新终端市场，复杂芯片需求增加

专家座谈:Semiconductor Engineering与Cadence总裁兼首席执行官Anirudh Devgan坐下来讨论经济状况以及如何影响芯片设计;西门子EDA执行副总裁Joseph Sawicki;Niels Faché， Keysight副总裁兼总经理;Arm顾问西蒙•西格斯;以及D2S董事长兼首席执行官藤村昭。在最近的电子系统设计联盟活动中，该讨论在现场观众面前进行。以下是那次讨论的节选。如需查看第一部分，请单击在这里第三部分在这里．

SE:我们曾经认为EDA是不受经济衰退影响的，因为设计总是在经济衰退期间继续进行。现在仍然是这样吗?

Devgan这比以往任何时候都更加正确。在未来五年左右的时间里，半导体市场预计将翻一番，达到1万亿美元。这对EDA和IP都有好处。此外，系统公司正在设计更多的硅，而且这种趋势不会停止。这对我们的生意来说是个好趋势。最后，由于系统级和芯片级的耦合，我们在系统级设计和分析方面投入了大量资金，这是一个不断增长的TAM。因此，可能会有一些修正，但那将更多地是在供应方面，而不是在设计方面。当然，这很难预测。但如果你看看这些大趋势，它们是非常积极的。

Fache:我同意。有新的应用和更多的垂直行业。这些都是好消息。由于供需之间的差异，短期是具有挑战性的。我最近去欧洲旅行，与我们的一些半导体客户讨论了这个问题。有时他们对产品的需求比他们能提供的高出30%。晶圆厂未来几年的订单已全部订满，但它们仍在增加产能。我看到了一些建筑。我们预计未来18至24个月供需将达到平衡。除此之外，我们的业务还有长期增长的趋势。 There are more applications, more design starts, and new startups. This is a very vibrant market. There are a lot of investments in new projects and new startups. They all need to tool up, and they are all looking for IP that’s in context to the core of their business. And they need consulting services. So we’re in a really good place.

Sawicki:每个人都记得10年前所有人都说摩尔定律已死，或者他们说永远不会有90nm节点。设计开始将会崩溃到零，只有四家公司会制造芯片。这些都没有发生。如果说有什么不同的话，那就是设计的开始正在急剧增加。现在是这个行业的大好时机。但这也很有挑战性，因为这些都是要求很高的客户。

SE:摩尔定律不会很快结束，但它的速度正在放缓。我们在包装中看到了更多不同的设计。这有什么影响呢?

Devgan: 1997年，我告诉人们，封装系统将取代芯片系统。这花了25年的时间。打包系统有很多优点。你可以有硅的再利用，不仅仅是IP的再利用。摩尔定律还可以再延续几代人，也就是5到10年。因此，如果规模可以持续10年，你可以在此基础上增加3D-IC，它可以继续以指数级增长5到10年。如果你看看过去5年的扩展，它一直是由芯片上的更多东西驱动的，而不是经典的登纳德扩展。3D-IC是这一技术的自然延伸，我确信基础工艺至少可以持续4到5代。

》:我们为半导体制造业做GPU加速，我们建立自己的GPU平台，因为可靠性问题非常重要。所以我们经常跟踪gpu的运行情况。NVIDIA刚刚发布了新的H100处理器，该处理器拥有17000个单精密核。这些是SIMD机器，所以不能真正将它们与cpu进行比较。但与两年前NVIDIA发布上一代A100时相比，A100拥有大约7000个单精度核。在两年的时间里，它从7000个核增加到17000个核。摩尔定律现在与过去不同了。这是比例。你没有得到更快的时钟速度，但你可以在一个芯片上计算比两年前多得多的东西，我相信这将继续下去。英特尔刚刚公布了它的半导体路线图，他们从数字到埃。 But their roadmap goes out way more than 10 years into the future. So this is going to continue. Of course, it’s for very specialized things. When you’re doing IoT devices, you don’t need that. But principally because of deep learning, there’s enormous demand for high-performance computing. That trend is going to continue, and the investment dollars will continue to be available. On the manufacturing side, masks will continue to scale. Lithography to print things on a wafer will continue. But it will be really expensive. So the only question is whether there is an economic justification to continue, because the insatiable demand for computing that deep learning started will continue. This is brute-force computing, and it’s going to be more than just deep learning. You don’t have to be clever. You just go for it.

segar:如果你看看人们现在正在建造的一些复杂的物联网设备，这些都是具有非常深的管道的超标量处理器，它们非常惊人。在这个行业中，人们会想方设法在每一代中提供越来越多的性能，并且有很多工具可以使用。3D-IC用于这些非常复杂的多芯片封装，为性能增加了另一个或两个维度。有趣的是，它并不是一成不变的。这不是在芯片上生产更多的晶体管或把它们做得更小。它是关于解决不同的问题。现在对于大多数芯片来说，晶圆出来后，它们被切成薄片，芯片被送到某个地方，由其他人来封装。这非常简单，而且是一个非常优化的过程。但是你有一个幽灵，从不同的工厂取出模具，把它们放在一起，使用一些接口，你要解决它们之间的问题，以及如何处理基板的标准。然后你必须降低成本，因为现在从事这项工作的人正在建造非常昂贵的设计，只有少数拥有大量资源的人才能处理。 But this a technology that can apply in lots of places, and the challenge is how to drive that cost out. So that can become something that every designer does, just like writing Verilog today, or firing up a simulator or doing place-and-route. That’s got to become totally mainstream. And then you really will ignite performance, from the smallest microcontroller all the way up to the biggest SoC or chip.

Fache成本是一个很大的因素，我认为这将得到解决。但是先进的封装和3D-IC有很好的发展前景。也许它最初是将内存放在cpu之上，以缩短距离或减少数据传输延迟，但在数字领域之外还有更多的应用。当你考虑将RF和模拟电路、传感器和数字内容堆叠在一起时，有很多应用。因此，先进的封装技术和3d - ic技术前景广阔。当然，它也非常强调工具的支持，这些都是非常复杂的设计。当你想到硅IP，互连，包装，和建模所有的影响，包括热，寄生效应，互连，我们将不得不提供工具。

Sawicki:登纳德比例已经死了。摩尔定律很好。但是这里有一个有趣的比喻。因此，登纳德比例死亡的整个方面在很长一段时间内都重视设计技术的共同优化——找到优化晶体管堆叠方式的方法，有多少个轨道，如何将这些设备放在一起，这样你就可以使用这个工具或这个过程，它不会固有地给你更好的性能，但仍然提供更好的性能。当你进入3D，你需要设计系统协同优化，我们需要开始生成工具，让人们在计划阶段看到这一点。如何进行分区呢?将无线电放在一个进程中与您想在那里放置多少内存以及将这些东西嫁接在一起的性能影响是什么?你是要做硅衬底还是有机衬底，因为这对成本有很大的影响。这是一套新出现在这个市场上的工具。这是关于能够支持那些体系结构级的决策——再一次，因为这一切都回到了系统级的性能——可以在公司关心的应用程序空间中交付。

Devgan3D-IC将无处不在，这是一个很好的机会。我们有新的问题要解决，包括热效应和电磁效应。它将是多技术芯片，以及芯片之间的接口IP。这就是我们想要的-更大的问题得到报酬。

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