zhuǎn)向封裝技術(shù)，但問(wèn)題在于“業(yè)界對(duì)于這種轉(zhuǎn)移將如何進(jìn)展的了解不夠，至少在美國(guó)是如此。”他指出，臺(tái)積電(TSMC)是一家在讓業(yè)界了解“在裸晶上做vs.用封裝做”方面，“表現(xiàn)得比較好”的公司。sliesmc

在接受《EE Times》與姊妹刊《EDN》的聯(lián)合訪(fǎng)問(wèn)(編按：EE Time首席國(guó)際特派記者Junko Yoshida與EDN代理主編Richard Quinnell共同參與這場(chǎng)訪(fǎng)問(wèn))時(shí)，Raychowdhury強(qiáng)調(diào)在工程世界中“connecting the dots”的重要性；將學(xué)校學(xué)到的理論與現(xiàn)實(shí)世界的設(shè)計(jì)連結(jié)，就是一個(gè)顯著的案例。了解科技業(yè)務(wù)與華爾街估值之間的連結(jié)又是另一回事。sliesmc

盡管在年度國(guó)際固態(tài)電路會(huì)議(ISSCC)或VLSI研討會(huì)(VLSI Symposia)發(fā)表的技術(shù)論文，能讓工程師們得知最新尖端技術(shù)，在這些先進(jìn)技術(shù)論文以及教授工程基礎(chǔ)知識(shí)的書(shū)籍之間仍有一個(gè)很大的中間地帶必須被詮釋?zhuān)欢鳵aychowdhury指出，能在其中扮演橋梁角色的，就是像《EDN》這樣的技術(shù)媒體，還有《EE Times》所刊出的技術(shù)與商業(yè)新聞分析。sliesmc

我們的對(duì)話(huà)涵蓋在疫情蔓延中教授EE課程的挑戰(zhàn)，還有晶體管微縮，以及要掌握下一代VLSI設(shè)計(jì)所需的新技術(shù)領(lǐng)域?qū)ｉL(zhǎng)，也談到了哪種理工科系學(xué)生最有機(jī)會(huì)在現(xiàn)實(shí)世界中取得成功。以下是我們以在線(xiàn)視頻會(huì)議方式進(jìn)行的訪(fǎng)談節(jié)錄。sliesmc

學(xué)校與職場(chǎng)之間的知識(shí)差距

Yoshida：你現(xiàn)在都是在家里進(jìn)行在線(xiàn)教學(xué)嗎？課程是怎么進(jìn)行的？sliesmc

Raychowdhury：是的，我們從3月中旬就改為在線(xiàn)課程，到現(xiàn)在已經(jīng)六個(gè)星期了(EETT編按：這場(chǎng)在線(xiàn)采訪(fǎng)是在美國(guó)時(shí)間今年4月下旬進(jìn)行)。我們是先把教學(xué)內(nèi)容錄制成視頻剪輯，在正式上課時(shí)間之前就上傳到網(wǎng)絡(luò)；然后在課堂時(shí)間就是登入視頻會(huì)議軟件，與學(xué)生之間的互動(dòng)不再是上一整堂課，而是以問(wèn)答為主，我會(huì)回答學(xué)生的問(wèn)題。這種方式還可以…我不會(huì)說(shuō)很糟，到目前為止還可以。sliesmc

我們有中國(guó)、越南、美國(guó)西岸…來(lái)自世界各地的學(xué)生，而有不少人根本無(wú)法順利連結(jié)因特網(wǎng)，甚至是在美國(guó)本土的學(xué)生；特別是住在偏遠(yuǎn)區(qū)域的，因特網(wǎng)聯(lián)機(jī)很不穩(wěn)定。幾周前我們喬治亞州這邊有龍卷風(fēng)發(fā)生，我們住在喬治亞南部的學(xué)生家里的房子不但受損了、而且停電…簡(jiǎn)直一團(tuán)混亂。sliesmc

