La forte domanda di chip semiconduttori nei settori automobilistico, dell'intelligenza artificiale (AI), dell'elaborazione dati e dei terminali intelligenti sta accelerando lo sviluppo dell'industria dei semiconduttori e si prevede che raggiungerà gli 808.5 miliardi di dollari entro il 2030. PricewaterhouseCoopers prevede che nel 2022, i ricavi del solo mercato dei semiconduttori legati all’intelligenza artificiale aumenteranno fino a oltre 30 miliardi di dollari, con un tasso di crescita annuo del 50%.

Allo stesso tempo, i chip semiconduttori sono diventati più piccoli, più veloci e più potenti, e la loro flessibilità e funzionalità sono state notevolmente migliorate. Tuttavia, poiché la progettazione diventa sempre più complessa, aumenta anche la richiesta di capacità di verifica e di tecnologie di verifica di prossima generazione. La conformità alla sicurezza funzionale, che dipende dalla piena tracciabilità e da un rigoroso flusso di documenti, sta diventando sempre più importante. Le aziende di semiconduttori stanno adottando sempre più schemi di progettazione per il riutilizzo della proprietà intellettuale per ridurre i tempi di commercializzazione e conformarsi alle normative. L’adozione di metodi più complessi per promuovere la progettazione e il riutilizzo cambierà il business e migliorerà l’efficienza della ricerca e sviluppo di almeno il 20%. 

A causa del problema della catena di approvvigionamento globale e della crescita esplosiva della domanda di chip, l’industria dei semiconduttori è entrata in una commercializzazione su larga scala e la concorrenza sul mercato continua ad intensificarsi. Recentemente, gli Stati Uniti stanno incoraggiando la produzione di chip semiconduttori attraverso una legislazione volta a promuovere ulteriormente lo sviluppo del mercato dei semiconduttori. Con l'espansione graduale dell'applicazione dei chip semiconduttori verso nuovi campi di applicazione, questa tendenza continuerà nei prossimi anni.

La pressione del time-to-market e il riutilizzo efficace della proprietà intellettuale sono i due problemi più importanti affrontati dalle aziende di semiconduttori e questi problemi sono strettamente correlati. Sebbene il riutilizzo della proprietà intellettuale sia un modo efficace per accelerare il time-to-market, le aziende devono implementare strategie standard di riutilizzo della proprietà intellettuale. La mancanza di strategie di riutilizzo, processi e strumenti di supporto standard ha seriamente ostacolato la crescita della produttività della progettazione dei chip. Il fatto che la capacità di progettazione dei chip stia aumentando rapidamente complica la situazione. Secondo un recente studio dell’Università del Michigan, la produttività della progettazione di chip sta aumentando a un tasso annuo del 28%, ma la produttività dei semiconduttori sta crescendo più velocemente, con un tasso di crescita annuo del 58%.


Questo divario di produttività segue la tendenza alla crescente commercializzazione dei semiconduttori, che richiede alle imprese di mantenere un certo margine di profitto in una concorrenza feroce. La strategia standard di riutilizzo della proprietà intellettuale sta diventando una condizione necessaria per soddisfare la domanda di time-to-market e ridurre il divario tra capacità di progettazione e produttività della progettazione.

Conformità e gestione della conformità

Alle aziende di semiconduttori viene sempre più richiesto di soddisfare gli standard ISO 26262, ITAR e altri standard di conformità/sicurezza funzionale. Ciò è comprensibile, perché molti mercati che promuovono la crescita dei semiconduttori sono applicazioni orientate al consumatore. Poiché sempre più aziende di semiconduttori riforniscono settori regolamentati, dovranno dimostrare che i loro prodotti siano in grado di soddisfare i requisiti di sicurezza. Una suite di strumenti di progettazione e implementazione in grado di automatizzare e garantire la tracciabilità della progettazione dei chip è essenziale per soddisfare il rigoroso processo di conformità.

