MediaTek เผย ชิปไม่ได้ออกแบบยากเท่ากับการสร้างจรวด แต่ยากยิ่งกว่า

ชิปไม่ได้ออกแบบยากเท่ากับการสร้างจรวด…แต่ยากยิ่งกว่า! โดยคุณ Lien, Wee Liang, ผู้จัดการแผนกออกแบบ RF จาก MediaTek

ชื่อเรื่องที่คุณเห็นเป็นคำพูดติดตลกในวงการชิป ผมจำได้ว่าเคยยิ้มแหยๆ เมื่อได้อ่านข้อความอ้างอิงนี้จากบทความออนไลน์ใน Bloomberg ตอนประมาณปีกว่าๆ ซึ่งเป็นช่วงเวลาที่ทั่วโลกให้ความสนใจปัญหาการขาดแคลนชิป และนี่เป็นครั้งแรกที่คนรู้จักถามผมว่า นั่นคือสิ่งที่ผมทำงานใน MediaTek หรือไม่ และในรถยนต์มีชิปใช่ไหม 

แน่นอนว่าโลกของนักออกแบบวงจรรวมหรือที่เรียกกันว่านักออกแบบ IC นั้นไม่เพียงจะเป็นเรื่องที่น่าสนใจสำหรับคนทั่วไปเท่านั้น แต่ยังรวมถึงผู้ที่กำลังดูลาดเลาว่าจะเข้าสู่วงการนี้ดีหรือไม่ ถ้าเช่นนั้นเรามาลองเจาะลึกลงถึงรายละเอียดความซับซ้อนที่ซ่อนอยู่ในวงการนี้กันเลยดีกว่า  

รับมือกับความซับซ้อนของการออกแบบชิปที่เพิ่มขึ้น 

ความซับซ้อนที่เพิ่มขึ้นของกระบวนการไมโครชิปและเทคโนโลยีด้านบรรจุภัณฑ์ได้ช่วยสร้างนวัตกรรมที่สำคัญที่สุดของมนุษยชาติ การออกแบบชิปก็เป็นส่วนสำคัญในการสร้างสรรค์สิ่งใหม่ๆ เหล่านี้เช่นกัน เรายังได้เห็นถึงรูปแบบชิป Systems-on-Chip (SoC) แบบต่างๆ ที่มีความซับซ้อนมากขึ้นทุกวัน ในชิป SoC นั้น แผงวงจรหลากประเภทต้องปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมของ “ดิจิทัลกระแสหลัก” โดยลักษณะเฉพาะของอุปกรณ์ต้องปรับให้เหมาะสมสำหรับการออกแบบดิจิทัล ความหนาแน่นของการบรรจุที่สูงขึ้น และ Sub-1V Supply ให้มากที่สุด สิ่งนี้อาจส่งผลให้วงจรแบบแอนะล็อกต้องเผชิญกับช่วงไดนามิกที่ลดลงและสัญญาณรบกวนที่เพิ่มขึ้น ทำให้เกิดปัญหาความถูกต้องในการรับส่งสัญญาณและเกิดอุปสรรคในการปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพ แต่จะต้องได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดแม้จะเกิดการผันผวนด้านการจ่ายไฟและอุณหภูมิแวดล้อม นอกจากนี้ การออกแบบวงจรรวม RF ยังมีความไวสูงเป็นพิเศษต่อ Chip Parasitics และการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่สร้าง Frequency Spur ที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการทำงานและทำให้เกิดการละเมิดกฎการปล่อยมลพิษ การเอาชนะความท้าทายเหล่านี้ต้องใช้นวัตกรรมอย่างต่อเนื่องเพื่อให้วงจรแอนะล็อก/RF ทำงานร่วมกับวงจรดิจิทัลเพื่อให้ได้ชิป SoC ที่มีการผสานรวมขั้นสูง

อะไรคือคุณสมบัติของนักออกแบบชิปที่ดี 

นักออกแบบชิปที่ประสบความสำเร็จส่วนใหญ่มักจะเป็นวิศวกรไฟฟ้าหรือวิศวกรอิเล็กทรอนิกส์ โดยต้องมีคุณสมบัติดังต่อไปนี้ 

• พยายามปรับปรุงและสร้างนวัตกรรมอย่างต่อเนื่อง: นอกเหนือจากการพัฒนาตนเองให้เป็นมืออาชีพอยู่เรื่อยๆ แล้ว ยังต้องค้นหาวิธีพัฒนาวงจรรุ่นใหม่ๆ ให้มีประสิทธิภาพที่ดีขึ้นโดยใช้พลังงานและต้นทุนที่ต่ำลง 
• นักแก้ปัญหา: บ่อยครั้งที่ประสิทธิภาพของชิปอาจไม่ตรงกับสิ่งที่จำลองขึ้นในระหว่างขั้นตอนการออกแบบ และนักออกแบบจำเป็นต้องค้นหาสาเหตุที่ทำให้เกิดความคลาดเคลื่อน การวิเคราะห์หาสาเหตุจึงเป็นทักษะที่จำเป็น 
• มีความพิถีพิถัน: การใส่ใจในรายละเอียดและเลี่ยงไม่ให้เกิดข้อผิดพลาดในการออกแบบนั้นมีความสำคัญมาก เนื่องจากการแก้ไขจุดบกพร่องอาจทำให้บริษัทต้องเสียเงินกว่าสิบล้านบาท และเสียเวลาอันมีค่าไปเนื่องจากต้องสร้าง Photolithography Mask และทำ Re-fabrication  
• ทำงานเป็นทีม: เนื่องจากงานมีความซับซ้อน โดยทั่วไปแล้วกลุ่มวิศวกรจึงต้องช่วยกันออกแบบชิป ทำให้การทำงานเป็นทีมมีความสำคัญยิ่ง  

