تقاضای شدید برای تراشه های نیمه هادی در زمینه های خودرو، هوش مصنوعی (AI)، پردازش داده ها و پایانه های هوشمند، توسعه صنعت نیمه هادی را سرعت می بخشد و انتظار می رود تا سال 808.5 به 2030 میلیارد دلار برسد. PricewaterhouseCoopers پیش بینی می کند که در سال 2022، درآمد بازار نیمه هادی های مرتبط با هوش مصنوعی به تنهایی به بیش از 30 میلیارد دلار افزایش می یابد، با نرخ رشد سالانه 50٪.

در عین حال، تراشههای نیمهرسانا کوچکتر، سریعتر و قدرتمندتر شدهاند و انعطافپذیری و عملکرد آنها به طور قابل توجهی بهبود یافته است. با این حال، با پیچیده تر شدن طراحی، تقاضا برای قابلیت تأیید و فناوری تأیید نسل بعدی نیز افزایش می یابد. رعایت ایمنی عملکردی، که به قابلیت ردیابی کامل و جریان دقیق اسناد بستگی دارد، روز به روز اهمیت بیشتری پیدا می کند. شرکت های نیمه هادی به طور فزاینده ای طرح های طراحی استفاده مجدد از IP را برای کوتاه کردن زمان عرضه به بازار و پیروی از مقررات اتخاذ می کنند. اتخاذ روشهای پیچیدهتر برای ارتقای طراحی و استفاده مجدد، کسبوکار را تغییر داده و کارایی تحقیق و توسعه را حداقل تا ۲۰ درصد بهبود میبخشد. 

با توجه به مشکل زنجیره تامین جهانی و رشد انفجاری تقاضای تراشه، صنعت نیمه هادی وارد تجاری سازی در مقیاس بزرگ شده است و رقابت در بازار همچنان تشدید می شود. اخیرا، ایالات متحده تولید تراشه های نیمه هادی را از طریق قانون تشویق می کند تا توسعه بازار نیمه هادی ها را بیشتر ترویج کند. با گسترش تدریجی استفاده از تراشه های نیمه هادی به حوزه های کاربردی جدیدتر، این روند در چند سال آینده ادامه خواهد داشت.

فشار زمان به بازار و استفاده مجدد موثر از IP دو مشکل مهمی است که شرکت های نیمه هادی با آن مواجه هستند و این مشکلات ارتباط نزدیکی با هم دارند. اگرچه استفاده مجدد از IP روشی موثر برای سرعت بخشیدن به زمان عرضه به بازار است، شرکت ها باید استراتژی های استاندارد استفاده مجدد از IP را پیاده سازی کنند. فقدان استراتژیها، فرآیندها و ابزارهای پشتیبانی استاندارد استفاده مجدد، به طور جدی مانع رشد بهرهوری طراحی تراشه شده است. این واقعیت که قابلیت طراحی تراشه به سرعت در حال افزایش است، وضعیت را پیچیده می کند. طبق مطالعه اخیر دانشگاه میشیگان، بهره وری طراحی تراشه با نرخ سالانه 28 درصد در حال افزایش است، اما بهره وری نیمه هادی ها با سرعت رشد سالانه 58 درصد سریعتر در حال رشد است.


این شکاف بهره وری از روند افزایش تجاری سازی نیمه هادی ها پیروی می کند که شرکت ها را ملزم به حفظ حاشیه سود معین تحت رقابت شدید می کند. استراتژی استاندارد استفاده مجدد از IP در حال تبدیل شدن به یک شرط ضروری برای پاسخگویی به تقاضای زمان تا بازار و کاهش شکاف بین قابلیت طراحی و بهرهوری طراحی است.