Al momento, la maggior parte delle aziende di semiconduttori afferma ancora di utilizzare processi manuali per la gestione della conformità e di non avvalersi di una gestione automatizzata. Questo metodo è adatto solo per la gestione su piccola scala, ma con l’espansione della scala aziendale potrebbe diventare sempre più difficile gestire i vari livelli di conformità. L'adozione di un approccio basato su una piattaforma per raggiungere la conformità può fornire al team una visione olistica, facilitando il rispetto degli standard. Sebbene esistano pochi strumenti per fornire automazione in questo campo, sembra che l’automazione sia necessaria per quanto riguarda i requisiti di conformità di questi standard. La piattaforma può essere utilizzata per monitorare e riassumere il livello di conformità di vari strumenti single-point nei loro scenari applicativi specifici.

Sistema embedded e integrazione IP

Si stima che entro il 2027 il mercato globale dei sistemi embedded crescerà del 6.3%, raggiungendo i 137.31 miliardi di dollari. Il software integrato sta diventando una parte importante di molti prodotti e sempre più prodotti integrano hardware e software. Ciò renderà la progettazione del chip più complicata, il che richiede la cooperazione tra progettisti hardware e sviluppatori software.

Con l'assottigliarsi del confine tra hardware e software, le aziende dovranno gestire il ciclo di vita della progettazione in modo unificato e chiaro. La configurazione è importante per gestire la correlazione tra componenti hardware e software e può consentire la tracciabilità e un'unica fonte di dati per le versioni dei componenti nella progettazione.

In un chip tipico, oltre il 40% dei chip è costituito da circuiti integrati personalizzati. Per velocizzare la progettazione di complessi SoC a segnale misto, il riutilizzo di componenti analogici sta diventando sempre più comune. In altre parole, sempre più circuiti analogici vengono integrati nei SoC. La maggior parte delle aziende afferma che la progettazione dei chip necessita sempre più di integrare IP nuovi o esistenti. Ciò dimostra chiaramente l'importanza della progettazione di componenti basata su IP nell'attuale settore dei semiconduttori. Il riutilizzo dei componenti IP può aiutare il team a dedicare meno tempo all'integrazione. La gestione completa del ciclo di vita dell'IP può fornire ai progettisti una piattaforma di alta qualità per trovare, identificare e integrare l'IP, semplificando così l'integrazione dell'IP e la progettazione dei chip.

Inoltre, la scala di applicazione della progettazione 2.5D sta gradualmente aumentando. Molte aziende hanno indicato di aver applicato o di prendere in considerazione l'adozione della progettazione 2.5D per i loro prodotti. Con il rallentamento della Legge di Moore, al fine di mantenere il livello di integrazione del SoC, la progettazione 2.5D è gradualmente diventata la tendenza dello sviluppo del mercato.

Sfide nella progettazione dei chip

La progettazione dei chip sta diventando sempre più complessa e il problema della catena di fornitura globale dei semiconduttori non può essere alleviato, il che ha causato un certo impatto sul time-to-market e sui profitti delle imprese di semiconduttori. Le imprese si trovano ad affrontare numerosi ostacoli quando cercano di mantenere il proprio vantaggio competitivo.

Trovare proprietà intellettuale rilevanti che possano essere riutilizzate è una sfida. Al momento, la pratica delle aziende di semiconduttori è quella di riutilizzare l'IP in progetti precedenti o di effettuare ricerche nella directory IP dell'azienda. Sebbene questo metodo sia efficace, non può produrre la migliore proprietà intellettuale per il progetto in questione. Al fine di migliorare la produttività della progettazione e progettare meglio i prodotti chip semiconduttori, le aziende devono cercare un metodo più standard e basato sui dati per realizzare il riutilizzo della proprietà intellettuale.

I progettisti affermano che ci vuole almeno un giorno o più per trovare l'IP rilevante per il loro progetto perché è difficile trovare l'IP appropriato. Quindi, il progettista deve certificare la proprietà intellettuale e incorporarla nel progetto. Tuttavia, per soddisfare la crescente domanda di design, i designer semplicemente non possono dedicare un giorno o più alla ricerca. Pertanto, sarà una direzione di sviluppo caricare i metadati di vari strumenti di autenticazione delle qualifiche nell'ecosistema di progettazione nella directory IP e nel catalogo IP. Questo schema aiuta a organizzare e accelerare il processo di integrazione e può anche essere utilizzato per determinare lo stato e la qualità della proprietà intellettuale. Allo stesso tempo, per classificare meglio la proprietà intellettuale, il team ha bisogno di una piattaforma completa che aiuti i progettisti a trovare lo stato della proprietà intellettuale per ottimizzare il processo di ricerca, promuovere continuamente il riutilizzo della proprietà intellettuale e ridurre i tempi di commercializzazione.

