يؤدي الطلب القوي على رقائق أشباه الموصلات في مجالات السيارات والذكاء الاصطناعي ومعالجة البيانات والمحطات الذكية إلى تسريع تطوير صناعة أشباه الموصلات، ومن المتوقع أن يرتفع إلى 808.5 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2030. وتتوقع شركة برايس ووترهاوس كوبرز أنه في عام 2022، وسترتفع إيرادات سوق أشباه الموصلات المرتبطة بالذكاء الاصطناعي وحده إلى أكثر من 30 مليار دولار أمريكي، بمعدل نمو سنوي قدره 50%.

وفي الوقت نفسه، أصبحت رقائق أشباه الموصلات أصغر وأسرع وأكثر قوة، كما تحسنت مرونتها ووظائفها بشكل كبير. ومع ذلك، مع تزايد تعقيد التصميم، يتزايد أيضًا الطلب على قدرة التحقق والجيل القادم من تكنولوجيا التحقق. أصبح الامتثال للسلامة الوظيفية، والذي يعتمد على التتبع الكامل والتدفق الصارم للمستندات، أكثر أهمية. تتبنى شركات أشباه الموصلات بشكل متزايد مخططات تصميم إعادة استخدام الملكية الفكرية لتقصير الوقت اللازم للتسويق والامتثال للوائح. إن تبني أساليب أكثر تعقيدًا لتعزيز التصميم وإعادة الاستخدام سيؤدي إلى تغيير الأعمال وتحسين كفاءة البحث والتطوير بنسبة 20٪ على الأقل. 

بسبب مشكلة سلسلة التوريد العالمية والنمو الهائل للطلب على الرقائق، دخلت صناعة أشباه الموصلات في مرحلة تسويق واسعة النطاق، وتستمر المنافسة في السوق في التزايد. في الآونة الأخيرة، تشجع الولايات المتحدة تصنيع شرائح أشباه الموصلات من خلال التشريعات لمواصلة تعزيز تطوير سوق أشباه الموصلات. ومع التوسع التدريجي لتطبيق رقائق أشباه الموصلات في المزيد من مجالات التطبيق الجديدة، سيستمر هذا الاتجاه في السنوات القليلة المقبلة.

إن ضغط وقت الوصول إلى السوق وإعادة الاستخدام الفعال للملكية الفكرية هما من أهم المشاكل التي تواجهها شركات أشباه الموصلات، وترتبط هاتان المشكلتان ارتباطا وثيقا. على الرغم من أن إعادة استخدام الملكية الفكرية هي وسيلة فعالة لتسريع وقت الوصول إلى السوق، إلا أن الشركات تحتاج إلى تنفيذ استراتيجيات قياسية لإعادة استخدام الملكية الفكرية. أدى الافتقار إلى استراتيجيات وعمليات وأدوات دعم قياسية لإعادة الاستخدام إلى إعاقة نمو إنتاجية تصميم الرقائق بشكل خطير. إن حقيقة أن القدرة على تصميم الرقائق تتزايد بسرعة تزيد من تعقيد الوضع. ووفقاً لدراسة حديثة أجرتها جامعة ميشيغان، فإن إنتاجية تصميم الرقائق تتزايد بمعدل سنوي قدره 28%، ولكن إنتاجية أشباه الموصلات تنمو بشكل أسرع، حيث يبلغ معدل نموها السنوي 58%.


وتأتي هذه الفجوة الإنتاجية في أعقاب الاتجاه نحو زيادة تسويق أشباه الموصلات، الأمر الذي يتطلب من الشركات الحفاظ على هامش ربح معين في ظل منافسة شرسة. أصبحت استراتيجية إعادة استخدام IP القياسية شرطًا ضروريًا لتلبية الطلب في الوقت المناسب للسوق وتضييق الفجوة بين قدرة التصميم وإنتاجية التصميم.