Quinnell：我們的出版集團(tuán)ASPENCORE有一項(xiàng)任務(wù)，是要察知技術(shù)知識(shí)差距──也就是我們的讀者認(rèn)為他們?cè)趯W(xué)校已經(jīng)學(xué)到的，還有在職場(chǎng)上所必須具備的知識(shí)之間的差距。以你擔(dān)任講師的身份，是否有學(xué)生會(huì)回來(lái)訴苦說(shuō)：”天啊，我希望我曾經(jīng)在學(xué)校學(xué)到過(guò)這個(gè)…“sliesmc

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Richard Quinnell(左)，Arijit Raychowdhury(右上)，Junko Yoshida(右下)sliesmc

Raychowdhury：這確實(shí)是學(xué)生總會(huì)提到的一個(gè)問(wèn)題，會(huì)與講師的個(gè)人教學(xué)方式有關(guān)。學(xué)生通常都會(huì)對(duì)于了解課堂上所學(xué)將如何應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)世界非常有興趣，他們會(huì)想知道哪種市面上的產(chǎn)品應(yīng)用了哪些基礎(chǔ)技術(shù)？他們是不是有學(xué)過(guò)了？這是我們?cè)趯W(xué)界常聽(tīng)到的問(wèn)題。sliesmc

有些學(xué)校教師是從業(yè)界轉(zhuǎn)任學(xué)界的，他們對(duì)于市場(chǎng)上的現(xiàn)況有更多了解…我認(rèn)為學(xué)生們──特別是大學(xué)在學(xué)生──都偏愛(ài)選修對(duì)于產(chǎn)業(yè)界正在做的事情有更多影響力、對(duì)他們未來(lái)就業(yè)有幫助的課程。但是仍有一些非常基礎(chǔ)性的課程，像是我們一定會(huì)教拉普拉斯轉(zhuǎn)換(Laplace transform)、傅立葉變換(Fourier transform)這些東西。不過(guò)學(xué)生們有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)很難將那些課程與現(xiàn)實(shí)世界應(yīng)用連在一起，他們總在尋找將理論與實(shí)踐連結(jié)在一起的方法。sliesmc

Quinnell：在EDN最受歡迎的文章之一，就是探討“建立與保持時(shí)間”(Setup and Hold Time)的基礎(chǔ)概念，這類(lèi)文章一直以來(lái)都很受歡迎；所以我們可以在哪里獲得更多這類(lèi)知識(shí)？sliesmc

Raychowdhury：這是個(gè)非常好的問(wèn)題。這些日子以來(lái)，在我教授的VLSI課程中，我會(huì)花20%左右的時(shí)間只講建立與保持時(shí)間；我是一直到進(jìn)入產(chǎn)業(yè)界任職，才知道這個(gè)題目有多復(fù)雜。如果你真的想充分了解什么是保持時(shí)間，你得真的動(dòng)手設(shè)計(jì)一個(gè)正反器(flip flop)、看它如何運(yùn)作并大量布署。所以我們需要一個(gè)首先了解理論，又懂得實(shí)作的人來(lái)寫(xiě)這樣的文章…這正是教科書(shū)所缺少的，在大多數(shù)的文章中也很難看到。sliesmc

從2D、2.5D到3D集成

Quinnell：在學(xué)界，要出版一本書(shū)很費(fèi)工夫，要針對(duì)某種技術(shù)開(kāi)一門(mén)課程亦然。你現(xiàn)在有看到什么技術(shù)題材是你很希望有機(jī)會(huì)為它開(kāi)一門(mén)課程的嗎？sliesmc

Raychowdhury：人們說(shuō)晶體管微縮已經(jīng)快達(dá)到極限，但從技術(shù)上來(lái)看，也許微縮演進(jìn)的速度不如我們想的那么快。以?xún)?nèi)存制造技術(shù)或是后段工藝晶體管技術(shù)為例，我認(rèn)為還會(huì)有很多新的東西出現(xiàn)，產(chǎn)業(yè)界在這個(gè)特定領(lǐng)域行動(dòng)速度非?？?。但是探討這方面的好書(shū)卻不多，因?yàn)槎际钱a(chǎn)業(yè)界所說(shuō)的“黑魔法”。sliesmc

