半导体设计在未来将会产生何种变化?

国际金属加工网 2021年04月28日

晶圆厂已经满负荷生产,半导体可以在更多的产品和系统中找到,为从个人设备到自动驾驶汽车的各种设备提供动力。尽管疫情对全球经济造成了影响,但国际数据公司(IDC)表示,由于云计算和支持远程工作和学习的设备的增长,对半导体的需求仍然强劲。
它自己的研究证实了这一点。根据IDC的半导体应用预测器(SAF),2020年全球半导体收入增至4,420亿美元,比2019年增长5.4%。IDC现在预测,到2021年,半导体市场将达到4,760亿美元,这意味着7.7%同比增长率。
行业内也有一些明显的趋势。例如,PWC预测到2022年,与AI相关的半导体市场将达到300亿美元,相当于近50%的AGR。同时,对于传统的片上系统(SoC)仍然有很多地方。预计到2022年,存储芯片将继续保持最大的市场份额,而芯片将在未来几十年内占据主导地位。

新技术和新参与者

塑造半导体未来的其他因素也来自技术方向,例如对开源硬件的新兴关注。随着这一趋势的发展,它将改变组织对设计的看法,并将鼓励采用更加协作和伙伴关系的方式进行开发。
物联网正在推动对更具成本效益的半导体的大规模需求。同样,5G使带宽最终能够支持广泛的互连基础架构,例如用于运输,并结合了来自多个API连接源的输入。为了达到所需的规模,基于标准的可重用和可共享IP将成为满足设计要求的关键,但是这种方式必须支持分发和协作,同时还要满足安全性和安全性要求。开源可能是实现该规模的关键。
行业参与者的性质也在发生变化,例如引入垂直集成系统和非传统的半导体公司,他们可能更愿意创建自己的设备和平台以实现更好的控制。一个很好的例子就是苹果公司的M1,这是一款专为Mac设计的处理器,它进一步推动了他们在内部构建关键功能的承诺。这给行业增加了另一个有趣的方面,增加了竞争和创新来源。

远程协作

作为趋势的必要性,半导体设计团队不得不接受前所未有的规模的远程协作。当然,在某种程度上已经发生了这种情况,但是在许多情况下,疫情使其成为生存的必要条件。
在这些虚拟环境中,随着IP共享的规模越来越大,工作流程过程中的问题变得不可忽视。解决围绕协作和安全性的问题已成为当务之急,一旦组织实现了这一目标,他们将具备可用于改善流程的经验,而不论其在设计办公室还是在远程工作,无论其位置如何。
无论如何,半导体市场的瞬息万变的特性给设计人员带来了一些古老的挑战:与变化和复杂性保持同步,控制成本,确保项目按计划进行并符合要求,然后按时交付。许多半导体产品的发布都不符合最初的发布日期。造成影响的因素可能包括:远程团队和分散的团队之间的协作困难,公司收购导致设计孤岛,无法解决爆炸性的设计数据大小的管理问题或跟上不断增长的复杂设计环境的问题。

IP重用与过度共享

长期以来,人们一直将IP重用作为一种解决方案,以适应庞大的开发规模,避免不必要的重新发明轮子,缩短产品上市时间,并大幅度降低成本。可以重用的各种资产包括软件的源代码和二进制文件,以及诸如arm处理器内核之类的硬件IP。
理论是合理的,但是成功地管理IP重用是另一回事。许多组织拥有多个系统(包括共享驱动器和源代码管理)来存储和跟踪所有这些文件,但是这使得难以管理这些文件(更不用说重用)了。幸运的是,可以使用各种工具和技术来帮助设计人员克服这些障碍,但是这些工具和技术必须包括强大的结构和对重用的控制。共享IP是实现更快发展的途径,但也可能带来管理和安全方面的风险。IP和元数据的可追溯性(谁有权访问什么,在哪里以及如何使用这些资产)对于项目的成功至关重要。
在共享和过度共享之间需要达到平衡,这就是为什么将可追溯性,可见性和访问控制相结合对于现代半导体设计至关重要的原因。当然,手动可追溯性已被广泛采用,但是为了处理大型和复杂的项目,越来越多的组织正在使用可自动执行从需求到设计和验证的大部分过程的工具。这样可以更轻松地跟踪使用了哪些IP,何时何地以及何时使用IP,从而避免进行昂贵的设计重新设计。需求的变化可以更早,更清晰地浮出水面并传达出来。可追溯性还支持更好的远程协作。
此外,创建“单一事实来源”或数据管理平台可以将项目中的所有软件和硬件组件联合在一起。甚至小文件也变得更易于查找和重用,企业中可能有数百万个文件,而不仅仅是大型的复杂设计。单一事实来源通常基于使用版本控制系统,该版本控制系统可提供有关所有资产的实时和历史可见性,同时允许用户继续使用其首选的工具和系统。
唯一的事实来源对于确定跨系统的硬件和软件配置问题也很关键,这些问题被系统的复杂性掩盖了。反过来,这使在内部和外部的远程团队之间的协作更加容易。

克服IP泄漏

有了全面的可追溯性和可见性,那么识别和防止IP泄漏就变得更加可行,这是半导体行业中长期存在且代价高昂的问题。某些根本原因包括协作者分散,对谁可以查看和下载IP的控制不足以及用户无意中将IP导出到未经授权的来源。随着半导体市场变得越来越全球化,减轻IP泄漏至关重要。
半导体设计正经历着前所未有的变革。但是,去年的事件为我们提供了如何应对协作和文化所需变化的蓝图。好消息是,有一些工具可提供所需的可追溯性,以促进大规模的IP重用,同时也提供用于有效协作的安全性和通信层。
半导体设计在未来将看起来有所不同,但是全球疫情带来的变化将有助于推动重大技术创新的发展。

(来源:编译自网站「newelectronics」)

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