自動車、人工知能（AI）、データ処理、インテリジェント端末の分野における半導体チップに対する強い需要が半導体産業の発展を加速しており、その規模は808.5年までに2030億ドルに急増すると予想されています。プライスウォーターハウスクーパースは、2022年には、 AI関連半導体市場だけでも収益は30億ドル以上に増加し、年間成長率は50％になると予測されています。

同時に、半導体チップは小型化、高速化、高性能化が進み、その柔軟性と機能性が大幅に向上しました。しかし、設計がますます複雑になるにつれて、検証機能や次世代の検証技術に対する需要も高まっています。完全なトレーサビリティと厳格な文書フローに依存する機能安全コンプライアンスは、ますます重要になっています。半導体企業は、市場投入までの時間を短縮し、規制に準拠するために、IP 再利用設計スキームを採用することが増えています。より複雑な方法を採用して設計と再利用を促進すると、ビジネスが変わり、研究開発の効率が少なくとも 20% 向上します。 

世界的なサプライチェーン問題とチップ需要の爆発的な増加により、半導体業界は大規模な商業化に突入し、市場競争は激化し続けています。最近、米国は半導体市場の発展をさらに促進するために、法律を通じて半導体チップの製造を奨励しています。半導体チップの用途はより多くの新しい応用分野に徐々に拡大しており、この傾向は今後数年間続くでしょう。

市場投入までの時間のプレッシャーと知財の効果的な再利用は、半導体企業が直面する 2 つの最も重要な問題であり、これらの問題は密接に関連しています。 IP 再利用は市場投入までの時間を短縮する効果的な方法ですが、企業は標準的な IP 再利用戦略を実装する必要があります。 標準的な再利用戦略、プロセス、およびサポートツールの欠如は、チップ設計の生産性の向上を著しく妨げています。 チップ設計能力が急速に向上しているという事実が、状況を複雑にしています。 ミシガン大学による最近の研究によると、チップ設計の生産性は年率 28% で増加していますが、半導体の生産性はそれを上回るペースで年率 58% の成長を遂げています。


この生産性ギャップは、半導体の商業化が進む傾向に伴うものであり、企業は激しい競争の下で一定の利益率を維持する必要があります。 標準的な IP 再利用戦略は、市場投入までの時間の需要に応え、設計能力と設計生産性の間のギャップを縮めるために必要な条件になりつつあります。

コンプライアンスとコンプライアンス管理

半導体企業は、ISO 26262、ITAR、その他のコンプライアンス/機能安全規格を満たすことがますます求められています。 半導体の成長を促進する市場の多くは消費者向けのアプリケーションであるため、これは当然のことです。 規制産業に供給する半導体企業が増えるにつれ、自社の製品が安全要件を満たしていることを証明する必要が出てきます。 厳格なコンプライアンス プロセスを満たすには、チップ設計のトレーサビリティを自動化して保証できる一連の設計および実装ツールが不可欠です。

現在、ほとんどの半導体企業は依然として、コンプライアンス管理に手動プロセスを使用しており、自動管理が不足していると述べています。 この方法は小規模な管理にのみ適していますが、企業規模が拡大すると、さまざまなコンプライアンスレベルの管理がますます困難になる可能性があります。 コンプライアンスを達成するためにプラットフォーム アプローチを採用すると、チームに全体的なビューが提供され、標準への準拠が容易になります。 この分野で自動化を提供するツールはほとんどありませんが、これらの標準のコンプライアンス要件を中心に自動化が必要とされているようです。 このプラットフォームを使用すると、特定のアプリケーション シナリオにおけるさまざまなシングルポイント ツールのコンプライアンス レベルを追跡し、要約することができます。

組み込みシステムとIPの統合

世界の組み込みシステム市場は 2027 年までに 6.3% 成長し、137.31 億 XNUMX 万米ドルに達すると推定されています。 組み込みソフトウェアは多くの製品の重要な部分になりつつあり、ハードウェアとソフトウェアを統合する製品が増えています。 これによりチップ設計がより複雑になり、ハードウェア設計者とソフトウェア開発者の協力が必要になります。

ハードウェアとソフトウェアの境界があいまいになるにつれ、企業は統一的かつ明確な方法で設計ライフサイクルを管理する必要があります。 構成は、ハードウェア コンポーネントとソフトウェア コンポーネント間の相関関係に対処するために重要であり、設計内のコンポーネント バージョンに関するトレーサビリティと単一の情報源を有効にすることができます。

一般的なチップでは、チップの 40% 以上がカスタム IC で作られています。 複雑なミックスシグナル SoC の設計を高速化するために、アナログ コンポーネントの再利用がますます一般的になりつつあります。 言い換えれば、ますます多くのアナログ回路が SoC に統合されています。 ほとんどの企業は、チップ設計において新規または既存の IP を統合する必要性がますます高まっていると述べています。 これは、今日の半導体業界における IP ベースのコンポーネント設計の重要性を強く示しています。 IP コンポーネントを再利用すると、チームが統合に費やす時間を短縮できます。 包括的な IP ライフサイクル管理により、IP を検索、識別、統合するための高品質のプラットフォームが設計者に提供され、IP の統合とチップ設計が簡素化されます。