إدارة الامتثال والامتثال

يُطلب من شركات أشباه الموصلات بشكل متزايد تلبية معايير ISO 26262 وITAR وغيرها من معايير الامتثال/السلامة الوظيفية. وهذا أمر مفهوم، لأن العديد من الأسواق التي تشجع نمو أشباه الموصلات هي تطبيقات موجهة نحو المستهلك. ومع تزايد عدد شركات أشباه الموصلات التي تقوم بتوريد الصناعات الخاضعة للتنظيم، فإنها سوف تحتاج إلى إثبات أن منتجاتها يمكن أن تلبي متطلبات السلامة. تعد مجموعة أدوات التصميم والتنفيذ التي يمكنها أتمتة وضمان إمكانية تتبع تصميم الرقائق أمرًا ضروريًا للوفاء بعملية الامتثال الصارمة.

في الوقت الحاضر، لا تزال معظم شركات أشباه الموصلات تقول إنها تستخدم العمليات اليدوية لإدارة الامتثال، ونقص الإدارة الآلية. هذه الطريقة مناسبة فقط للإدارة صغيرة الحجم، ولكن مع توسع نطاق المؤسسة، قد يصبح من الصعب أكثر فأكثر إدارة مستويات الامتثال المختلفة. إن اعتماد نهج النظام الأساسي لتحقيق الامتثال يمكن أن يوفر للفريق رؤية شاملة، مما يسهل الالتزام بالمعايير. على الرغم من وجود عدد قليل من الأدوات لتوفير الأتمتة في هذا المجال، يبدو أن الأتمتة مطلوبة لتلبية متطلبات الامتثال لهذه المعايير. يمكن استخدام النظام الأساسي لتتبع وتلخيص مستوى الامتثال لمختلف الأدوات ذات النقطة الواحدة في سيناريوهات التطبيق المحددة الخاصة بها.

النظام المضمن وتكامل IP

من المقدر أنه بحلول عام 2027، سينمو سوق الأنظمة المدمجة العالمي بنسبة 6.3٪ ليصل إلى 137.31 مليار دولار أمريكي. أصبحت البرامج المضمنة جزءًا مهمًا من العديد من المنتجات، ويتزايد عدد المنتجات التي تدمج الأجهزة والبرامج. وهذا سيجعل تصميم الشريحة أكثر تعقيدًا، الأمر الذي يتطلب التعاون بين مصممي الأجهزة ومطوري البرامج.

ومع عدم وضوح الحدود بين الأجهزة والبرامج، ستحتاج المؤسسات إلى إدارة دورة حياة التصميم الخاصة بها بطريقة موحدة وواضحة. يعد التكوين مهمًا للتعامل مع الارتباط بين مكونات الأجهزة والبرامج، ويمكن أن يتيح إمكانية التتبع ومصدرًا واحدًا للحقائق لإصدارات المكونات في التصميم.

في الشريحة النموذجية، أكثر من 40% من الرقائق مصنوعة من IC مخصص. من أجل تسريع تصميم شركة نفط الجنوب المعقدة ذات الإشارة المختلطة، أصبحت إعادة استخدام المكونات التناظرية أكثر شيوعًا. بمعنى آخر، يتم دمج المزيد والمزيد من الدوائر التناظرية في شركة نفط الجنوب. تقول معظم الشركات أن تصميم الرقائق يحتاج بشكل متزايد إلى دمج IP الجديد أو الحالي. وهذا يوضح بقوة أهمية تصميم المكونات القائمة على بروتوكول الإنترنت في صناعة أشباه الموصلات اليوم. يمكن أن تساعد إعادة استخدام مكونات IP الفريق على قضاء وقت أقل في التكامل. يمكن للإدارة الشاملة لدورة حياة IP أن توفر للمصممين منصة عالية الجودة للعثور على IP وتحديده ودمجه، وبالتالي تبسيط تكامل IP وتصميم الرقائق.

