随着微电子技术、计算机技术与通信技术的不断发展,以及半导体行业和工艺的进步,芯片在摩尔定律之下不断更新迭代,其设计规模也呈指数级增长,这使得SoC芯片设计变得极其复杂。同时,市场竞争不断激烈,企业也迫切希望缩短芯片的上市周期,从众多竞品中脱颖而出。在如此复杂的SoC设计背景下,集成电路专业型人才的培养尤为重要。
从2019年开始国内的各大高校都已陆续在本科阶段、甚至高职阶段开设微电子学院和集成电路设计专业,教育部批复建设28所示范性微电子学院,但大部分高校依然面临着IC设计专业师资匮乏的问题,学校教师所讲授的芯片设计知识偏重理论,缺少集成电路设计流程的工程实践。
在浙江海洋大学信息工程学院领导的支持下,国家级人才陈宏铭教授所开设的“SoC芯片设计理论与ASIC设计实践”课程在实验环节邀请到塔思微半导体科技(上海)有限公司的芯片后端设计技术团队的专家们深度参与到实验课程的教学内容设计与课堂教学。在专门为校企合作设计的实验课程中,专家们进行了Linux工作环境、芯片物理实现软件设计环境、Floorplan与Placement设计、CTS与Route设计四部分的理论与实践教学,讲解了大规模先进工艺芯片的设计流程和工作、设计环境,最终指导学生能够在芯片物理实现软件设计环境里进行Floorplan、Placement、时钟设计以及routing的基本步骤和命令,拓展了同学们半导体领域的视野,强烈激发了大家对芯片设计的学习和研究兴趣。


在课堂研讨与课后答疑过程中,企业技术专家逐一对同学们的项目代码与设计文档进行点评并给出修改意见,此外,专家们也结合就业市场现状,对芯片设计方向的职业生涯规划进行讲解,帮助同学们对未来的就业规划有更清晰的认知。与企业专家的零距离交流,帮助同学们汲取到了最新的行业动态,有助于拓展视野、提升求职的自信心。同学们也纷纷表示,“是一次很好的体验,对集成电路设计专业更加感兴趣了”,“了解了更多有关半导体方面的知识,拓展了自己在微电子方面的知识面,可以让自己在未来的规划和发展中有了更多的可能性”,“希望可以继续深入学习,跟着老师们搞集成电路的研究”……
最终,在专家们的指导下,同学们都展示出了符合要求的实验报告。项美芳同学在实验报告中的“结果分析与实验体会”写到,“通过本次实验,理解并熟悉了使用芯片物理实现软件做CTS的过程,了解了绕线的过程,掌握在芯片物理实现软件里进行时钟设计以及routing的基本步骤和命令。通过老师们的细心解答和指导,本次实验顺利进行,能够进入系统实操体验,感觉对SoC课程有了深入了解”。李思雨同学写到,“这次实验让我加深了对这个软件的印象,对这门课有了更深一步的了解,激发了我的学习兴趣。同时它具有严谨性,接触到了没有接触的领域”。余佳杭同学写到,“掌握了芯片物理实现软件里进行时钟树设计的方法和步骤,包括ccopt的设置,clock skew group的设置和修改,ignore pin/leaf pin的增加删除等。熟悉了芯片物理实现软件里分析时钟树质量的方法,包括latency,level,transition等指标,以及post-CTS的timing结果等。掌握了芯片物理实现软件里进行routing的设置以及结果分析,包括shielding设置,congestion分析以及解决方法。掌握了芯片物理实现软件里手动fix routing violation的方法。经过四次实验对这门课程有了初步的了解,和对这个软件的初步使用”。

观察时钟树的生成的结果

加载cts以后的数据
我们需要坚持理论与实践并重,引导同学们不断尝试与创新,将课堂上学到的理论知识高质量地转化到实际的芯片的开发与应用中,加快解决芯关键技术“卡脖子”问题。
