咆哮的二十年代芯片行业

2020年是一个很好的半导体行业和EDA行业燃料,但2021有机会更好。

新终端应用市场继续开放,曾经被视为技术障碍是导致众多的创新的解决方案,所有这些都需要合适的工具。没有一家公司可以投资无处不在,所以对EDA公司来说,他们的相对成功将与他们做出的决定在哪里投资。

许多趋势从2020年继续。“这将是一个很好的未来,”诺曼Chang说,首席技术专家有限元分析软件。“有更多的人从事芯片设计。系统公司,如谷歌、Facebook和亚马逊正在自己的芯片可用于数据中心或其他应用程序。创造更多的球员在芯片设计,直接导致了EDA的收入。”

开车对特定于应用程序的计算是扩大。“我们正处在曲棍球棒的特定于应用程序的设计,对设计要求产生影响,”Frank Schirrmeister说集团董事,高级营销的解决方案节奏。“终端用户关注整个计算的主要行业纵向市场,消费者,移动、通信、航空航天、国防、汽车、工业、和医疗决定发展要求设计IP,芯片和系统级。”

这些设计正看到越来越多的选择。“如果医学应用是一个2020年半导体的巨大增长领域,物联网已经重新排序的所有料2021年行业动向,“卢西奥兰扎说,兰扎techVentures董事总经理。“我们看到它已经作为项目组织设计新系统方案和芯片利用开源环境和低成本的实现工具。结果是一个爆炸的新,更便宜的芯片设计,和更快速的解决方案交付目标的新的应用程序。赢家可能反过来成为未来高端芯片设计的。”

数字化
虽然该行业的数字化趋势几年,COVID迅速加快了步伐。“大流行加快了需要以洋地黄治疗一切,这将推动需求进一步集成电路和系统创新,”约瑟夫·Sawicki说执行副总裁西门子EDA。“基本上是连接到其他一切的一切,我们将开始看到AI在更多的应用程序使用更大的有效性。我们还需要设计和测试这些更加复杂的ICs的上下文数据,甚至监控领域达到新的水平的安全性和提高设计质量。”

在家工作导致了许多变化。“我认为许多事情都采用由于COVID只会保持作为一个日常的事情,”达尔科Tomusilovic说,验证主管Vtool。“开始一个新项目之前你会面对面的会议,然后经常在关键阶段的项目。没有人希望面对面的会议了。远程工作是留在这里。所有会议成为虚拟。我们的生活已经成为虚拟。任何能够给你一个竞争优势而在家工作是增加价值——更快的沟通,更好的方式来连接团队,等等。”

尽管如此,许多小姐面对面的互动。“虽然还为时过早知道这将是一个现实,半导体行业准备离开虚拟事件和过渡回到现场网络会议或虚拟和生活事件,”鲍勃·史密斯说,执行主任ESD联盟半技术社区。“尽管如此,我们在这个行业继续推进远程在家和乐观。一些行业活动将在2021年获得进一步的关注,呼吁重视反盗版措施,出口规定,以及全面的在线教育和培训。”

更系统的选择
生产和包装添加许多新的选项如何构建系统。“在越来越多的情况下,架构师可以选择来实现他们的ICssystem-in-package(SiP),2.5 d,或者堆死3 d安排到达新势力,性能,和区域需求,”西门子Sawicki说。“他们甚至想超越的美丽新世界,搬到光子集成电路,将纤维直接到集成电路或死在SiP实现更大的系统的性能。”

这些先进的技术正在改变行业的织物。“晶圆代工厂将继续提供越来越多的设计服务,”伊莎贝尔说Geday,副总裁和总经理的IP部署分工Arteris IP。“他们将会成为超级设计房子,帮助集成的价值链系统内房屋和二级集成电路公司。”

这些技术是必要的继续推进新型摩尔定律。“我们可以期望看到进一步进入延长摩尔定律通过系统组件的设计chiplets和/或3 d-ic结构,”史密斯说ESD联盟。“新自动化和验证技术将协助推动这些新方法从边缘走向主流。我们看到越来越多的开源自动化工具和IP在培训和教育,并可能与采用成熟技术的设计活动。商业工具和IP将继续照耀他们提供更广泛的设计市场,帮助推动设计低于5海里。”

这都是推动了无法满足需求为计算。“高性能计算的计算性能需求,人工智能加速度,游戏处理器,具有开关和t比特信息能力一直在增加在过去的几年中,“汤姆Wong说,营销总监,设计IP节奏。“这是推动加速采用5纳米硅,以及推动越来越大的模具尺寸。我不会感到惊讶地看到3 nm节点增加的速度比之前在2021年和2022年。为了保持权衡性能与成本和边缘技术,和投放市场的时间,我们可以轻松地预测die-to-die连接性和先进包装2.5 d插入器等TSV将得到进一步的认可。”

