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Neue Trends entstehen? Wie wird sich das Halbleiterdesign in Zukunft entwickeln?

2022-03-17 1049


Waferfabriken produzieren auf Hochtouren, und Halbleiter finden sich in immer mehr Produkten und Systemen, um verschiedene Geräte anzutreiben, von persönlichen Geräten bis hin zu selbstfahrenden Autos. Trotz der Auswirkungen der Epidemie auf die Weltwirtschaft sagte die International Data Corporation (IDC), dass die Nachfrage nach Halbleitern aufgrund des Wachstums von Cloud Computing und Geräten, die Remote-Arbeit und -Lernen unterstützen, immer noch stark sei.Eigene Untersuchungen bestätigen dies. Laut dem Semiconductor Application Predictor (SAF) von IDC wird der weltweite Halbleiterumsatz im Jahr 442 auf 2020 Milliarden US-Dollar steigen, was einem Anstieg von 5.4 % gegenüber 2019 entspricht. IDC prognostiziert nun, dass der Halbleitermarkt bis 2021 476 Milliarden US-Dollar erreichen wird, was einer Wachstumsrate von 7.7 % gegenüber dem Vorjahr entspricht.Es gibt auch einige offensichtliche Trends in der Branche. PWC prognostiziert beispielsweise, dass der Halbleitermarkt im Zusammenhang mit KI bis 2022 30 Milliarden US-Dollar erreichen wird, was fast 50 % der AGR entspricht. Gleichzeitig gibt es immer noch viele Plätze für das traditionelle System-on-Chip (SoC). Es wird erwartet, dass Speicherchips bis 2022 weiterhin den größten Marktanteil halten und Chips in den nächsten Jahrzehnten dominieren werden.
           

Neue Technologien und neue Teilnehmer


  Auch andere Faktoren, die die Zukunft der Halbleiter prägen, kommen aus der technischen Richtung, etwa die aufkommende Sorge um Open-Source-Hardware. Die Entwicklung dieses Trends wird die Sichtweise der Organisation auf Design verändern und einen kollaborativeren und partnerschaftlicheren Entwicklungsansatz fördern.Das Internet der Dinge treibt die große Nachfrage nach kostengünstigeren Halbleitern voran. In ähnlicher Weise ermöglicht 5G Bandbreite, um schließlich eine breite Palette miteinander verbundener Infrastrukturen zu unterstützen, beispielsweise für den Transport, und kombiniert Eingaben von mehreren API-Verbindungsquellen. Um die erforderliche Skalierung zu erreichen, wird standardbasiertes wiederverwendbares und gemeinsam nutzbares IP der Schlüssel zur Erfüllung der Designanforderungen sein. Diese Methode muss jedoch die Verteilung und Zusammenarbeit unterstützen und gleichzeitig die Sicherheitsanforderungen erfüllen. Open Source könnte der Schlüssel zu dieser Größenordnung sein.Auch die Art der Branchenteilnehmer verändert sich, beispielsweise durch die Einführung vertikal integrierter Systeme und nicht-traditioneller Halbleiterunternehmen. Sie sind möglicherweise eher bereit, eigene Geräte und Plattformen zu entwickeln, um eine bessere Kontrolle zu erreichen. Ein gutes Beispiel ist Apples M1, ein für Mac entwickelter Prozessor, der das Engagement des Unternehmens, Schlüsselfunktionen intern zu entwickeln, weiter unterstreicht. Dies fügt der Branche einen weiteren interessanten Aspekt hinzu und erhöht die Wettbewerbs- und Innovationsquellen.
           

Remote-Zusammenarbeit


 Als Notwendigkeit des Trends muss das Halbleiterdesignteam das beispiellose Ausmaß der Remote-Zusammenarbeit akzeptieren. Natürlich ist dies in gewissem Maße geschehen, aber in vielen Fällen ist es aufgrund der Epidemie eine notwendige Überlebensbedingung.In diesen virtuellen Umgebungen können mit dem zunehmenden Umfang der IP-Freigabe die Probleme im Arbeitsablauf nicht ignoriert werden. Die Lösung der Probleme im Zusammenhang mit Zusammenarbeit und Sicherheit hat höchste Priorität. Sobald Organisationen dieses Ziel erreichen, verfügen sie über Erfahrungen, die zur Verbesserung von Prozessen genutzt werden können, unabhängig davon, ob sie im Konstruktionsbüro oder remote arbeiten, unabhängig von ihrem Standort.Auf jeden Fall haben die sich ständig verändernden Eigenschaften des Halbleitermarkts die Designer vor einige alte Herausforderungen gestellt: mit Veränderungen und Komplexitäten Schritt zu halten, die Kosten zu kontrollieren, sicherzustellen, dass das Projekt im Zeitplan verläuft und die Anforderungen erfüllt, und dann pünktlich zu liefern. Die Veröffentlichung vieler Halbleiterprodukte entspricht nicht dem ursprünglichen Veröffentlichungsdatum. Zu den Einflussfaktoren können gehören: die Schwierigkeit der Zusammenarbeit zwischen Remote-Teams und verstreuten Teams, die isolierte Insel des Designs, die durch die Firmenübernahme entsteht, die Unfähigkeit, das Managementproblem der explosiven Designdatengröße zu lösen, oder das Problem, mit der zunehmenden Komplexität des Designs Schritt zu halten Umfeld.
 
