摩尔定律，供应链与安全

关于摩尔定律未来的争论仍在继续，而该行业的其他部分则在寻找替代方案。在这两者之间，供应链被拉向多个方向，安全和保障往往处于中间位置。

整个半导体行业正在发生重大变化。其中一些已经进行了一段时间。还有一些是新出现的，或者比一年前任何人预测的都要快。

IC EDA的执行副总裁Joseph Sawicki表示:“摩尔定律将继续发挥作用Mentor是西门子旗下的企业．经过多年的困惑摩尔定律而且Dennard扩展很明显，摩尔定律将继续，因为我们获得了允许进一步集成的新节点，芯片上的晶体管数量更多，每个晶体管的成本更低。这一切还在继续。我们已经看到了2nm和1.5nm工艺节点的路线图，目标是在6到8年后交付。Dennard缩放将继续在功率缩放和消耗方面提出问题，并且需要优化芯片算法，以确保ic不会烧坏和死亡。”

正在朝这个方向发展的公司不一定是过去推动这一趋势的公司。该公司副总裁兼首席策略师维克•库尔卡尼表示:“遵循摩尔定律，缩小特征尺寸，特别是在7纳米以下，将成为一个昂贵的价值主张有限元分析软件．“这是为特斯拉(Tesla)、微软(Microsoft)、谷歌、Facebook等少数享有特权的大型、富有的一级半导体和定制硅系统公司提供的答案。”

但这只是该行业努力的一半。“即使摩尔定律继续运行，到2020年，我们仍将看到更多公司利用各种各样的技术3 d-ic技术，特别是在封装方面，将各种类型的芯片-处理器，模拟，射频，内存和潜在的传感器-混合在一个封装中，”Sawicki补充道。“这使得公司既可以管理产量，又可以将多种技术集成到一台设备中。”

许多设计两者都需要先进的包装以及先进的节点技术。“随着越来越多的半导体公司寻找摩尔定律的替代方案，并开始充分意识到现代多芯片/芯片的好处chiplet英特尔IC封装和跨平台解决方案产品管理集团总监John Park表示:“随着芯片封装(包括堆叠)的发展，单片SoC设计开始大幅减少。节奏．“相反，预计2020年将开启‘超越摩尔’的时代，即多芯片/芯片封装时代。铸造厂,OSATs将继续争夺市场份额，降低最先进的多芯片/芯片封装的成本(关键指标)。这将大大加速向多芯片/芯片封装和异构系统的过渡，作为CMOS缩放的替代方案。摩尔定律的演变不仅仅是关于物理学的局限性。追逐最新的设计节点是昂贵且困难的，并且需要大型设计团队。大型芯片的收益率通常也不高。当一种可行的包装替代品唾手可得时，越来越少的公司愿意接受这些挑战。”

有很多高端市场在推动这两种趋势。高性能计算、游戏(包括虚拟现实和增强现实)以及网络等高端市场将成为2.5D和3 d的驱动力。Monozukuri的首席执行官安娜·丰特纳利说。“根据行业分析师的共识，2020年是2.5D和3D设计五年趋势的中点，在2018年至2023年期间，2.5D和3D设计的复合年增长率将达到27%。”

2.5D和3D的限制已经付出了代价。“在2020年及以后，我们预计行业参与者将降低硅封装系统的开发成本和上市时间，”ANSYS的Kulkarni补充道。“基于芯片的架构将迎接各种垂直市场的挑战，包括用于自动驾驶、物联网/工业物联网、高效hpc驱动的AI和计算应用、5G基站设计等的3d传感器摄像头。我们看到这一“超过摩尔(MtM)定律”的加速和采用已经形成了一个全行业的倡议，预计将在2020年产生重大影响。在开放计算项目(OCP)的支持下，行业领导者被激励着定义和开发基于芯片的体系结构，称为ODSA -开放领域特定体系结构。一个由50多家公司组成的松散联盟现在正在定义新的接口、链路层、市场和交换，一个由可信赖的芯片供应商组成的开放生态系统，并为全行业采用提供了早期的证明点。2020年，我们还将密切关注另一项倡议AVCC的发展，即自动驾驶汽车计算联盟(Autonomous Vehicle Computing Consortium)，由一群汽车和科技行业的领导者组成，他们将定义一个参考架构和平台，以满足车辆在功率、热量和尺寸限制下的自动驾驶性能目标。”