また、2.5Dデザインの応用規模は徐々に拡大しています。 多くの企業が、自社製品に 2.5D デザインを適用した、または採用を検討していると表明しています。 ムーアの法則の減速に伴い、SoC の統合レベルを維持するために、2.5D 設計が徐々に市場開発のトレンドになってきました。

チップ設計における課題

チップ設計はますます複雑になり、世界的な半導体サプライチェーンの問題は解決できず、市場投入までの時間と半導体企業の利益に一定の影響を与えています。 企業は競争上の優位性を維持しようとすると、多くの障害に直面します。

再利用できる関連 IP を見つけるのは困難です。 現在、半導体企業の慣例としては、以前のプロジェクトで IP を再利用するか、企業の IP ディレクトリを検索することが行われています。 この方法は効果的ですが、当面のプロジェクトに最適な IP を生成することはできません。 設計の生産性を向上させ、半導体チップ製品の設計を改善するために、企業は IP の再利用を実現するための、より標準的でデータベースの方法を模索する必要があります。

設計者は、適切な IP を見つけるのが難しいため、設計に関連する IP を見つけるのに少なくとも 1 日以上かかると述べています。 次に、設計者は IP を認証し、それを設計に組み込む必要があります。 しかし、増大するデザインの需要に応えるために、デザイナーは検索に 1 日、あるいはそれ以上の時間を費やすことはできません。 そこで、デザインエコシステム内の各種資格認証ツールのメタデータをIPディレクトリやカタログIPにロードすることが開発の方向性となります。 このスキームは、統合プロセスを整理してスピードアップするのに役立ち、IP のステータスと品質を判断するためにも使用できます。 同時に、IP をより適切に分類するために、チームは、設計者が IP のステータスを見つけて検索プロセスを最適化し、IP の再利用を継続的に促進し、市場投入までの時間を短縮するのに役立つ包括的なプラットフォームを必要としています。

さらに、IP の品質を追跡して判断することは、トレーサビリティにとって非常に重要です。 設計者が設計プロセスで裏付けとなる証拠を検討して要件が満たされているかどうかを判断し、企業全体のさまざまなプロジェクトでの IP の使用状況を追跡するプロセス。 要件と使用シナリオを満たす IP プラットフォームがあれば、IP の健全性に関する情報がチームに提供され、将来のプロジェクトでより適切に適用するのに役立ちます。

業界リーダーから信頼されるチップ設計ツール

半導体企業にとって、チップ設計の継続的な開発に伴い、設計と開発のためのインフラストラクチャ ツールに対する要求が高まっています。 その中で、IP管理、データ管理/バージョン管理、製品ライフサイクル管理(PLM)、要件管理、静的コード分析などはすべて、半導体企業にとって不可欠なツールチェーンソフトウェアです。 さらに、多くの企業は、コマンド ラインや GUI ベースのツール、マルチベンダーの優先設定、クラウド組織アーキテクチャなどのチップ設計ツールをさらに採用しています。


知財管理


チップ設計の中核として IP を採用する企業が増えていますが、商用 IP ライフサイクル プラットフォームの導入はまだ初期段階にあります。 IP ライフサイクル管理ツールはコラボレーションの基盤を提供し、トレーサビリティを確保し、市場投入までの時間を短縮します。 設計者は、IP を使用した製品を表示し、エラー、派生設計、回帰ステータスなどについて知ることができます。 この情報により、検索時間が節約され、予期せぬリスクが最小限に抑えられると同時に、チームが IP を品質、配布、統合するのに役立ちます。

データ管理/バージョン管理

データ管理およびバージョン管理ソリューションは開発分野から生まれました。 このスキームは同社の初期段階にまで遡り、知財管理の柱となっています。 データ管理ソリューションを導入すると、IP 追跡がサポートされ、エンジニアに意思決定に必要な強力なメタデータが提供され、グローバル チームのコラボレーションに貢献できます。

要約

半導体産業の発展は日々変化しており、ますます活発になる市場需要は半導体企業にさらなる課題をもたらしていると同時に、技術と産業の発展に新たな機会をもたらしています。 チップ設計がますます複雑になるにつれて、技術チームはより迅速に革新し、反復する必要があります。 企業は市場の需要を予定通りに満たし、設計能力と設計生産性の間のギャップを縮めなければなりません。

半導体製品のコンプライアンスまたは機能安全規格に対する要件が高まるにつれ、トレーサビリティが大きな課題となっています。 標準的な IP 再利用戦略は、IP 投資を最大限に活用するために非常に重要です。 効果的な IP 管理プラットフォームは、設計者が IP バージョンを検索、認証、管理するのに役立ちます。 このようなプラットフォーム管理 IP を使用すると、プロジェクト全体で IP を再利用できるため、企業はセキュリティやトレーサビリティを犠牲にすることなく市場投入までの時間を短縮し、利益を維持できるようになります。 この調査は、適切な管理ツールを使用することで IP 中心の設計手法の利点を最大化できることを示しています。 同時に、ツールのサプライヤーには、これらのツールの潜在的なアプリケーション市場を開拓する機会もあります。

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