Sviluppo microchip: competenze, formazione e figure professionali

Lavorare allo sviluppo dei microchip è oggi una delle attività tecniche maggiormente remunerate, connessa all’evoluzione tecnologica contemporanea e ottima per una carriera di lunga durata.

I circuiti elettronici sono il pilastro fondamentale che muove la tecnologia odierna.

Tutto ciò che riguarda lo scambio di dati e di segnali fra dispositivi elettronici, lo sviluppo delle telecomunicazioni e la progettazione di sistemi informatici ha a che fare con essi.

Lavorare con i microchip si dimostra una competenza indispensabile anche per i cosiddetti settori professionali del futuro: sistemi IoT, intelligenza artificiale, infrastrutture informatiche per reti elettriche intelligenti e le energie rinnovabili.

La progettazione di circuiti elettronici richiede una serie di competenze che possono essere sviluppate con percorsi professionali tecnici.

Da tempo impegnata nel settore della formazione professionale, Mekhan mette a disposizione attrezzature didattiche laboratoriali per una formazione laboratoriale basata sul learning by doing.

Le attrezzature -simulatori e console marchio proprio, LN e Gunt– permettono di formarsi in materie STEM in modo pratico, oltre che teorico.

Fra le varie strumentazioni, anche quelle che consentono di formarsi come ingegnere elettronico, figura professionale legata direttamente allo sviluppo di microchip.

Cosa sono i microchip? In che modo ci si lavora?

Quando si lavora allo sviluppo di microchip si lavora essenzialmente a un’unità di circuito.

Un’apparecchiatura elettronica foggiata in materiale semiconduttore -di solito il silicio– che possiede diverse componenti tecnologiche come transistor e resistori che lavorano sul flusso dei segnali elettrici.

In una connessione di circuiti elettrici, dispositivi dotati di microchip si scambiano dati e informazioni in una rete basata su impulsi e segnali necessari per il loro funzionamento.

I dispositivi che comunicano tramite microchip sono di diversa natura e comprendono:

Lavorare allo sviluppo dei circuiti elettronici è dunque una professione che si muove su più livelli del nostro sviluppo tecnologico, offrendo interessanti svolte in tutti i settori.

Quando si lavora alla progettazione di microchip si lavora essenzialmente a un'unità di circuito. Nella foto un circuito circondato da un flusso di cariche e impulsi elettrici.

Quanti tipi di microchip esistono? Le tipologie di circuiti elettronici

Come dicevamo, i microchip rappresentano il pilastro fondamentale del mercato elettronico; il centro attorno a cui gravita tutta la tecnologia odierna.

Se ci riferiamo ai circuiti più diffusi nel mercato, utilizzati in dispositivi come laptop, microcomputer e tablet, le categorie da considerare sono le seguenti.

  • Microchip logici: svolgono la parte più consistente del lavoro, relativa al trasferimento dei dati processati da un dispositivo a un altro. Il più famoso è la CPU (central processing unit); oggi sono diffusi anche la GPU, che si occupa delle funzioni grafiche, e la NPU, progettata per evitare sovraccarichi del CPU con funzioni elevate che riguardano l’intelligenza artificiale.
  • Microchip di memoria: sono progettare per funzioni di memorizzazione dei dati su un dispositivo informatico. Questo sia per funzioni di memoria volatile (la RAM) che non volatile (storage, NAND).

Entrambe queste tipologie di memoria possono essere integrabili sia nei sistemi desktop che in architetture system on a chip impiegate nei dispositivi mobili.

Vi sono poi dei sistemi integrati di microchip –ASIC– progettati per funzioni ad alta specializzazione relativi alla telemedicina e all’automotive.

Le statistiche sui microchip: su quali dispositivi vengono impiegati i circuiti elettronici?

Per quanto riguarda l’uso dei microchip sui dispositivi, il sito Statista riporta queste cifre:

Per quanto possa essere necessario per il funzionamento dell'industria e della vita sociale, la progetttazione di microchip resta un'attività complessa e onerosa. Nella foto, un tecnico che lavora a un microchip.

Microchip: perché è così importante lavorare al loro sviluppo?

Il fatto che il termine microchip compaia spesso anche in pagine di cronaca, che poco c’entrano col mondo delle riviste tech, ci fa riflettere su quanto siano diventati importanti.

Anche nello scenario geopolitico internazionale, alcune territori vengono considerati fondamentali proprio perché fonti di materie prime per la produzione di circuiti elettronici.

Il mercato dei circuiti elettronici diviene quindi anche un importante asset strategico sia a livello di competitività fra le imprese che nello scacchiere geopolitico fra Stati.