انطباق و مدیریت انطباق

شرکت های نیمه هادی به طور فزاینده ای ملزم به رعایت استانداردهای ISO 26262، ITAR و سایر استانداردهای انطباق/ ایمنی عملکردی هستند. این قابل درک است، زیرا بسیاری از بازارهایی که باعث رشد نیمه هادی ها می شوند، برنامه های کاربردی مصرف کننده محور هستند. از آنجایی که شرکت های نیمه هادی بیشتر و بیشتر صنایع تحت نظارت را عرضه می کنند، باید ثابت کنند که محصولاتشان می تواند الزامات ایمنی را برآورده کند. مجموعهای از ابزارهای طراحی و پیادهسازی که میتواند خودکارسازی و ردیابی طراحی تراشه را تضمین کند، برای برآورده کردن فرآیند انطباق دقیق ضروری است.

در حال حاضر، اکثر شرکت های نیمه هادی هنوز می گویند که از فرآیندهای دستی برای مدیریت انطباق و عدم مدیریت خودکار استفاده می کنند. این روش فقط برای مدیریت در مقیاس کوچک مناسب است، اما با گسترش مقیاس سازمانی، ممکن است مدیریت سطوح مختلف انطباق بیش از پیش دشوارتر شود. اتخاذ یک رویکرد پلتفرم برای دستیابی به انطباق میتواند دیدگاهی کلنگر را برای تیم فراهم کند و پیروی از استانداردها را آسانتر کند. اگرچه ابزارهای کمی برای ارائه اتوماسیون در این زمینه وجود دارد، به نظر می رسد که اتوماسیون در اطراف الزامات انطباق با این استانداردها مورد نیاز است. از این پلتفرم می توان برای ردیابی و خلاصه کردن سطح انطباق ابزارهای مختلف تک نقطه ای در سناریوهای کاربردی خاص آنها استفاده کرد.

سیستم تعبیه شده و یکپارچه سازی IP

تخمین زده می شود که تا سال 2027، بازار جهانی سیستم های جاسازی شده 6.3 درصد رشد کند و به 137.31 میلیارد دلار برسد. نرم افزارهای جاسازی شده در حال تبدیل شدن به بخش مهمی از بسیاری از محصولات هستند و محصولات بیشتر و بیشتری سخت افزار و نرم افزار را ادغام می کنند. این امر طراحی تراشه را پیچیده تر می کند که نیاز به همکاری بین طراحان سخت افزار و توسعه دهندگان نرم افزار دارد.

با محو شدن مرز بین سخت افزار و نرم افزار، شرکت ها باید چرخه عمر طراحی خود را به روشی یکپارچه و واضح مدیریت کنند. پیکربندی برای مقابله با همبستگی بین اجزای سختافزار و نرمافزار مهم است و میتواند قابلیت ردیابی و یک منبع واحد از حقایق را برای نسخههای جزء در طراحی فعال کند.

در یک تراشه معمولی، بیش از 40 درصد تراشه ها از آی سی سفارشی ساخته شده اند. به منظور سرعت بخشیدن به طراحی SoC با سیگنال مختلط پیچیده، استفاده مجدد از اجزای آنالوگ روز به روز رایج تر می شود. به عبارت دیگر، مدارهای آنالوگ بیشتر و بیشتری در SoC ادغام می شوند. اکثر شرکت ها می گویند که طراحی تراشه به طور فزاینده ای نیاز به ادغام IP جدید یا موجود دارد. این به شدت اهمیت طراحی قطعات مبتنی بر IP را در صنعت نیمه هادی امروزی نشان می دهد. استفاده مجدد از اجزای IP می تواند به تیم کمک کند تا زمان کمتری را برای یکپارچه سازی صرف کند. مدیریت چرخه حیات IP جامع می تواند بستری با کیفیت بالا برای یافتن، شناسایی و ادغام IP در اختیار طراحان قرار دهد، بنابراین یکپارچه سازی IP و طراحی تراشه را ساده می کند.