وبالإضافة إلى ذلك، فإن نطاق تطبيق التصميم 2.5D يتزايد تدريجياً. أشارت العديد من الشركات إلى أنها تقدمت بطلب أو تفكر في اعتماد تصميم 2.5D لمنتجاتها. مع تباطؤ قانون مور، من أجل الحفاظ على مستوى تكامل شركة نفط الجنوب، أصبح تصميم 2.5D تدريجيا اتجاه تطوير السوق.

التحديات في تصميم الرقائق

أصبح تصميم الرقائق أكثر تعقيدًا، ولا يمكن تخفيف مشكلة سلسلة توريد أشباه الموصلات العالمية، مما تسبب في تأثير معين على وقت التسويق وأرباح شركات أشباه الموصلات. تواجه الشركات العديد من العقبات عند محاولتها الحفاظ على ميزتها التنافسية.

يمثل العثور على عنوان IP ذي الصلة والذي يمكن إعادة استخدامه تحديًا. في الوقت الحاضر، تتمثل ممارسة شركات أشباه الموصلات في إعادة استخدام IP في المشاريع السابقة أو البحث في دليل IP الخاص بالشركة. على الرغم من أن هذه الطريقة فعالة، إلا أنها لا تستطيع إنتاج أفضل عنوان IP للمشروع المطروح. ومن أجل تحسين إنتاجية التصميم وتصميم منتجات شرائح أشباه الموصلات بشكل أفضل، تحتاج الشركات إلى البحث عن طريقة أكثر معيارية وقائمة على البيانات لتحقيق إعادة استخدام الملكية الفكرية.

يقول المصممون إن الأمر يستغرق يومًا واحدًا على الأقل أو أكثر للعثور على عنوان IP المناسب لتصميمهم لأنه من الصعب العثور على عنوان IP المناسب. بعد ذلك، يحتاج المصمم إلى التصديق على الملكية الفكرية ودمجها في التصميم. ومع ذلك، من أجل تلبية الطلب المتزايد على التصميم، لا يستطيع المصممون ببساطة قضاء يوم أو حتى أطول في البحث. لذلك، سيكون اتجاه التطوير هو تحميل البيانات التعريفية لأدوات مصادقة المؤهلات المختلفة في النظام البيئي للتصميم في دليل IP وكتالوج IP. ويساعد هذا المخطط على تنظيم عملية التكامل وتسريعها، ويمكن استخدامه أيضًا لتحديد حالة الملكية الفكرية وجودتها. في الوقت نفسه، من أجل تصنيف IP بشكل أفضل، يحتاج الفريق إلى منصة شاملة لمساعدة المصممين في العثور على حالة IP لتحسين عملية البحث، والترويج المستمر لإعادة استخدام IP وتقصير وقت التسويق.

بالإضافة إلى ذلك، يعد تتبع جودة الملكية الفكرية وتحديدها أمرًا مهمًا للغاية لإمكانية التتبع. العملية التي يحدد من خلالها المصممون ما إذا كان قد تم استيفاء المتطلبات من خلال مراجعة الأدلة الداعمة في عملية التصميم، وتتبع استخدام الملكية الفكرية في مختلف المشاريع في جميع أنحاء المؤسسة. إن وجود منصة IP تلبي المتطلبات وسيناريوهات الاستخدام يمكن أن يزود الفريق بمعلومات حول صحة IP، وهو أمر مفيد لتطبيق أفضل في المشاريع المستقبلية.

أدوات تصميم الرقائق موثوق بها من قبل قادة الصناعة

بالنسبة لشركات أشباه الموصلات، مع التطوير المستمر لتصميم الرقائق، هناك متطلبات أعلى لأدوات البنية التحتية للتصميم والتطوير. من بينها، إدارة IP، وإدارة البيانات/التحكم في الإصدار، وإدارة دورة حياة المنتج (PLM)، وإدارة المتطلبات، وتحليل التعليمات البرمجية الثابتة، وما إلى ذلك، كلها برامج سلسلة أدوات أساسية لمؤسسات أشباه الموصلات. بالإضافة إلى ذلك، اعتمدت العديد من المؤسسات أدوات تصميم الرقائق مثل سطر الأوامر والأدوات المستندة إلى واجهة المستخدم الرسومية، وتفضيلات البائعين المتعددين، وهندسة التنظيم السحابي.