指更大的芯片。“设计复杂性一直推到标线限制在几个行业,由于需要启用复杂的人工智能硬件/软件/毫升,5 g通信、数字转换、和自治,“节奏的Schirrmeister说。“复杂性,3 d-ic组装技术使个人chiplets产量保持在更有利的参数和缓解的创建新配置速度导数不触及底层硅。由此产生的发展挑战由验证通过数字和自定义实现,嵌入式软件开发、装配、热流体和机电方面,都是相互依存的。组装新设计实体不涉及硬件开发人员将引入新的硅验证的挑战,尤其是在硬件/软件界面。底线,集成平台将日益成为一个要求。”

Multi-die解决方案将推动新的通信标准。“我们已经目睹了扩散die-to-die接口和die-to-die IP在多个处理节点的可用性,“节奏的Wong说。“例如,像HBM并行解决方案,112年g-xsr高速串行接口,这是一个IEEE标准,和专用的低延迟die-to-die解决方案提供最好的带宽/海滨房地产。Die-to-die连接在服务器cpu尤其受欢迎,具有开关/游戏处理器,和t比特信息能力出类拔萃。同时,寻找周围的兴奋HBI(高带宽互连)接口的数据中心的人真的推动这个die-to-die通信。也有很多活动在ODSA OpenHBI倡议。这可能是最终推动chiplets体育行业标准接口以允许更多的互操作性而不仅仅是专有的解决方案。”

这可能要求新的类型的验证。“当多个芯片土地在一个包,一个模拟器不在乎,”约翰内斯·斯塔尔说,产品营销高级总监Synopsys对此。“我们开始关心,我们看到这个出现于2020年,它可能会在未来几年实现——当我们需要开始更加关注芯片接口在同一个包中。你想确保你模仿沟通更密切,几乎进入完成模拟信号仿真。我们发表了一篇论文,作为一个研究课题,DARPA几年前,现在进入商业空间。我们预计公司这样做越来越多的在未来几年。”

开车对特定领域的架构将继续下去。“永不满足的需求神经网络计算已经提供了一个新类的动机的处理器优化专门为神经网络,”伊恩·布拉特说,研究员和高级技术主任手臂。tensor-level操作抽象的“新处理器架构将出现在几乎每一个计算平台,运行大部分的计算周期。这个新类的处理器将达到数量级的提高效率比传统计算平台,预示着整个行业计算格局的转变。”

拉伸验证
的验证格局也正在发生变化。”作为设计变得更加复杂和连接,不仅有一个更大的需要验证您的IC设计功能根据你的规格,还来验证和验证他们的上下文中工作相一致,“Sawicki说。“这是尤其如此,如果系统需要遵守一组特定的协议或标准,或者安全是强制性的。越来越多的正确做到这一点需要验证和确认技术,超越传统的领域被认为是什么EDA。高级系统公司——尤其是那些参与汽车/交通运输业发展数字双胞胎在那里他们可以彻底地测试,调试和优化他们的系统。这些都是运行在虚拟世界在机电领域与实际输入之前制造。数字的双胞胎将变得更加有用,因为自主驾驶成为连接到电网的智能基础设施。”

这可能需要重新考虑的一些问题。“最大的挑战是端到端系统,”科林·麦克拉说,副总统的验证平台的想象力的技术。“我们需要点完整的生态系统,说我们验证或验证,所有这些安全与功能已达到安全元素。很难证明你完成,或者证明当你进入下一个关卡,进入应用程序或进入工厂,所有你做的是正确的。功能安全的世界是成熟的,但大多数是一个过程,你可以给一个审计师,你真的认为,你最小的风险。”

AI /毫升架构有一个层次结构的验证需求。“这种类型的设计,最大的担忧之一的算术逻辑,“Kiran Vittal说,验证产品营销主任Synopsys对此。“他们主要为乘数和蛇美国有线电视新闻网网络。验证仿真是非常困难和需要数年才能做必要的模拟。你需要一些需要一个C模型的等价性检查和执行等价性检查对RTL表示。”

然后你需要不同的工具,可以定期验证细胞结构来验证系统级功能。最后,你需要一个第三套工具软件映射到硬件。

安全迫使变化。“安全将在2021年的一个新的意义,”杰伊•亚历山大表示Keysight高级副总裁兼首席技术官。“开发人员将解决潜在的安全问题,包括安全测试,设计周期更早。更大的重点将放在如何部署,产品使用光学和非接触式技术,消除人为干预,完全自动化网络自我修复。”

安全是需要验证的新形式。”有一个紧急需要侧信道分析,不仅对SoC,对于3 d-ic还重要,”Ansys的Chang说。“我们正看到更多的侧槽信息可以从功耗泄漏,从动力噪音,从动态电压分析,热分析或电磁噪声来自芯片。通常,需要成千上万的周期,或数以百万计的纯文本包破解的一个关键。所以这使得很多需求分析功能的工具。当我们做签字对于动态电压降,我们只需要大约20个周期,专注于峰值功率循环。然而,对于边信道信息分析或边信道泄漏分析,它需要成千上万的周期。”

开源
的RISC-V开源ISA去年席卷行业。验证正在迎头赶上。“社区需要投资于这些开源的验证标准,可定制的CPU核心,“奥利维拉Stojanovic说Vtool高级验证经理。“每个公司今天方式略有不同。投资与每一个新项目,我们有太多的时间去一个基本测试用例运行,编译,并建立某些testbench和处理器之间的通信,和软件上运行它。所以即使我们都有一个类似的方法,最后每个人都能做到不同。”