图1:基于芯片设计的开放接口。来源:ODSA

供应链
芯片和3D集成需要在供应链上做一些改变。“整个半导体行业的持续整合和合作，以及包含多个供应商IP的衍生设计和系统，将导致IP重用的增加，”市场营销主管西蒙·兰斯(Simon Rance)说ClioSoft．“寻找和跟踪可重复使用的知识产权将变得越来越困难，因为它是多方面的，即修订、配置、法律条款和条件等。围绕IP重用的增长将加剧IP供应商已经面临的问题，如IP盗窃和数据泄漏。随着IP重用在2020年及以后继续增长，我们将看到IP世界在用户和供应商方面的重大变化。”

国际紧张局势也令供应链不安。Imagination Technologies技术沟通经理乔•琼斯(Jo Jones)表示:“随着贸易紧张局势以及与黑客和国家行为体有关的网络安全攻击，领先的工业企业将非常关注供应链的安全。”“集成电路(IC)产品制造商一直不得不应对灰色市场和黑市，这可能会让他们损失数十亿美元。然而，供应链的安全问题是一个更根本的问题。西方大型工业企业，无论是制造商(如西门子、博世、通用电气)还是服务提供商(如公用事业、城市)，都需要清楚地了解其系统中所有部件的来源，一直到单个集成电路。供应链必须经过认证，才能符合具体政策。”

安全和保障
人们越来越重视安全问题。ANSYS的Kulkarni说:“除了软件安全和信任领域，我们看到越来越多的芯片和系统设计开始高度关注基于硬件的安全性。“这些都需要创新的方法来缓解边信道攻击任何与周围物体通信的设备，可能是卫星、无人机、飞机、船只或地面防御基础设施。”

其他人对此表示赞同。“越来越多的人意识到，安全性对所有SoC设计都至关重要，”公司首席执行官Rupert Baines说UltraSoC．“ISO 21434的影响越来越大。正因为如此，安全将是2020年最重要的问题。这是一个相当复杂的画面。ISO 26262关心安全，以及出问题时该怎么办。即将到来的ISO 21434标准是下一个重点是网络安全。SOTIF(预期功能的安全性)是关于确保系统在正常运行时是安全的。嵌入式分析基础设施可以提供信息和分析，使设计人员更容易满足ISO 26262等标准的功能安全、风险评估、测试、报告和可追溯性要求。”

安全问题也成为国家层面的关注。”物联网安全将成为国家优先考虑的问题。”“美国在这一领域相当积极，它正在政府、私营公司和大学之间建立伙伴关系，以确定政策和下一代网络安全技术(例如量子加密)。中国在这方面装备精良，中央政府与大学和工业合作。欧洲人没有这么好的装备，因为他们往往是分散的，在国家的基础上工作。有趣的是，大多数国家都将采用同样的技术，获胜者将最擅长制定快速有效的政策，并拥有组织良好的管理结构。”

与此同时，人们对隐私的担忧也在增加。琼斯补充说:“对隐私的担忧和扩大面部和身份检测保护的建议将继续上升，并将推动技术创新，以减少数据收集，支持本地处理。”“这也将导致数据处理类型的变化。这项技术将不再使用面部识别来检测已知的感兴趣的人，而是将扩展到检测表情、情绪、姿势、步态和其他可以推断一个人的意图并适当标记的迹象。‘老大哥’正在监视着你，很快就会知道你是否在做坏事。”

政治
美国和中国之间的紧张关系正在多个层面产生重大影响。ClioSoft的兰斯表示:“与中国的关税战以及针对华为/海思等特定公司的行动，可能戳中了一个沉睡的巨人。”“中国不会被美国及其政治所绑架。不仅在半导体领域，在EDA软件领域，他们还将在核心技术方面加倍努力。虽然中国的EDA软件公司，如华大苍天，可能不具备全球竞争力，但中国政府将提供激励措施，帮助它们提高在中国的市场份额。美国EDA公司可能会失去在中国的市场份额，至少在低端市场是这样。”

也可能会出现意想不到的赢家。琼斯说:“中国在进口半导体芯片上的支出超过了进口石油，这表明中国对外国芯片的严重依赖。”“长达16个月的美中贸易战直接打击了芯片企业。欧洲供应商在支持中国和美国的技术进步方面处于强有力的地位，在市场上创造了一些有趣的机会，同时也加速了中国自主解决方案的发展。2020年，中国作为客户基础的重要性将继续增长。该地区现成的资金也将有助于加速这一进程。”

精灵不能被放回瓶子里。UltraSoC的贝恩斯说:“2020年，地缘政治和贸易战的压力将会更大。“这将影响其他国家。在贸易战中，安全是一个真正的问题，而不仅仅是一个经济问题。当政府开始强制系统提供商将未知二进制文件放入其软件中时，确实存在担忧。因此，中国正在大幅增加对本土技术和知识产权的投资。它正在发生，而且有大量的证据。”