עיצוב השבב מתמודד עם אתגרים רבים, אבל איך לפתור את בעיית השימוש החוזר והאינטגרציה של IP?

הביקוש החזק לשבבי מוליכים למחצה בתחומי רכב, בינה מלאכותית (AI), עיבוד נתונים ומסופים חכמים מאיץ את התפתחות תעשיית המוליכים למחצה, והוא צפוי לעלות ל-808.5 מיליארד דולר עד 2030. PricewaterhouseCoopers צופה כי בשנת 2022, ההכנסות של שוק המוליכים למחצה הקשורים לבינה מלאכותית בלבד יגדלו ליותר מ-30 מיליארד דולר, עם קצב צמיחה שנתי של 50%.

במקביל, שבבי מוליכים למחצה הפכו קטנים יותר, מהירים וחזקים יותר, והגמישות והפונקציונליות שלהם שופרו משמעותית. עם זאת, ככל שהעיצוב הופך יותר ויותר מורכב, גם הדרישה ליכולת אימות וטכנולוגיית אימות מהדור הבא גוברת. עמידה בבטיחות תפקודית, התלויה בעקיבות מלאה ובזרימת מסמכים קפדנית, הופכת חשובה יותר ויותר. חברות מוליכים למחצה מאמצות יותר ויותר תוכניות עיצוב לשימוש חוזר ב-IP כדי לקצר את זמן היציאה לשוק ולציית לתקנות. אימוץ שיטות מורכבות יותר לקידום עיצוב ושימוש חוזר ישנה את העסק וישפר את יעילות המו"פ ב-20% לפחות. 

בשל בעיית שרשרת האספקה העולמית והגידול הנפיץ בביקוש לשבבים, תעשיית המוליכים למחצה נכנסה למסחור בקנה מידה גדול, והתחרות בשוק ממשיכה להתעצם. לאחרונה, ארצות הברית מעודדת ייצור שבבי מוליכים למחצה באמצעות חקיקה כדי לקדם עוד יותר את הפיתוח של שוק המוליכים למחצה. כאשר היישום של שבבי מוליכים למחצה מתרחב בהדרגה לתחומי יישומים חדשים נוספים, מגמה זו תימשך בשנים הקרובות.

לחץ זמן לשוק ושימוש חוזר יעיל ב-IP הן שתי הבעיות החשובות ביותר שעמן מתמודדות חברות מוליכים למחצה, ובעיות אלו קשורות קשר הדוק. למרות ששימוש חוזר ב-IP הוא דרך יעילה להאיץ את זמן היציאה לשוק, ארגונים צריכים ליישם אסטרטגיות שימוש חוזר ב-IP סטנדרטיות. היעדר אסטרטגיות, תהליכים וכלים תומכים סטנדרטיים לשימוש חוזר הפריע מאוד לצמיחת פרודוקטיביות עיצוב השבבים. העובדה שיכולת עיצוב השבבים גדלה במהירות מסבכת את המצב. על פי מחקר שנערך לאחרונה על ידי אוניברסיטת מישיגן, הפרודוקטיביות של עיצוב השבבים עולה בשיעור שנתי של 28%, אך הפרודוקטיביות של מוליכים למחצה צומחת מהר יותר, עם קצב צמיחה שנתי של 58%.


פער פריון זה עוקב אחר מגמת המסחור הגובר של מוליכים למחצה, המחייבת מיזמים לשמור על שולי רווח מסוים תחת תחרות עזה. אסטרטגיית השימוש החוזר הסטנדרטית ב-IP הופכת לתנאי הכרחי כדי לעמוד בדרישת הזמן לשוק ולצמצם את הפער בין יכולת העיצוב לבין פרודוקטיביות העיצוב.

ציות וניהול ציות

חברות מוליכים למחצה נדרשות יותר ויותר לעמוד בתקן ISO 26262, ITAR ותקני תאימות/בטיחות פונקציונלית אחרים. זה מובן, מכיוון ששווקים רבים המקדמים את הצמיחה של מוליכים למחצה הם יישומים מוכווני צרכן. ככל שיותר ויותר חברות מוליכים למחצה מספקות תעשיות מפוקחות, הן יצטרכו להוכיח שהמוצרים שלהן יכולים לעמוד בדרישות הבטיחות. חבילה של כלי עיצוב והטמעה שיכולים לבצע אוטומציה ולהבטיח את העקיבות של עיצוב השבבים חיונית כדי לעמוד בתהליך הציות הקפדני.

נכון לעכשיו, רוב חברות המוליכים למחצה עדיין אומרות שהן משתמשות בתהליכים ידניים לניהול תאימות, והיעדר ניהול אוטומטי. שיטה זו מתאימה רק לניהול בקנה מידה קטן, אך עם התרחבות קנה המידה הארגוני, עלול להיות קשה יותר ויותר לנהל רמות תאימות שונות. אימוץ גישת פלטפורמה להשגת תאימות יכול לספק לצוות ראייה הוליסטית, מה שמקל על עמידה בתקנים. למרות שיש מעט כלים לספק אוטומציה בתחום זה, נראה כי יש צורך באוטומציה סביב דרישות התאימות של תקנים אלה. ניתן להשתמש בפלטפורמה כדי לעקוב ולסכם את רמת התאימות של כלים נקודתיים שונים בתרחישי היישום הספציפיים שלהם.

