1月20日,距離農曆春節長假開始還有兩天,台積電(TSMC)竹科總部「張忠謀大樓」的一樓大廳聚集了一群穿著背面印著「IC The FUTURE, I SEE YOU」灰色連帽外套的青澀臉孔,他們是在台積電「前瞻佈局大賽」(IC Layout Contest)總共500名參賽者中,歷經4個月賽程脫穎而出晉級決賽的17支隊伍。

這些來自全台北中南各地大專院校電子、資訊工程相關科系的年輕學子,已經完成在1月15日舉行的決賽,正緊張等待著馬上要舉行的頒獎典禮宣佈比賽結果。在這場競賽中取得前三名的隊伍,將分別將贏得有20萬、10萬與8萬元新台幣高額獎金,還能優先取得台積暑期實習機會。另外還有獲選佳作的參賽組可獲得2萬元獎金,以及分別可獲得1萬元獎金的數位與類比最佳前瞻佈局獎項;就算什麼獎都沒拿到,其他歷經兩關賽事完成決賽的隊伍,都能獲得1萬元完賽獎金。

其實獎金多寡對這些參賽者來說並不是重點(因為過年可以領到的壓歲錢可能更多…),對首次舉辦這樣一場賽事、而且是在「雲端」進行的台積電來說更不是(請參考台積2019年第四季財報…);而是他們一起證明了半導體技術創新的種子可以用一種在30多年前張忠謀先生創立台積電時應該不曾想像過的方式來散播,就像是當時半導體世界也沒有人想像得到,台積電開創的專業積體電路製造(晶圓代工)業務模式,將如何對科技的突飛猛進以及大眾生活帶來深遠影響。

「前瞻佈局大賽」總策畫並擔任決賽頒獎人的台積電技術發展副總經理侯永清表示,當半導體節點進展至7奈米、5奈米、3奈米甚至2奈米,佈局在整個半導體製程中扮演越來越重要的角色,佈局畫得好或不好,在性能表現的差距可達到20%(就是一個製程世代的差距),「會決定某個世代賣不賣得出去;」而佈局工程師需要的技能越來越廣,不只需要懂得畫電路圖與設計規則,還得了解Power、Performance帶來的影響,甚至是整個晶片與系統如何達到最佳化。

侯永清對參賽的同學們表示,只要繼續深入了解就會發現佈局這門學問充滿挑戰與樂趣;而實際上在台積電,佈局工程師所扮演的角色也越來越受重視,成為該公司客戶夥伴們最巴結的對象──因為在個位數奈米先進製程節點,晶片設計的成功關鍵在於設計規則怎麼訂,而設計規則並不是這些IC設計業者決定、是佈局工程師說了算!他鼓勵同學們畢業後考慮投入這個能為半導體技術創新樹立新里程碑的職業,也歡迎他們未來到台積一起工作。

而分別為這次競賽提供雲端運算資源以及EDA工具授權的微軟(Microsoft)與益華電腦(Cadence),也大力贊助了技術資源與人力;如Cadence就特別派出一組工程團隊,不但錄製了7個小時的線上教學影片詳細講解如何在微軟Azure雲端的台積虛擬設計環境(VDE)使用Cadence的Virtuoso晶片佈局工具,也跟著台積跑遍北中南賽前研習營,與參賽同學們面對面互動並解答他們的問題。

台灣微軟總經理孫基康在頒獎典禮上表示,半導體是科技演進的基礎,但以往學校教學並沒有太多機會能接觸最先進的半導體技術;雲端環境帶來的資源共享突破了這樣的障礙,微軟很高興能藉此協助加速創新、加速推動產業的數位化與轉型,也鼓勵參賽者繼續學習、改變思維。

特別來台參與頒獎的Cadence全球Field Operations業務總監John Ennis也表示,很榮幸能與台積、微軟這樣的業界頂尖夥伴一起合作促成了這場賽事,Cadence完整的數位與類比設計工具平台將持續為推進半導體製程演進與IC設計技術創新提供支援,實現設計-技術協同最佳化(Design & Technology Co-Optimization,DTCO)。

DTCO是7奈米以降半導體先進製程成功關鍵

負責競賽執行, 4個月來率領台積電團隊成員在賽前進行宣傳、跑遍台灣南北的多所大學舉辦說明會,接著又舉辦三場參賽者研習營,並讓整場競賽順利完成的台積電設計建構管理處設計法則及服務行銷專案副處長陳威利(終於能露出真名的台積「工作人員」…),可以說是頒獎典禮上最開心的賽事靈魂人物之一;他表示,其實台積在2000年左右就開始以DTCO的概念連結上游晶片設計與EDA夥伴,而這會是越來越重要的工作。

陳威利形容,以往佈局工程師的工作就很像是畫房子的裝潢設計圖,圖畫好了交給工班施工就是;但在半導體製程節點進入到7奈米、5奈米,甚至3奈米、2奈米,就完全不是這麼回事,「你得跟泥作、木作師傅確認畫出來的設計是不是真的能做得出來;」他強調,台積電扮演的角色就是要確保客戶的設計都能順利生產,因此製程與設計兩個部門的緊密配合,是先進製程是否能維持競爭力的關鍵。台積在2018成立雲端聯盟、加強與上下游生態系統夥伴的合作,也是為了能協助客戶加速設計上市時程,讓創新的產品能成功實現。

在競賽命題的部分,陳威利表示,主要目的就是讓參賽同學們了解如何將具備複雜功能的電路簡化;而初賽的題目是先以「選擇題」的方式來讓參賽選擇正確的電路簡化方法,再正式進入電路佈局繪圖的階段。在初賽考驗參賽者對佈局概念的了解程度後,決賽的題目難度就更高一個等級;而因為良好的IC佈局與製程參數密不可分,設計與製程兩個部門之間的溝通非常重要,「因此我們的佈局大賽除了考驗參賽者畫電路設計圖的能力,還更注重參賽者是否具備團隊合作的能力;」而這場競賽倆倆一組的參賽者中,確實有的是來自不同學校的搭檔、甚至是在不同的城市。

不必名校出身 人人都可能是Layout高手

據說不只一次對台積電表示:「這樣的競賽你們早就該辦了!」熱心協助促成台積前瞻佈局大賽順利進行,並參與題目設計、評審的交通大學電子所教授/前瞻系統工程教育院院長周世傑則表示,「在高科技時代,人才第一、不能排第二;」從這次台積電分享前瞻製程參數資訊,並聯合「提供暢通高速公路」的微軟Azure,還有「最高級汽車」的Cadence等國際級企業,讓台灣各大專院校的同學們能參與這樣一場與眾不同的IC設計賽事,可以看出台積願意培育台灣本土人才的用心。

...繼續閱讀請連結EE Times Taiwan網站