半導体技術者を養成するための教育を考える仕事が降ってきました。電子工学の先生方に教わりながら調べていると、EDA(electronic design automation)という一群のシステムがあり、数社がしのぎを削っている中でオープンソースが存在することを知りました。日本の大学にはEDAの専門家がほとんどいないそうです。
今週はこれについて勉強がてら解説することにします。オープンソースはGoogleがバックアップしています。ただし現在3nmプロセスが最先端ですが、オープンソースでは130nmまでしかサポートされていません。教育用ならばこれで十分か？というところを考えることになります。
最先端のツールを使えるようになるべきか、それともそれなりのものを設計して自分で作る実習をするほうが教育的か、など、限られた予算と学生の勉強時間の中で何をすべきか、悩みどころです。自分で使ってみる必要があるので、Googleのを試してみます。「今日の英語」には変な題材ですが、つきあってください。
https://developers.google.com/silicon?hl=ja
EDAの売り上げは下記のようになっています。ただし、CADやシミュレーターも含んでいて、半導体製造だけをとると Synopsis と Cadenseが有名です。
全機能を使おうとすると年間ライセンスが数千万円とのことです。教育用のものも提供されていて米国のPurdue Univ.が採用したとwebに出ていますが、詳細は不明です。
March 2023現在の年間売り上げ:
$57.87 billion – Synopsis 米国 9兆円です。
$56.68 billion – Cadence Design Systems 米国
$24.98 billion – Ansys 英国
AU$4.88 billion – Altium オーストラリア・米国
¥77.25 billion – Zuken 図研 日本 (Synopsisの百分の１です…)
cf. トヨタ自動車は43兆円 https://news.yahoo.co.jp/articles/fb8d29aaf9fba3364944a2797543ab53d3c5973d
もうひとつMentor Graphicsというのがありましたが、ドイツの電気メーカーSiemensが買収してSiemens EDAという名前になっています。
EDAの簡単な解説は下記です。
簡単な半導体実習のビデオも見つけました。一年中半導体実習ばかりやるわけではないので、この辺が落としどころでしょうか。EDAを使うとするともう少し複雑なものを作りたくなります。
https://www.youtube.com/watch?v=IS5ycm7VfXg
英語は https://www.youtube.com/watch?v=HkT363NUOBA から。
intellectual properties (IP) 知財
There are two main parts to EDA, that is, IC EDA and PCB EDA.
integrated circuit (IC) 集積回路
printed circuit board (PCB) プリント基板
vacuum tube 真空管
Moore’s “Law”: The number of transistors incorporated in a chip will exponentially double every 24 month (Gordon Mooreが 1979年に提唱、現在までのところ正しい)
vertical 垂直な
“Inverse Moore’s law: The cost of implementing any functionality in silion halves every two years.”
halves < half 半分になる
“Multi-million dollar military flight simulators of ’80s are sold for $250 today (called Playstation or Xbox), and the performance is far better.”
“…nobody expected that happen anytime soon and it requires the whole industry to move it’s no good just one equipment manufacturer building 450 millimeter equipment if you don’t also have blank wafers and you don7t also have testers and everything they can handle,.. it was pretty traumatic.”
anytime soon すぐには 口語でよく使ういいまわしです。
it’s pretty traumatic かなりつらかった。
“Inside the fab it looked like an alleyway.” 工場の中は路地のようだった。
”Physics constantly changing, building on a shifting sandbar”
sandbar 砂洲（さす） 物理は常に変化しており、移動する砂洲の上に建物をつくるようなもの。
“Short unforgiving design cycle: market driven by consumers” 消費者に左右される市場で、短く容赦ない設計サイクル。
”Huge scale: literally several billion active parts” 超大規模：文字どおり数十万の能動部品。
“Very expensive （$10-100M for a typical chip, $1B for state-of-the-art microprocessor” 非常に高価(普通のチップで15億~150億、先端的なCPUなら1500億円)