אינטגרציה של מערכת משובצת ו-IP

ההערכה היא שעד 2027, שוק המערכות המשובצות העולמי יגדל ב-6.3% ויגיע ל-137.31 מיליארד דולר. תוכנה משובצת הופכת לחלק חשוב ממוצרים רבים, ויותר ויותר מוצרים משלבים חומרה ותוכנה. זה יהפוך את עיצוב השבב למורכב יותר, מה שמצריך שיתוף פעולה בין מעצבי חומרה ומפתחי תוכנה.

עם טשטוש הגבול בין חומרה לתוכנה, ארגונים יצטרכו לנהל את מחזור החיים העיצובי שלהם בצורה אחידה וברורה. תצורה חשובה כדי להתמודד עם המתאם בין רכיבי חומרה ותוכנה, והיא יכולה לאפשר מעקב ומקור יחיד לעובדות עבור גרסאות הרכיבים בתכנון.

בשבב טיפוסי, יותר מ-40% מהשבבים עשויים מ-IC מותאם אישית. על מנת להאיץ את העיצוב של SoC מורכב של אותות מעורבים, השימוש החוזר ברכיבים אנלוגיים הופך נפוץ יותר ויותר. במילים אחרות, יותר ויותר מעגלים אנלוגיים משולבים ב-SoC. רוב הארגונים אומרים שעיצוב שבבים צריך יותר ויותר לשלב IP חדש או קיים. זה מדגים היטב את החשיבות של עיצוב רכיבים מבוססי IP בתעשיית המוליכים למחצה של ימינו. שימוש חוזר ברכיבי IP יכול לעזור לצוות להשקיע פחות זמן באינטגרציה. ניהול מחזור חיים מקיף של IP יכול לספק למעצבים פלטפורמה איכותית לאיתור, זיהוי ושילוב IP, ובכך לפשט את שילוב ה-IP ועיצוב השבבים.

בנוסף, קנה המידה של היישום של עיצוב 2.5D הולך וגדל בהדרגה. ארגונים רבים ציינו שהם החלו או שוקלים לאמץ עיצוב 2.5D עבור המוצרים שלהם. עם ההאטה של חוק מור, על מנת לשמור על רמת האינטגרציה של SoC, עיצוב 2.5D הפך בהדרגה למגמת התפתחות השוק.

אתגרים בעיצוב שבבים

עיצוב השבבים הופך יותר ויותר מורכב, ולא ניתן להקל על בעיית שרשרת האספקה העולמית של מוליכים למחצה, מה שגרם להשפעה מסוימת על זמן היציאה לשוק והרווח של מפעלי מוליכים למחצה. ארגונים מתמודדים עם מכשולים רבים כאשר הם מנסים לשמור על היתרון התחרותי שלהם.

מציאת IP רלוונטי שניתן לעשות בו שימוש חוזר הוא אתגר. כיום, הנוהג של חברות מוליכים למחצה הוא לעשות שימוש חוזר ב-IP בפרויקטים קודמים או חיפוש דרך ספריית ה-IP של החברה. למרות ששיטה זו יעילה, היא לא יכולה לייצר את ה-IP הטוב ביותר עבור הפרויקט הנדון. על מנת לשפר את פרודוקטיביות התכנון ולעצב טוב יותר מוצרי שבב מוליכים למחצה, ארגונים צריכים לחפש שיטה סטנדרטית ומבוססת נתונים יותר למימוש שימוש חוזר ב-IP.

מעצבים אומרים שלוקח לפחות יום אחד או יותר כדי למצוא את ה-IP הרלוונטי לעיצוב שלהם מכיוון שקשה למצוא את ה-IP המתאים. לאחר מכן, המעצב צריך לאשר את ה-IP ולשלב אותו בעיצוב. עם זאת, על מנת לענות על הדרישה הגוברת של עיצוב, מעצבים פשוט לא יכולים להקדיש יום או אפילו יותר זמן בחיפושים. לכן, זה יהיה כיוון פיתוח לטעון את המטא-נתונים של כלים שונים לאימות הסמכה באקו-סיסטם העיצובי לתוך ספריית IP ו-IP בקטלוג. סכימה זו עוזרת לארגן ולהאיץ את תהליך האינטגרציה, וניתן להשתמש בה גם כדי לקבוע את המצב והאיכות של IP. יחד עם זאת, על מנת לסווג טוב יותר את ה-IP, הצוות זקוק לפלטפורמה מקיפה שתסייע למעצבים למצוא את סטטוס ה-IP כדי לייעל את תהליך החיפוש, לקדם באופן רציף שימוש חוזר ב-IP ולקצר את זמן היציאה לשוק.