Inoltre, il monitoraggio e la determinazione della qualità della proprietà intellettuale sono molto importanti per la tracciabilità. Il processo attraverso il quale i progettisti determinano se i requisiti sono soddisfatti esaminando le prove di supporto nel processo di progettazione e monitorando l'utilizzo della proprietà intellettuale in vari progetti all'interno dell'azienda. Avere una piattaforma IP che soddisfi i requisiti e gli scenari di utilizzo può fornire al team informazioni sullo stato dell'IP, utili per una migliore applicazione nei progetti futuri.

Strumenti di progettazione dei chip apprezzati dai leader del settore

Per le imprese di semiconduttori, con il continuo sviluppo della progettazione dei chip, ci sono requisiti più elevati per gli strumenti infrastrutturali per la progettazione e lo sviluppo. Tra questi, la gestione IP, la gestione dei dati/controllo della versione, la gestione del ciclo di vita del prodotto (PLM), la gestione dei requisiti, l'analisi statica del codice, ecc. sono tutti software essenziali per la catena di strumenti per le aziende di semiconduttori. Inoltre, molte aziende hanno ulteriormente adottato strumenti di progettazione dei chip come strumenti a riga di comando e basati su GUI, preferenza multi-vendor e architettura organizzativa cloud.


Gestione dell'IP


Sebbene sempre più aziende considerino l’IP come il fulcro della progettazione dei chip, l’adozione della piattaforma commerciale del ciclo di vita dell’IP è ancora in una fase iniziale. Gli strumenti di gestione del ciclo di vita della proprietà intellettuale forniscono le basi per la collaborazione, contribuendo a garantire la tracciabilità e ad accelerare il time-to-market. I progettisti possono visualizzare i prodotti utilizzando l'IP e conoscere errori, progetti derivati, stato di regressione, ecc. Queste informazioni fanno risparmiare tempo nella ricerca e riducono al minimo i rischi imprevisti, aiutando al contempo il team a qualità, distribuzione e integrazione della proprietà intellettuale.

Gestione dati/controllo versione

Le soluzioni di gestione dei dati e di controllo della versione provengono dal campo dello sviluppo. Questo schema può essere fatto risalire alla fase iniziale dell’azienda e fornisce un pilastro per la gestione della proprietà intellettuale. Disporre di una soluzione di gestione dei dati può supportare il tracciamento IP, fornire agli ingegneri potenti metadati necessari per il processo decisionale e contribuire alla collaborazione di team globali.

sommario

Lo sviluppo dell’industria dei semiconduttori sta cambiando ogni giorno che passa e la domanda sempre più vigorosa del mercato ha portato nuove sfide alle imprese di semiconduttori e, allo stesso tempo, ha anche inaugurato nuove opportunità di sviluppo tecnologico e industriale. Poiché la progettazione del chip diventa sempre più complessa, il team tecnico deve innovare e iterare più rapidamente. Le imprese devono soddisfare la domanda del mercato in tempo e ridurre il divario tra capacità di progettazione e produttività della progettazione.

Con i crescenti requisiti di conformità o standard di sicurezza funzionale dei prodotti a semiconduttori, la tracciabilità è diventata una sfida importante. La strategia standard di riutilizzo della proprietà intellettuale è molto importante per sfruttare appieno il tuo investimento in proprietà intellettuale. Una piattaforma di gestione IP efficace può aiutare i progettisti a trovare, autenticare e gestire le versioni IP. Utilizzando tale piattaforma di gestione, l'IP può essere riutilizzato durante l'intero progetto, consentendo alle aziende di accelerare il time-to-market e mantenere i profitti senza sacrificare la sicurezza o la tracciabilità. Questa ricerca mostra che i vantaggi del metodo di progettazione incentrato sulla proprietà intellettuale possono essere massimizzati utilizzando i giusti strumenti di gestione. Allo stesso tempo, anche i fornitori di utensili hanno l’opportunità di aprire potenziali mercati di applicazione per questi strumenti.

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