另一個(gè)我看到的技術(shù)趨勢(shì)也沒(méi)有相關(guān)書(shū)籍，就是集成，包括2D、2.5D與3D等所有技術(shù)；我們都想知道：這個(gè)趨勢(shì)意味著什么？會(huì)帶來(lái)什么不同的影響？這些技術(shù)在產(chǎn)業(yè)界進(jìn)行討論時(shí)都被樂(lè)觀看待，人們討論一層又一層的晶體管，其實(shí)都還沒(méi)有發(fā)生，就算在技術(shù)上是可行的，在經(jīng)濟(jì)上恐怕還不可行。而包括像是Intel正在研發(fā)的“小芯片”(chiplet)等在短期內(nèi)可以達(dá)成高集成度目標(biāo)的手段，我不認(rèn)為現(xiàn)在有適合的書(shū)籍探討這類(lèi)技術(shù)。sliesmc

半導(dǎo)體技術(shù)重心從工藝轉(zhuǎn)向封裝

Quinnell：你認(rèn)為現(xiàn)在有什么是我們應(yīng)該特別注意，或者是引起讀者注意、讓他們準(zhǔn)備好能應(yīng)用的新興技術(shù)？像是量子運(yùn)算等題目讓人興奮，但是可能還要至少十年才會(huì)實(shí)現(xiàn)，所以我們想問(wèn)的是距離近一點(diǎn)的、人們最快在一兩年之內(nèi)就可能被要求從事相關(guān)工作的技術(shù)。sliesmc

Raychowdhury：我認(rèn)為其中一個(gè)技術(shù)領(lǐng)域是，工藝工程師現(xiàn)在必須要了解封裝。我會(huì)看到這樣的趨勢(shì)，是因?yàn)槿绻憧碅MD是怎么開(kāi)發(fā)他們的Zen處理器，還有Intel是如何制作Lakefield處理器，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)都是關(guān)于封裝的異質(zhì)集成。這些公司里有眾多后段工藝工程師，現(xiàn)在都在用他們的專(zhuān)業(yè)技能打造高密度封裝，我可以看到這正在發(fā)生。sliesmc

我們(喬治亞理工學(xué)院)有許多研究項(xiàng)目是業(yè)界贊助的，因此我可以看到產(chǎn)業(yè)界正要求我們從設(shè)計(jì)以及工藝的角度來(lái)看這些技術(shù)。但業(yè)界對(duì)于這種技術(shù)發(fā)展重心從工藝轉(zhuǎn)移到封裝的趨勢(shì)的了解有限，至少在美國(guó)是如此。對(duì)于確保人們可以理解從在裸晶上做到變成在封裝上做，是一種平順的轉(zhuǎn)移，臺(tái)積電大概是做得比較好的。而我認(rèn)為這是人們會(huì)需要在非常、非常短的時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)備好投入的技術(shù)領(lǐng)域。sliesmc

成為優(yōu)秀工程師需要具備的知識(shí)

Yoshida：身為一位教授，你認(rèn)為學(xué)生們?nèi)粢_(kāi)始進(jìn)入業(yè)界工作，在個(gè)人專(zhuān)業(yè)技能之外，應(yīng)該要具備那些基本知識(shí)？sliesmc

Raychowdhury：我覺(jué)得在這個(gè)產(chǎn)業(yè)表現(xiàn)優(yōu)異的人，最終都會(huì)對(duì)各種知識(shí)有廣泛的了解。所以我都告訴我的學(xué)生要選修跨領(lǐng)域的課程，不只是自己的研究領(lǐng)域。例如從事工藝技術(shù)的人會(huì)需要懂物理學(xué)還有化學(xué)；而設(shè)計(jì)組件的人會(huì)需要了解材料，如果不懂就會(huì)是個(gè)問(wèn)題。我認(rèn)為了解基礎(chǔ)化學(xué)原理會(huì)有幫助，因?yàn)楫?dāng)我們要改變典范(paradigm)，就會(huì)關(guān)注新的材料。sliesmc