בנוסף, מעקב וקביעת איכות ה-IP חשובים מאוד לעקיבות. התהליך שבו מעצבים קובעים אם הדרישות מתקיימות על ידי סקירת הראיות התומכות בתהליך התכנון, ועוקבים אחר השימוש ב-IP בפרויקטים שונים ברחבי הארגון. פלטפורמת IP העונה על הדרישות ותרחישי השימוש יכולה לספק לצוות מידע על בריאות ה-IP, מה שמועיל ליישום טוב יותר בפרויקטים עתידיים.

כלי עיצוב שבבים מהימנים על ידי מובילי התעשייה

עבור ארגוני מוליכים למחצה, עם פיתוח מתמשך של עיצוב שבבים, יש דרישות גבוהות יותר לכלי תשתית לתכנון ופיתוח. ביניהם, ניהול IP, ניהול נתונים/בקרת גרסאות, ניהול מחזור חיים של המוצר (PLM), ניהול דרישות, ניתוח קוד סטטי וכו' הם כולם תוכנות שרשרת כלים חיוניות עבור ארגוני מוליכים למחצה. בנוסף, ארגונים רבים אימצו עוד כלי עיצוב שבבים כגון שורת פקודה וכלים מבוססי GUI, העדפות מרובות ספקים וארכיטקטורת ארגון ענן.


ניהול IP


למרות שיותר ויותר ארגונים לוקחים את ה-IP בתור הליבה לתכנון שבבים, האימוץ של פלטפורמת מחזור חיים IP מסחרית עדיין בשלב מוקדם. כלי ניהול מחזור החיים של IP מספקים את הבסיס לשיתוף פעולה, ומסייעים להבטיח מעקב ומהירות זמן לשוק. מעצבים יכולים לצפות במוצרים באמצעות IP וללמוד על שגיאות, עיצובים נגזרות, מצב רגרסיה וכו'. מידע זה חוסך זמן חיפוש וממזער סיכונים בלתי צפויים, תוך סיוע לצוות לאיכות, להפיץ ולשלב IP.

ניהול נתונים/בקרת גרסאות

פתרונות ניהול נתונים ובקרת גרסאות מגיעים מתחום הפיתוח. ניתן לאתר את התוכנית הזו לשלב המוקדם של החברה, והיא מהווה נדבך לניהול IP. פתרון ניהול נתונים יכול לתמוך במעקב IP, לספק למהנדסים מטא נתונים רבי עוצמה הדרושים לקבלת החלטות ולתרום לשיתוף הפעולה של צוותים גלובליים.

תקציר

ההתפתחות של תעשיית המוליכים למחצה משתנה עם כל יום שעובר, והביקוש הנמרץ יותר ויותר בשוק הביאה אתגרים נוספים למפעלי המוליכים למחצה, ובמקביל, היא גם הביאה הזדמנויות חדשות לפיתוח טכנולוגי ותעשייתי. ככל שעיצוב השבבים הופך מורכב יותר ויותר, הצוות הטכני צריך לחדש ולחזור מהר יותר. ארגונים חייבים לספק את דרישת השוק בזמן ולצמצם את הפער בין יכולת העיצוב לבין פרודוקטיביות העיצוב.

עם הגדלת הדרישות לתאימות או תקני בטיחות פונקציונליים של מוצרי מוליכים למחצה, העקיבות הפכה לאתגר גדול. אסטרטגיית השימוש החוזר הסטנדרטית ב-IP חשובה מאוד כדי לעשות שימוש מלא בהשקעת ה-IP שלך. פלטפורמת ניהול IP יעילה יכולה לעזור למעצבים למצוא, לאמת ולנהל גרסאות IP. שימוש חוזר ב-IP לניהול פלטפורמה יכול לשמש לאורך כל הפרויקט, מה שמאפשר לארגונים להאיץ את זמן היציאה לשוק ולשמור על רווחים מבלי לוותר על אבטחה או מעקב. מחקר זה מראה שניתן למקסם את היתרונות של שיטת עיצוב ממוקדת IP על ידי שימוש בכלי הניהול הנכונים. במקביל, לספקי כלים יש גם הזדמנות לפתוח שווקי יישומים פוטנציאליים עבור כלים אלו.

כתב ויתור: מאמר זה משוכפל מתוך "TechSugar". מאמר זה מייצג רק את דעותיו האישיות של המחבר, ואינו מייצג את דעותיהם של Sacco Micro והתעשייה. זה מיועד רק להדפסה מחדש ולשיתוף כדי לתמוך בהגנה על זכויות קניין רוחני. נא לציין את המקור והמחבר המקורי בעת ההדפיסה המחודשת. אם יש הפרה כלשהי, אנא צור איתנו קשר כדי למחוק אותה.