Tampereen yliopisto kouluttaa tulevaisuuden järjestelmäpiirien asiantuntijoita uudella Chip Implementation -kurssilla
Uusien sirusuunnitteluosaajien kouluttaminen on välttämätöntä Euroopan teknologisen omavaraisuuden kannalta. SocHubin ja teollisuuden yhteistyön kautta Tampereen yliopisto on suoraan rakentamassa tätä osaamispohjaa.
Mohsin Abbas
Kurssi on osa eurooppalaista Edu4Chip-hanketta ja täydentää aiemmin aloitettua SoC Design -kurssia, jossa opiskelijat suunnittelevat oman alijärjestelmänsä osaksi suurempaa järjestelmäpiiriä. Chip Implementation -kurssilla opiskelijat vievät suunnitelmansa seuraavaan vaiheeseen – sijoittavat sen piille valmistusta varten. Kun ensimmäinen opiskelijoiden suunnittelema siru on saatu tuotannosta, kokonaisuutta täydentää kolmas uusi kurssi, joka keskittyy sirun testaukseen.
Ensimmäinen Chip Implementation -kurssi on saanut innostuneen vastaanoton: siihen osallistuu noin 40 opiskelijaa, joista suurin osa on opintojensa loppuvaiheessa. Kurssi valmistaa heitä uralle nopeasti kasvavalla mikroelektroniikan alalla, jossa sirusuunnittelutaidot ovat yhä kysytympiä.
– Kaikki kurssimateriaalit on kehitetty alusta asti tavoitteena innostaa opiskelijoita tälle haastavalle mutta palkitsevalle alalle, tehdä sirusuunnittelun opetuksesta houkuttelevaa ja madaltaa kynnystä uusille opiskelijoille, kertoo kurssin vastuuopettaja apulaisprofessori Mohsin Abbas Tampereen yliopistosta.
Käytännön kokemusta oikeasta sirusuunnittelusta
Kurssi keskittyy ASIC-synteesiin ja sirun fyysiseen suunnitteluun, standardisolu-teknologioihin sekä nykyaikaisten ASIC-suunnittelutyökalujen hallintaan. Opiskelijat saavat käytännön kokemusta käymällä läpi koko suunnitteluprosessin RTL-mallista GDSII-kuvaukseen asti – vaihe vaiheelta sisältäen muun muassa ajoitusanalyysin (STA), logiikkasynteesin, kellojakoverkon suunnittelun (CTS), sijoittelun, reitityksen, I/O-suunnittelun ja koteloinnin.
Kurssin suorittamisen jälkeen opiskelija osaa tehdä yksinkertaisen sirun tape-outin ja ymmärtää sekä tekniset että käytännön haasteet ASIC-suunnittelun backend-vaiheessa.
– Yksi oppimistavoitteista on ymmärtää ASIC backend -prosessin haasteet ja löytää niihin ratkaisut. Opiskelijat hankkivat tätä osaamista käytännön harjoitusten kautta, työskennellen olemassa olevan projektin parissa ja ratkoen todellisia ongelmia, selittää Arto Oinonen, yliopisto-opettaja Tampereen yliopistosta.
Tampereen yliopistossa on ennestään ollut kattava digitaalisen järjestelmäsuunnittelun opetustarjonta, mutta backend-prosessien syvällinen käsittely puuttui. Chip Implementation -kurssi täydentää nyt tämän tärkeän osa-alueen.
– Backend-osaajille on kova kysyntä teollisuudessa. Myöhemmin aiomme tarjota kurssin myös avoimen yliopiston kautta, jolloin myös yritysten asiantuntijat voivat osallistua ja syventää osaamistaan, Abbas lisää.
Soc Hub rakentaa Suomen mikroelektroniikan tulevaisuutta
Tampereen yliopiston koordinoima SoC Hub on ekosysteemihanke, jonka tavoitteena on vahvistaa Suomen osaamista järjestelmäpiirisuunnittelussa ja mikroelektroniikassa. Monipuolisen tutkimus- ja opetustoiminnan kautta pyritään lisäämään tietoisuutta SoC-suunnittelusta, kehittämään alan asiantuntemusta ja houkuttelemaan uusia osaajia vastaamaan kasvavaan kysyntään. SoC Hubin ytimessä on myös yliopiston ja teollisuuden kumppaneiden yhteiset projektit, mikä edistää innovaatioita ja tiedonvaihtoa.
Tampereen yliopistossa SoC Hub toimii tutkimuskeskuksena, joka yhdistää osaamisen digitaalisen suunnittelun, moniprosessorijärjestelmien suunnittelun, sulautettujen ohjelmistojen, mikroelektroniikan, elektroniikan ja prosessinhallinnan aloilla langattoman viestinnän, signaalinkäsittelyn ja tietoturvasovellusten tarpeisiin. Keskus kokoaa yhteen kaikki Tampereen yliopiston aiheeseen liittyvät tutkimusryhmät ja tutkijat. Tampereen yliopisto on Suomen suurin siruteknologian kouluttaja.
Edu4Chip (Joint Education for Advanced Chip Design in Europe) on EU-rahoitteinen hanke sirusuunnittelun opetuksen kehittämiseen. Hankkeen tarkoituksena on luoda yhteinen runko sirusuunnittelun maisteriohjelmalle viiden eurooppalaisen yliopiston kesken. Tampereen yliopiston lisäksi hankkeessa ovat mukana Technical University of Munich, KTH Royal Institute of Technology, Technical University of Denmark, Institut Mines-Télécom, sekä neljä kumppania teollisuudesta. Tampereen yliopisto toteuttaa Edu4Chip-ohjelman Järjestelmäpiirien suunnittelu -opintokokonaisuutena.
Mikrosirujen suunnittelu ja valmistus ovat keskeisiä nykypäivän teknologisessa kehityksessä – ne mahdollistavat kaiken tekoälyjärjestelmistä ja mobiililaitteista uusiutuviin energiaratkaisuihin. Kun Eurooppa pyrkii vahvistamaan omavaraisuuttaan puolijohdeteknologioissa, SocHubin kaltaiset aloitteet ja koulutusyhteistyö, kuten Edu4Chip, ovat ratkaisevan tärkeitä osaavan työvoiman varmistamisessa tulevaisuutta varten.
– Uusien sirusuunnitteluosaajien kouluttaminen on välttämätöntä Euroopan teknologisen omavaraisuuden kannalta. SocHubin ja teollisuuden yhteistyön kautta Tampereen yliopisto on suoraan rakentamassa tätä osaamispohjaa, Abbas sanoo.
– Edu4Chip-hankkeessa pääsemme hiomaan SoC Hubin kokemukset opetuskäytännöiksi yhdessä eurooppalaisten kumppaniemme kanssa, lisää Oinonen.
Kirjoittaja: Riitta Yrjönen