ทำไมนักออกแบบชิปถึงรักงานนี้มาก  

มาดูกันว่าทำไมนักออกแบบชิปถึงไม่ค่อยเปลี่ยนงาน 

• ได้ใช้สิ่งที่คุณเรียนมา: วิศวกรออกแบบจะได้ใช้สิ่งที่เรียนมาจากมหาวิทยาลัย ได้แก่ การวิเคราะห์วงจร การออกแบบระบบ การออกแบบ IC ดิจิทัล/แอนะล็อก/RF ฟิสิกส์ของอุปกรณ์ ฯลฯ สำหรับอาชีพนี้ ก็คือการทำให้ “แต่ละจุดเชื่อมต่อกัน” และได้ประยุกต์ใช้ทฤษฎีต่างๆ ที่ได้ร่ำเรียนมาจากมหาวิทยาลัยอย่างแท้จริง 
• ยิ่งทำนานเท่าไหร่ คุณก็ยิ่งมีค่ามากขึ้นเท่านั้น: การผลิตชิปซึ่งเป็นกระบวนการที่ใช้ต้นทุนสูงลิ่วจะทำให้เกิดความผิดพลาดในการออกแบบไม่ได้ ดังนั้นประสบการณ์จึงเป็นที่ต้องการอย่างมากเพื่อต้องทำให้การออกแบบ “สำเร็จตั้งแต่ครั้งแรก” 
• ดีใจสุดขีดเมื่อได้เห็นผลิตภัณฑ์ของคุณจัดแสดงในร้านค้า: วิศวกรชอบเห็นสิ่งที่พวกเขาทุ่มเทลงไปปรากฎเป็นผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายที่พวกเขาสามารถแสดงให้คนที่เขารักเห็นได้  
• อาชีพที่มีความท้าทายด้านเทคนิค: ความก้าวหน้าของเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์ที่พัฒนาอย่างต่อเนื่องจะนำไปสู่ความท้าทายด้านการออกแบบใหม่ๆ แม้กระทั่งในสายผลิตภัณฑ์เดียวกัน ซึ่งจะไม่ซ้ำซากจำเจที่เหมือนงานอื่นๆ

นักออกแบบชิปในฐานะอาชีพ  

ผมได้เผอิญเห็นแผนภาพเวนน์เมื่อนานมาแล้วซึ่งได้ทำขึ้นเพื่อพยายามโน้มน้าวให้นักเรียนเลือกเรียนด้านวิศวกรรมเป็นอาชีพ ไดอะแกรมดังที่แสดงไว้ที่นี่ได้แทนที่คำว่า “วิศวกร” ด้วย “ผู้ออกแบบชิป”  

นักออกแบบชิปไม่ใช่งานที่ได้ “เงินสูงสุด” เมื่อเทียบกับงานอื่น ๆ อย่างไรก็ตาม ความปรารถนาที่จะสร้างโซลูชันเพื่อให้เป็นนวัตกรรมใหม่ที่จะช่วยยกระดับชีวิตของทุกคนจะทำให้พวกเขาเกิดความรักในงานซึ่งไม่สามารถวัดค่าได้ในรูปของเงินได้ ดังนั้นพวกเขาจึงได้ส่วนผสมที่ดีที่สุดของ “โลกทั้งใบ” อย่างสมบูรณ์แบบ  

แนวโน้มการออกแบบชิปในสิงคโปร์ 

ในช่วงปิดเมืองจากการระบาด COVID-19 ในปี 2563 เซมิคอนดักเตอร์ได้รับการจัดอันดับให้เป็นหนึ่งในภาค “บริการที่มีความจำเป็น” ซึ่งยังคงดำเนินการต่อไป เพียงชั่วพริบตาก็เข้าสู่ปี 2565 แล้ว เราได้ทราบมาว่าโรงหล่อโลหะหลายแห่งวางแผนที่จะสร้างสิ่งอำนวยความสะดวกขั้นสูงในสิงคโปร์ ซึ่งชี้ให้เห็นถึงการเติบโตของอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ในสิงคโปร์อย่างต่อเนื่อง ไม่ต้องสงสัยเลยว่าสิ่งนี้จะดึงดูดบริษัทออกแบบ Fabless ให้ตั้งบริษัทในเครือเพื่อทำให้ระบบนิเวศสมบูรณ์ยิ่งขึ้น ด้วยเหตุนี้ความต้องการนักออกแบบชิปในภูมิภาคนี้จึงเพิ่มขึ้นในที่สุด 

โดยสรุป นักออกแบบชิปคือฮีโร่ที่ไม่มีใครไม่รู้จัก ซึ่งตลอด 50 ปีที่ผ่านมาได้มีส่วนในการพัฒนาคอมพิวเตอร์ การสื่อสาร การคมนาคมขนส่ง ความบันเทิง การดูแลสุขภาพ และอื่นๆ ที่ยังไม่ได้กล่าวถึงอีกมากมาย