علاوه بر این، مقیاس کاربرد طراحی 2.5 بعدی به تدریج در حال افزایش است. بسیاری از شرکت ها نشان داده اند که طراحی 2.5 بعدی را برای محصولات خود اعمال کرده اند یا در نظر دارند. با کاهش سرعت قانون مور، به منظور حفظ سطح یکپارچه سازی SoC، طراحی 2.5 بعدی به تدریج به روند توسعه بازار تبدیل شده است.

چالش های طراحی تراشه

طراحی تراشه پیچیدهتر و پیچیدهتر میشود و مشکل زنجیره تامین نیمهرساناهای جهانی را نمیتوان کاهش داد، که تأثیر خاصی بر زمان بازار و سود شرکتهای نیمهرسانا داشته است. شرکت ها در تلاش برای حفظ مزیت رقابتی خود با موانع متعددی روبرو هستند.

پیدا کردن IP مربوطه که بتوان از آن استفاده مجدد کرد یک چالش است. در حال حاضر رویه شرکت های نیمه هادی استفاده مجدد از IP در پروژه های قبلی یا جستجو از طریق فهرست IP شرکت است. اگرچه این روش موثر است، اما نمی تواند بهترین IP را برای پروژه در دست تولید کند. به منظور بهبود بهره وری طراحی و طراحی بهتر محصولات تراشه نیمه هادی، شرکت ها باید به دنبال روشی استانداردتر و مبتنی بر داده برای تحقق استفاده مجدد از IP باشند.

طراحان می گویند که حداقل یک روز یا بیشتر طول می کشد تا IP مربوط به طراحی خود را پیدا کنید زیرا یافتن IP مناسب دشوار است. سپس، طراح باید IP را تأیید کند و آن را در طرح بگنجاند. با این حال، برای پاسخگویی به تقاضای روزافزون طراحی، طراحان به سادگی نمی توانند یک روز یا حتی بیشتر را صرف جستجو کنند. بنابراین، بارگذاری ابرداده ابزارهای احراز هویت مختلف در اکوسیستم طراحی در فهرست IP و IP کاتالوگ، یک جهت توسعه خواهد بود. این طرح به سازماندهی و سرعت بخشیدن به فرآیند یکپارچه سازی کمک می کند و همچنین می تواند برای تعیین وضعیت و کیفیت IP استفاده شود. در عین حال، برای طبقه بندی بهتر IP، این تیم به یک پلت فرم جامع برای کمک به طراحان برای یافتن وضعیت IP برای بهینه سازی فرآیند جستجو، ترویج مداوم استفاده مجدد از IP و کوتاه کردن زمان عرضه به بازار نیاز دارد.

علاوه بر این، ردیابی و تعیین کیفیت IP برای ردیابی بسیار مهم است. فرآیندی که طی آن طراحان با بررسی شواهد پشتیبان در فرآیند طراحی، تعیین میکنند که آیا الزامات برآورده شدهاند و استفاده از IP را در پروژههای مختلف در سراسر سازمان پیگیری میکنند. داشتن یک پلت فرم IP که الزامات و سناریوهای استفاده را برآورده می کند، می تواند اطلاعاتی در مورد سلامت IP در اختیار تیم قرار دهد که برای کاربرد بهتر در پروژه های آینده مفید است.

ابزارهای طراحی تراشه مورد اعتماد رهبران صنعت

برای شرکت های نیمه هادی، با توسعه مستمر طراحی تراشه، نیازهای بالاتری برای ابزارهای زیرساختی برای طراحی و توسعه وجود دارد. از جمله، مدیریت IP، مدیریت داده ها/کنترل نسخه، مدیریت چرخه عمر محصول (PLM)، مدیریت نیازمندی ها، تجزیه و تحلیل کد استاتیک و غیره همگی نرم افزارهای زنجیره ابزار ضروری برای شرکت های نیمه هادی هستند. علاوه بر این، بسیاری از شرکتها از ابزارهای طراحی تراشه مانند خط فرمان و ابزارهای مبتنی بر رابط کاربری گرافیکی، اولویت چند فروشنده و معماری سازمان ابری استفاده کردهاند.