导致市场分岔。“市场分为两个区域,”Synopsys对此“斯特尔说。”一个是一个大男人可以有处理器市场专家和想要一些周围的基础设施来引导自己。还有市场的公司没有专业知识,和他们仅仅做的是使用一个可用的RISC-V IP核。预期,核心由IP添加供应商。”

这是创建新的类型的IP公司。“开源与添加服务的有前途的商业模式是CPU硬件IP,“说Arteris Geday。“IP重用将成长为高度复杂和ultra-specialized功能,一些需要认证,不能所有的SoC设计的设计师。在人工智能领域,我们看到许多这样的例子。”

生命周期管理
产品不再是完整的,当芯片从工厂回来。“使用软件,提高了生产率,企业将速度转换效率、准确性、安全性、和上市时间,“Keysight的亚历山大说。“他们会通过收集和获取信息数字化,加上先进的分析和数据可视化的使用获得的见解需要加速创新。”

这类似于逻辑设计的整合测试。“越来越多的系统公司将开始利用硅生命周期管理技术,“Siemen的Sawicki说。“这使得公司将IP块插入他们的设计集成电路设计过程的早期阶段。这些IP块监控诸如性能、功耗、错误,甚至安全漏洞在IC。这些信息可以用来识别和预测磨损问题,引发警告操作员,安排预防性维护,甚至被用来进一步细化设计和制造衍生品/下一代ICs。”

硅监测成为一个数字的双胞胎的延伸。“硅监测系统提供热热点监测、电压监测,并延迟监控、“Chang说。“这对双胞胎提供数字提供了另一个机会,共同进行实地监测传感器芯片上或在系统。我们可以提供一个仿真的解决方案,这样,当我们看到一个问题来自攷虑监测传感器很快我们可以提供诊断的解决方案,结合攷虑传感器监控解决方案。”

更专注于软件
越来越多的来自软件的功能。”对软件的需求超过了传统方法来开发它,”马克哈姆布赖顿说,软件部门的副总裁。“随着时间的推移,我们将从开发应用程序转移到开发工具可以开发应用程序代表我们。”

这一水平的功能需要一些改变。“直到去年,解锁的硬件适应性是高不可攀的力量平均软件开发人员和人工智能科学家,”尼克倪说,人工智能和软件产品营销主管赛灵思公司。“需要特定的硬件知识,但新的开源工具让软件开发人员与适应性强的硬件,同时加速生产力对硬件设计师。2021年,随着新的易于编程,fpga,适应soc将继续成为成千上万的软件开发人员更容易和人工智能科学家让他们选择下一代应用程序的硬件解决方案。”

我们的虚拟工作环境也迫使更多的功能软件。“混合动力的劳动力,社会距离,和其他稀释的历史工作将加速软件实现对产品设计和开发,”亚历山大说。“Software-led过程将在2021年发挥巨大的作用。产品设计、研发、测试、制造/生产和诊断故障诊断将通过software-led完成远程解决方案。公司将依靠软件来支持远程员工通过利用云计算和提供先进的计算能力。营销活动、客户交互和客户支持中心都将在2021年的数字转换。更大的个性化营销和沟通是有保证的。”

创业公司,中国,和人
过去几年发生的事情正在改变这个行业在几个方面。“一个领域我们需要手表的数量创业公司在硅谷或任何其他地方,”Chang说。“这是由于COVID-19。创始人是更加困难,如果你想给他们一大笔钱,你想看他们的脸。你想感受他们的个性。这变得更加困难,我认为我们将看到一个比2019年减少2020。然后我们需要看看是否会有进一步减少2021。”

政治是很重要的。“政治领袖们来来去去,”Graham说杀死,Cylynt执行主席。“在他们的任期内,贸易战争兴衰成败。什么是常数是国家竞争力在全球范围内。2020年公开的和隐蔽的延续国家知识产权收购的球员,包括那些渴望“升级”,后来控制关键技术领域,如硅制造。在2021年,我们能看到更多的IP“采购”的劳动果实开始显现。冰山一角可能透露,然而冰水线以下可能只有完全comprehendible在随后几年。”

在国际上,中国是一个手表。“中国将成为推动经济增长的国家,”Geday说。“创业公司如雨后春笋般出现在各工业部门,政府计划正在帮助基金EDA平台。中国正在寻找独立于西方国家,因此重新设计现有出类拔萃。”

这也是影响劳动力资源。“我们用来获取新的设计师来自中国,台湾,和印度,”Chang说。“他们提供很多应届毕业生,他们从美国大学有一个非常良好的教育。但与现有的政策,公司可以雇佣一些人禁止。这意味着企业必须灵活,他们必须与工程师在中国和印度。远程办公,需要特别好方法让工程师工作以外的美国一些公司已经比别人更好,但是希望我们将看到这一政策的逆转,和更多的工程师将来自中国或印度或台湾,在美国可以使用本地”

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