תואר ראשון בהנדסת מחשבים במגמת חומרת מחשבים

Chip Design and Hardware Engineering
 

תכנון שבבים והנדסת חומרה הם מרכיבים אינטגרליים מתחום הנדסת המחשבים. הם כוללים יצירה, פיתוח ואופטימיזציה של מעגלים משולבים (שבבים) ומערכות חומרה. תחומים אלה ממלאים תפקיד מכריע בטכנולוגיה מודרנית על ידי מתן אפשרות לפונקציונליות של מכשירים אלקטרוניים, החל ממוצרי אלקטרוניקה ועד למערכות מחשוב מורכבות.

שבבים אלקטרוניים נמצאים בתוך כל מכשיר וכל תחום טכנולוגי שמלווה את חיינו כיום וצפויים לקחת חלק עוד יותר משמעותי בעולם העתידי. תכנון שבבים אלו דורש ידע נרחב והבנה של תחומי מדע בסיסי והנדסה מרמת הפיזיקה ועד לרמת התוכנה.

התוכנית במגמת חומרת מחשבים כוללת שילוב של ידע תיאורטי ומיומנויות מעשיות. מיועדת להכשרת מהנדסי חומרת מחשבים אשר יקבלו את בסיס הידע הנדרש לקיים מחקר ופיתוח של שבבים אלקטרוניים והמערכות המשתמשות בשבבים אלו. בנוסף ליסודות בתוכנה, מערכות הפעלה וארכיטקטורת מחשבים, הניתנים בתוכנית היסוד של הנדסת מחשבים, מגמת תכן חומרה ושבבים מספקת לסטודנטים את היסודות הרלוונטיים מהנדסת חשמל, כגון תכנון מעגלים, ארכיטקטורות מחשבים מתקדמות ,מוליכים למחצה, ותכן פיזי של שבבים. בנוסף לכך, התוכנית מאפשרת לסטודנט לבחור קורסים בתחומים משיקים על מנת להרחיב את הידע ולהתמקצע בתכן חומרה לתחומים מיוחדים, כגון מחשוב קוואנטי, ביו-אינפורמטיקה ובינה מלאכותית.

לימודים של חומרת מחשבים משלבים מעבדות, פרויקטים ומשתמשים בתוכנה וכלי חומרה בסטנדרטים תעשייתיים. זהו תחום המתפתח ללא הרף ולכן יש דגש על התאמות במגמות המעודכנות האחרונות בעיצוב שבבים והנדסת חומרה.

מגמת חומרת מחשבים בפקולטה להנדסה באוניברסיטת בר אילן הינה התוכנית הראשונה בישראל ואחת היחידות בעולם המספקת הכשרה מוכוונת כולה לתחום השבבים. בוגרי התוכנית יקבלו את כל הכלים הנדרשים להמשיך במחקר בתחום החומרה והשבבים ולהשתלב בתעשיית השבבים הרווחת בישראל. לאחרונה המחסור במהנדסים בתחום זה, הוגדר כאחד מתחומי המיקוד המרכזיים של הרשות החדשנות והוקמה ועדה ממשלתית למילוי מחסור זה. מגמת חומרת מחשבים עונה בדיוק על הדרישה הזו.

מה זה "חומרה"?

חומרה היא אוסף כל הרכיבים הפיזיים וההתקנים של מערכת מחשב או מכשיר אלקטרוני כמו טלפון סלולרי או ציוד תקשורת. זה מקיף את כל החלקים המוחשיים של מערכת שאפשר לגעת ולתקשר איתם. חומרה היא היבט מכריע של כל מכשיר טכנולוגי, מכיוון שהיא מספקת את התשתית הפיזית הדרושה כדי לאפשר פונקציות מחשוב, עיבוד ותקשורת. היא כוללת מגוון רחב של רכיבים, מהמעגלים המשולבים הקטנים ביותר ועד ציוד היקפי גדול יותר והתקנים חיצוניים. התוכנה, שהיא אוסף הפקודות המספקות הוראות לביצוע, זקוקה לחומרה על מנת להתבצע. כל מכשיר "חכם" ותחום טכנולוגי זקוק לחומרה.

מה זה "שבב"?

"שבב", או בשמו המדויק יותר "מעגל משולב", הוא מעגל קטן ומשולב המכיל רכיבים אלקטרוניים כגון טרנזיסטורים, נגדים, קבלים וחיבורים. רכיבים אלה נחרטים או מיוצרים על גבי חתיכה זעירה של חומר מוליכים למחצה, בדרך כלל סיליקון. שבבים הם אבן יסוד של

האלקטרוניקה המודרנית וממלאים תפקיד מכריע במכשירים שונים, ממחשבים וסמארטפונים ועד למכשירי חשמל ביתיים ומערכות רכב, אשר משלבים התקני חישוב, בקרה, עיבוד וגילוי וממומש לרוב באמצעות טרנזיסטורים. במכשירים רבים משולבים מספר רב של שבבים (לעיתים אלפי שבבים נפרדים), אשר מחוברים ביחד כדי לספק למכשיר את יכולותיו.

מה ההבדל בין המגמה החדשה לתוכנית הרגילה בהנדסת מחשבים?

התוכנית של השנה הראשונה לתואר במגמה החדשה תהיה בדיוק כמו התוכנית הרגילה בהנדסת מחשבים. החל מאמצע השנה השנייה, התוכנית תתחיל להתמקד בתחום החומרה ובשנה השלישית והרביעית, יילמדו קורסי ליבה ובחירה הממוקדים לתחום החומרה.

מה נותנת מגמת חומרת מחשבים?

תואר ראשון מלא בהנדסת מחשבים עם התמקדות בתשתיות הידע הנדרשות למהנדס חומרה. מבחינת שעות לימוד, העומס במגמת תכן חומרה ושבבים לא יהיה גדול יותר מהתוכנית הרגילה בהנדסת מחשבים.

מה נלמד במגמת חומרת מחשבים בנוסף להנדסת מחשבים?

התמקדות בתכן מעגלים דיגיטליים ואנלוגיים

התמקדות בארכיטקטורת מחשבים

רקע בפיזיקה של מוליכים למחצה ותהליכי ייצור מעגלים משולבים

קורסים חדשים בהנדסת מחשבים, כמו: אלגוריתמים לתכן שבבים, אימות (וריפיקציה) פונקציונלי ופורמלי, ארכיטקטורות מחשבים מתקדמות, חומרה לבינה מלאכותית, חומרה לחישוב ביולוגי ועוד.

מה אפשרויות התעסוקה לבוגרי מגמת חומרת מחשבים?

בוגרי המגמה יוכלו להשתלב בתעשייה ובאקדמיה במקצועות ההיי-טק ובפרט בתעשיית השבבים. תפקידים רלוונטיים בתעשייה כוללים, VLSI Design (Front-end), Verification, Backend, Circuit Design, Architecture, Analog Engineer, Board Design, Firmware, ועוד. עשרות חברות בינלאומיות וישראליות מפעילות מרכזי פיתוח גדולים בישראל בתחום, כולל חברות כמו ,Google, Facebook Intel, Apple, Amazon, Microsoft, NVIDIA, Broadcom, Cisco ורבים נוספים.

האם קיימות מלגות הצטיינות למועמדים עם נתוני קבלה גבוהים במיוחד?

כן בהחלט. מועמדים טובים במיוחד יוכלו לזכות במלגות מיוחדות מטעם הפקולטה וגם מטעם המגמה. בנוסף, למצטיינים יינתן ליווי אקדמי אישי.

 

 לצפייה בתוכנית הלימודים במגמת הנדסת תכן חומרה ושבבים