類(lèi)似的，我覺(jué)得很多產(chǎn)業(yè)界的電路設(shè)計(jì)工程師，特別是模擬設(shè)計(jì)工程師，缺乏或是忘記了基礎(chǔ)數(shù)學(xué)知識(shí)，這些人一旦進(jìn)入業(yè)界都得重新學(xué)習(xí)。有時(shí)他們具備一定的技能，卻不見(jiàn)得了解包括數(shù)學(xué)、物理學(xué)與化學(xué)等通常會(huì)需要的通用理工知識(shí)。sliesmc

Yoshida：你也曾經(jīng)在半導(dǎo)體業(yè)界任職，當(dāng)時(shí)你會(huì)希望在進(jìn)入職場(chǎng)之前曾經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)什么？sliesmc

Raychowdhury：我擁有所有背景知識(shí)，但我缺少的技能是不知道該怎么把一個(gè)個(gè)點(diǎn)連起來(lái)。例如某個(gè)特定主題要怎么與另外一個(gè)連在一起？我認(rèn)為這是學(xué)校里學(xué)不到的，因?yàn)槟銜?huì)是在不同的學(xué)期里學(xué)那些課程。在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)，所有那些東西需要一次觸發(fā)；所以我在進(jìn)入職場(chǎng)的前六到八個(gè)月，基本上都是在花時(shí)間嘗試了解如何將那些不同的元素連在一起。sliesmc

(美國(guó))各大學(xué)院?，F(xiàn)在都在嘗試針對(duì)高年級(jí)甚至是研究所學(xué)生，開(kāi)設(shè)更多實(shí)際動(dòng)手實(shí)作的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)課程，我認(rèn)為這有很大的幫助。有些人天生就具備寫(xiě)軟件程序、或是拆解東西再將它們組裝回去的能力，這些人會(huì)更適合當(dāng)?shù)墓こ處?，因?yàn)楫?dāng)他們進(jìn)入職場(chǎng)，鏈接知識(shí)的能力會(huì)更好?？傊艺J(rèn)為，更多垂直整合的科目與課程非常重要。sliesmc

Yoshida：我的最后一個(gè)問(wèn)題是，既然你在為下一個(gè)年度開(kāi)發(fā)新課程，什么是你覺(jué)得一定要教授的科目？sliesmc

Raychowdhury：我是教電路課程，從電路學(xué)的觀點(diǎn)，我認(rèn)為很多學(xué)生已經(jīng)走火入魔，他們只對(duì)于了解EDA工具的運(yùn)作有興趣，像是你怎么知道Synopsys提供的不同選項(xiàng)，或是Cadence正在生產(chǎn)的新后段工具…還有他們只想做項(xiàng)目并獲得特定技能。所以實(shí)際上我在下一個(gè)學(xué)年打算教一些基礎(chǔ)，我大部分教的都是研究生，他們?cè)诖髮W(xué)部并沒(méi)有對(duì)信號(hào)與噪聲有充分的了解，這是個(gè)問(wèn)題，而這些都是電路設(shè)計(jì)師必須要知道的。sliesmc

在VLSI領(lǐng)域，我們并沒(méi)有很多良好的基礎(chǔ)課程，主要是因?yàn)閷W(xué)生的需求，他們大部分都只想學(xué)能幫助他們?nèi)〉眉寄艿臇|西，卻不了解這些技能在他們走出校園之后，不需要花太多時(shí)間就能學(xué)到；他們更需要的是基礎(chǔ)性知識(shí)的了解，而美國(guó)的大學(xué)院校幾乎都沒(méi)有教授基礎(chǔ)性的VLSI電路設(shè)計(jì)。sliesmc

原文發(fā)布于ESM姊妹網(wǎng)站EE Times 編譯：Judith Cheng 責(zé)編：Elaine Lin sliesmc

（參考原文：Wanted: Process Engineers Versed in Packaging，by Junko Yoshida）sliesmc