مدیریت IP


اگرچه شرکت های بیشتری از IP به عنوان هسته اصلی طراحی تراشه استفاده می کنند، پذیرش پلت فرم چرخه عمر IP تجاری هنوز در مراحل اولیه است. ابزارهای مدیریت چرخه حیات IP پایه و اساس همکاری را فراهم می کند و به اطمینان از قابلیت ردیابی و سرعت بخشیدن به بازار کمک می کند. طراحان می توانند محصولات را با استفاده از IP مشاهده کنند و در مورد خطاها، طرح های مشتق، وضعیت رگرسیون و غیره اطلاعات کسب کنند. این اطلاعات در زمان جستجو صرفه جویی می کند و خطرات پیش بینی نشده را به حداقل می رساند و در عین حال به تیم در کیفیت، توزیع و یکپارچه سازی IP کمک می کند.

مدیریت داده/کنترل نسخه

راه حل های مدیریت داده و کنترل نسخه از حوزه توسعه می آیند. این طرح را می توان در مراحل اولیه شرکت دنبال کرد و ستونی برای مدیریت IP فراهم می کند. داشتن یک راه حل مدیریت داده می تواند از ردیابی IP پشتیبانی کند، ابرداده های قدرتمند مورد نیاز برای تصمیم گیری را در اختیار مهندسان قرار دهد و به همکاری تیم های جهانی کمک کند.

خلاصه

توسعه صنعت نیمه هادی ها هر روز در حال تغییر است و تقاضای فزاینده بازار چالش های بیشتری را برای شرکت های نیمه هادی به همراه آورده است و در عین حال فرصت های جدیدی را برای توسعه فناوری و صنعتی به وجود آورده است. همانطور که طراحی تراشه پیچیده تر و پیچیده تر می شود، تیم فنی نیاز به نوآوری و تکرار سریعتر دارد. شرکت ها باید تقاضای بازار را به موقع ارائه دهند و شکاف بین قابلیت طراحی و بهره وری طراحی را کاهش دهند.

با افزایش الزامات برای انطباق یا استانداردهای ایمنی عملکردی محصولات نیمه هادی، قابلیت ردیابی به یک چالش بزرگ تبدیل شده است. استراتژی استاندارد استفاده مجدد از IP برای استفاده کامل از سرمایه گذاری IP شما بسیار مهم است. یک پلتفرم مدیریت IP موثر می تواند به طراحان کمک کند تا نسخه های IP را پیدا، احراز هویت و مدیریت کنند. استفاده از چنین IP مدیریت پلتفرمی را می توان در سراسر پروژه مورد استفاده مجدد قرار داد و به شرکت ها این امکان را می دهد که زمان را برای بازاریابی و حفظ سود بدون به خطر انداختن امنیت یا قابلیت ردیابی سرعت بخشند. این تحقیق نشان می دهد که با استفاده از ابزارهای مدیریتی مناسب می توان مزایای روش طراحی IP محور را به حداکثر رساند. در عین حال، تامین کنندگان ابزار نیز این فرصت را دارند که بازارهای کاربردی بالقوه را برای این ابزارها باز کنند.

سلب مسئولیت: این مقاله از "TechSugar" تکثیر شده است. این مقاله فقط دیدگاه های شخصی نویسنده را نشان می دهد و دیدگاه های Sacco Micro و صنعت را نشان نمی دهد. این فقط برای تجدید چاپ و به اشتراک گذاری برای حمایت از حمایت از حقوق مالکیت معنوی است. لطفاً هنگام چاپ مجدد منبع و نویسنده اصلی را ذکر کنید. در صورت وجود هرگونه تخلف، لطفا با ما تماس بگیرید تا آن را حذف کنیم.