Va da sé che figure professionali capaci di sviluppare e implementare circuiti elettronici, offrendosi come promotrici per il cambiamento tecnologico e il miglioramento delle telecomunicazioni, siano incredibilmente richieste.

Progettare circuiti elettronici è costoso e complicato

Per quanto possa essere necessario per il funzionamento dell’industria e della vita sociale, produrre circuiti elettronici resta un’attività complessa e onerosa.

Soprattutto perché ci si trova a operare su apparecchiature di dimensioni ridotte, che vanno considerate nell’ordine dei nanometri.

Oggigiorno, i processi di lavorazione sono sempre più ottimizzati e perfezionati ingegneristicamente.

Alcuni microchip possono contare miliardi di transistor e la filiera produttiva – in tutte le sue fasi- può comprendere anche migliaia di operazioni differenti, con diversi materiali.

Tuttavia, resta un’operazione necessaria per il tessuto produttivo del nostro paese: soprattutto nel settore automotive.

Tanto che, nonostante le numerose crisi legate alla poca reperibilità dei materiali semiconduttori, e il tentativo di semplificare alcune apparecchiature per resistere alla crisi, questa rimane fondamentale per i processori dei nostri computer, per le apparecchiature IoT ed è resa ancora più urgente dall’avvento delle nuove tecnologie AI.

Nella foto, diversi elementi di un microchip.

Dove è concentrata maggiormente la produzione dei circuiti elettronici?

Fino a pochi anni fa, la produzione dei microchip era affidata a pochi brand ubicati nei paesi asiatici: il più importante, il taiwanese TSMC.

Questi marchi detengono il monopolio del mercato dei circuiti elettronici: intorno a loro, ruota tutta una galassia variegata, fatta di centri di ricerca, aziende e fonderie per la produzione in serie.

Tuttavia, sebbene i principali centri di produzione restino concentrati nel sud est asiatico, la pandemia del 2020 e gli ultimi eventi bellici hanno rappresentato un punto di svolta persino per gli Stati Uniti e i paesi europei, che hanno deciso di investire in questo settore importante della nostra economia.

Diventare ingegneri elettronici per progettare i circuiti elettronici

La figura che si occupa della progettazione e dello sviluppo dei microchip, ottimizzando il passaggio di segnali elettronici da un dispositivo all’altro, è quella dell’ingegnere elettronico.

Il percorso prevede una formazione tecnica che include sia materie STEM base che materie più specialistiche: teoria dei circuiti è la disciplina che permette di avere tutte le nozioni per occuparsi di microchip.

Si tratta di una figura che è legata strategicamente a settori che riguardano il futuro tecnologico della nostra società: le telecomunicazioni, le energie rinnovabili e, appunto, la progettazione, l’ottimizzazione di circuiti elettronici.

Nella foto, un circuito elettronico in lavorazione.

Perché il mercato dei microchip richiede ingegneri sempre più specializzati?

Quest’anno, il fatturato dei semiconduttori potrebbe, secondo la stima fornita da Gartner, superare la sorprendente cifra di 1,3 trilioni di dollari.

Questi dati indicano una straordinaria possibilità di carriera nel mercato dei microchip.

Con l’avvento delle intelligenze artificiali, sono stati introdotti nuovi microchip, progettati per sostenere le elevate prestazioni dei motori AI.

Un ampliamento che ha dato una grande svolta al mercato e a tutta la filiera produttiva globale nell’ambito dei circuiti elettronici.

Gli AI chip richiedono ingegneri elettronici sempre più qualificati, capaci di perfezionare questi circuiti per prestazioni computazionali sempre più complesse.

Ma il mercato dei microchip richiede ingegneri elettronici anche per altri settori che stanno subendo un’espansione tecnologica sempre più elevata:

  • dispositivi di domotica;
  • architettura di sensori nelle reti elettriche intelligenti.

La didattica laboratoriale per capire l’ingegneria elettronica

Una formazione puramente teorica non si dimostra sufficiente per capire materie tecniche e complesse come la teoria dei circuiti.

La didattica laboratoriale offre una dimostrazione pratica del funzionamento di certi apparecchi, comprendendone nel dettaglio i meccanismi.

Da tempo specializzata nella formazione professionale, Mekhan mette a disposizione attrezzature didattiche per formarsi in queste discipline con comodità e sicurezza.

Insieme ai nostri partner Gunt e Lucas Nulle, abbiamo sviluppato:

  • Console portatili con integrazioni hardware per fare pratica laboratoriale come Unitrain ed
    Elotrain della LN;
  • Circuiti industriali in miniatura per simulazioni.

Se sei una scuola o un ente di formazione e vuoi progettare il tuo spazio didattico personalizzato, Mekhan mette a punto anche laboratori didattici customizzati grazie al suo pool di ingegneri.