           

IP-Wiederverwendung und übermäßige gemeinsame Nutzung


  Seit langem nutzen Menschen die Wiederverwendung von IP als Lösung, um sich an den enormen Entwicklungsumfang anzupassen, unnötige Neuerfindungen des Rades zu vermeiden, die Zeit bis zur Markteinführung von Produkten zu verkürzen und die Kosten erheblich zu senken. Zu den verschiedenen Assets, die wiederverwendet werden können, gehören Quellcode und Binärdateien von Software sowie Hardware-IP wie Arm-Prozessorkerne.Die Theorie ist vernünftig, aber die erfolgreiche Verwaltung der IP-Wiederverwendung ist eine andere Sache. Viele Organisationen verfügen über mehrere Systeme (einschließlich freigegebener Laufwerke und Quellcodeverwaltung), um alle diese Dateien zu speichern und zu verfolgen. Dies erschwert jedoch die Verwaltung (geschweige denn die Wiederverwendung) dieser Dateien. Glücklicherweise können verschiedene Tools und Technologien verwendet werden, um Designern bei der Überwindung dieser Hindernisse zu helfen. Diese Tools und Technologien müssen jedoch eine starke Struktur und Kontrolle der Wiederverwendung umfassen. Die gemeinsame Nutzung von IP ist eine Möglichkeit, eine schnellere Entwicklung zu erreichen, kann jedoch auch Risiken bei der Verwaltung und Sicherheit mit sich bringen. Und die Rückverfolgbarkeit von IP-Metadaten (wer hat Zugriff auf was, wo und wie diese Assets verwendet werden) ist entscheidend für den Erfolg des Projekts.Es besteht ein Gleichgewicht zwischen Teilen und übermäßigem Teilen, weshalb die Kombination aus Rückverfolgbarkeit, Sichtbarkeit und Zugriffskontrolle für modernes Halbleiterdesign unerlässlich ist. Natürlich ist die manuelle Rückverfolgbarkeit weit verbreitet, aber um große und komplexe Projekte abzuwickeln, verwenden immer mehr Unternehmen Tools, die die meisten Prozesse von den Anforderungen bis zum Design und der Verifizierung automatisch durchführen können. Dies macht es einfacher zu verfolgen, welche IP wann, wo und wann verwendet wird, und vermeidet so eine kostspielige Neugestaltung des Designs. Nachfrageveränderungen können früher und deutlicher sichtbar und kommuniziert werden. Die Rückverfolgbarkeit ermöglicht auch eine bessere Remote-Zusammenarbeit.Darüber hinaus kann die Schaffung einer „einzelnen Faktenquelle“ oder Datenmanagementplattform alle Software- und Hardwarekomponenten in einem Projekt vereinen. Selbst kleine Dateien lassen sich leichter finden und wiederverwenden. In einem Unternehmen gibt es möglicherweise Millionen von Dateien, nicht nur große und komplexe Designs. Eine einzige Faktenquelle basiert in der Regel auf der Verwendung eines Versionskontrollsystems, das Echtzeit- und Verlaufstransparenz über alle Assets bietet und es den Benutzern gleichzeitig ermöglicht, weiterhin ihre bevorzugten Tools und Systeme zu verwenden.

Die einzige Faktenquelle ist auch entscheidend, um systemübergreifende Hardware- und Softwarekonfigurationsprobleme zu ermitteln, die durch die Komplexität des Systems maskiert werden. Dies wiederum erleichtert die Zusammenarbeit zwischen internen und externen Remote-Teams.
           

IP-Leckage überwinden


  Mit umfassender Rückverfolgbarkeit und Transparenz wird es einfacher, IP-Lecks zu erkennen und zu verhindern, die in der Halbleiterindustrie ein seit langem bestehendes und kostspieliges Problem darstellen. Zu den Hauptursachen gehören verstreute Mitarbeiter, unzureichende Kontrolle darüber, wer IP-Adressen anzeigen und herunterladen kann, und Benutzer, die versehentlich IP-Adressen an nicht autorisierte Quellen exportieren. Da der Halbleitermarkt immer globaler wird, ist es sehr wichtig, IP-Lecks zu reduzieren.Das Halbleiterdesign unterliegt beispiellosen Veränderungen. Die Ereignisse des letzten Jahres haben uns jedoch eine Blaupause dafür geliefert, wie wir mit den Veränderungen umgehen können, die Zusammenarbeit und Kultur erfordern. Die gute Nachricht ist, dass es einige Tools gibt, die die erforderliche Rückverfolgbarkeit bieten können, um die Wiederverwendung von IP in großem Maßstab zu fördern, und gleichzeitig Sicherheits- und Kommunikationsebenen für eine effektive Zusammenarbeit bereitstellen.

Das Halbleiterdesign wird in Zukunft anders aussehen, aber die durch die globale Epidemie verursachten Veränderungen werden dazu beitragen, die Entwicklung wichtiger technologischer Innovationen zu fördern.


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