إدارة IP


على الرغم من أن المزيد والمزيد من الشركات تأخذ الملكية الفكرية باعتبارها جوهر تصميم الرقائق، فإن اعتماد منصة دورة حياة الملكية الفكرية التجارية لا يزال في مرحلة مبكرة. توفر أدوات إدارة دورة حياة IP الأساس للتعاون، مما يساعد على ضمان إمكانية التتبع وسرعة وقت الوصول إلى السوق. يمكن للمصممين عرض المنتجات باستخدام IP والتعرف على الأخطاء والتصميمات المشتقة وحالة الانحدار وما إلى ذلك. توفر هذه المعلومات وقت البحث وتقلل من المخاطر غير المتوقعة، بينما تساعد الفريق على جودة الملكية الفكرية وتوزيعها وتكاملها.

إدارة البيانات/التحكم في الإصدار

تأتي حلول إدارة البيانات والتحكم في الإصدار من مجال التطوير. يمكن إرجاع هذا المخطط إلى المرحلة المبكرة للشركة، ويوفر ركيزة لإدارة الملكية الفكرية. إن وجود حل لإدارة البيانات يمكن أن يدعم تتبع IP، ويزود المهندسين ببيانات التعريف القوية اللازمة لاتخاذ القرار، ويساهم في تعاون الفرق العالمية.

ملخص

يتغير تطور صناعة أشباه الموصلات مع مرور كل يوم، وقد جلب الطلب القوي المتزايد في السوق المزيد من التحديات لمؤسسات أشباه الموصلات، وفي الوقت نفسه، أدى أيضًا إلى ظهور فرص جديدة للتنمية التكنولوجية والصناعية. نظرًا لأن تصميم الرقاقة أصبح أكثر تعقيدًا، يحتاج الفريق الفني إلى الابتكار والتكرار بشكل أسرع. يجب على الشركات تلبية طلب السوق في الوقت المحدد وتضييق الفجوة بين القدرة على التصميم وإنتاجية التصميم.

مع تزايد متطلبات الامتثال أو معايير السلامة الوظيفية لمنتجات أشباه الموصلات، أصبحت إمكانية التتبع تحديًا كبيرًا. تعد استراتيجية إعادة استخدام IP القياسية مهمة جدًا لتحقيق الاستفادة الكاملة من استثمار IP الخاص بك. يمكن لمنصة إدارة IP الفعالة أن تساعد المصممين في العثور على إصدارات IP والمصادقة عليها وإدارتها. باستخدام مثل هذا النظام الأساسي لإدارة الملكية الفكرية، يمكن إعادة استخدامه طوال المشروع، مما يمكّن المؤسسات من تسريع وقت التسويق والحفاظ على الأرباح دون التضحية بالأمن أو إمكانية التتبع. يوضح هذا البحث أن مزايا أسلوب التصميم المرتكز على IP يمكن تعظيمها باستخدام أدوات الإدارة الصحيحة. وفي الوقت نفسه، يتمتع موردو الأدوات أيضًا بفرصة فتح أسواق التطبيقات المحتملة لهذه الأدوات.

إخلاء المسؤولية: هذه المقالة منقولة من "TechSugar". تمثل هذه المقالة فقط آراء المؤلف الشخصية، ولا تمثل آراء Sacco Micro والصناعة. إنه مخصص فقط لإعادة الطباعة والمشاركة لدعم حماية حقوق الملكية الفكرية. يرجى الإشارة إلى المصدر الأصلي والمؤلف عند إعادة الطبع. وفي حالة وجود أي مخالفة يرجى التواصل معنا لحذفها.