칩 설계는 많은 과제에 직면해 있지만 IP 재사용 및 통합 문제를 해결하는 방법은 무엇입니까?

자동차, 인공지능(AI), 데이터 처리, 지능형 단말기 분야에서 반도체 칩에 대한 수요가 급증하면서 반도체 산업 발전이 가속화되고 있으며, 808.5년에는 그 규모가 2030억 달러로 급증할 것으로 예상됩니다. 프라이스워터하우스쿠퍼스(PricewaterhouseCoopers)는 2022년에는 AI 관련 반도체 시장 매출만 연간 30%씩 성장해 50억 달러 이상으로 늘어날 전망이다.

동시에, 반도체 칩은 더 작고, 더 빠르고, 더 강력해졌으며, 유연성과 기능성도 크게 향상되었습니다. 그러나 설계가 점점 더 복잡해짐에 따라 검증 능력과 차세대 검증 기술에 대한 요구도 높아지고 있습니다. 완전한 추적성과 엄격한 문서 흐름에 따른 기능 안전 규정 준수가 점점 더 중요해지고 있습니다. 반도체 회사들은 출시 시간을 단축하고 규정을 준수하기 위해 IP 재사용 설계 방식을 점점 더 많이 채택하고 있습니다. 디자인과 재사용을 촉진하기 위해 보다 복잡한 방법을 채택하면 비즈니스가 변화하고 R&D 효율성이 최소 20% 향상됩니다. 

글로벌 공급망 문제와 칩 수요의 폭발적인 증가로 인해 반도체 산업은 대규모 상업화에 돌입했으며 시장 경쟁은 계속 심화되고 있습니다. 최근 미국에서는 반도체 시장 발전을 더욱 촉진하기 위해 입법을 통해 반도체 칩 제조를 장려하고 있다. 반도체 칩의 적용이 점점 더 새로운 응용 분야로 확대되면서 이러한 추세는 향후 몇 년 동안 계속될 것입니다.

시장 출시 시간에 대한 압박과 IP의 효과적인 재사용은 반도체 회사가 직면한 가장 중요한 두 가지 문제이며 이러한 문제는 밀접하게 연관되어 있습니다. IP 재사용은 출시 기간을 단축하는 효과적인 방법이지만 기업은 표준 IP 재사용 전략을 구현해야 합니다. 표준 재사용 전략, 프로세스 및 지원 도구가 부족하여 칩 설계 생산성의 성장이 심각하게 저해되었습니다. 칩 설계 능력이 급속히 향상되고 있다는 사실은 상황을 복잡하게 만듭니다. 최근 미시간대학교 연구에 따르면 칩 설계 생산성은 연간 28%씩 증가하고 있지만, 반도체 생산성은 연간 58% 증가하는 등 더 빠른 속도로 증가하고 있다.


이러한 생산성 격차는 기업이 치열한 경쟁 속에서도 일정한 이윤을 유지해야 하는 반도체 상용화 추세에 따른 것입니다. 표준 IP 재사용 전략은 출시 기간 요구 사항을 충족하고 설계 역량과 설계 생산성 간의 격차를 줄이는 데 필요한 조건이 되고 있습니다.

규정 준수 및 규정 준수 관리

반도체 회사는 점점 더 ISO 26262, ITAR 및 기타 규정 준수/기능 안전 표준을 충족해야 합니다. 반도체 성장을 촉진하는 많은 시장이 소비자 중심의 애플리케이션이기 때문에 이는 이해할 수 있는 일입니다. 점점 더 많은 반도체 회사가 규제 대상 산업에 공급함에 따라 자사 제품이 안전 요구 사항을 충족할 수 있음을 입증해야 합니다. 엄격한 규정 준수 프로세스를 충족하려면 칩 설계의 추적성을 자동화하고 보장할 수 있는 일련의 설계 및 구현 도구가 필수적입니다.

현재 대부분의 반도체 회사는 여전히 규정 준수 관리를 위해 수동 프로세스를 사용하고 있으며 자동화된 관리가 부족하다고 말합니다. 이 방법은 소규모 관리에만 적합하지만, 기업 규모가 확장되면 다양한 규정 준수 수준을 관리하는 것이 점점 더 어려워질 수 있습니다. 규정 준수를 위해 플랫폼 접근 방식을 채택하면 팀에 전체적인 시각을 제공하여 표준을 더 쉽게 준수할 수 있습니다. 이 분야에서 자동화를 제공하는 도구는 거의 없지만 이러한 표준의 규정 준수 요구 사항을 중심으로 자동화가 필요한 것 같습니다. 이 플랫폼은 특정 애플리케이션 시나리오에서 다양한 단일 지점 도구의 규정 준수 수준을 추적하고 요약하는 데 사용할 수 있습니다.

임베디드 시스템 및 IP 통합

2027년까지 전세계 임베디드 시스템 시장은 6.3% 성장해 137.31억 XNUMX천만 달러에 달할 것으로 예상됩니다. 임베디드 소프트웨어는 많은 제품에서 중요한 부분이 되고 있으며, 하드웨어와 소프트웨어를 통합하는 제품이 점점 더 많아지고 있습니다. 이로 인해 칩 설계가 더욱 복잡해지며 하드웨어 설계자와 소프트웨어 개발자 간의 협력이 필요합니다.

하드웨어와 소프트웨어 간의 경계가 모호해짐에 따라 기업은 통합되고 명확한 방식으로 설계 라이프사이클을 관리해야 합니다. 구성은 하드웨어와 소프트웨어 구성 요소 간의 상관 관계를 처리하는 데 중요하며, 이를 통해 설계의 구성 요소 버전에 대한 추적 가능성과 단일 정보 소스를 사용할 수 있습니다.

일반적인 칩에서는 칩의 40% 이상이 맞춤형 IC로 만들어집니다. 복잡한 혼합 신호 SoC의 설계 속도를 높이기 위해 아날로그 구성 요소를 재사용하는 일이 점점 더 일반화되고 있습니다. 즉, 점점 더 많은 아날로그 회로가 SoC에 통합되고 있습니다. 대부분의 기업에서는 칩 설계에 새로운 IP나 기존 IP를 통합해야 하는 필요성이 점점 더 커지고 있다고 말합니다. 이는 오늘날 반도체 산업에서 IP 기반 구성 요소 설계의 중요성을 강력하게 보여줍니다. IP 구성요소를 재사용하면 팀이 통합에 소요하는 시간을 줄일 수 있습니다. 포괄적인 IP 수명주기 관리는 설계자에게 IP를 찾고 식별하고 통합할 수 있는 고품질 플랫폼을 제공하여 IP 통합 및 칩 설계를 단순화할 수 있습니다.

또한 2.5D 디자인의 적용 규모도 점차 늘어나고 있다. 많은 기업들이 자사 제품에 2.5D 디자인을 적용했거나 채택을 고려하고 있다고 밝혔습니다. 무어의 법칙이 둔화되면서 SoC 통합 수준을 유지하기 위해 2.5D 설계가 점차 시장 발전 추세가 되었습니다.

칩 설계의 과제

칩 설계는 점점 더 복잡해지고 있으며 글로벌 반도체 공급망 문제는 완화될 수 없으며 이는 출시 기간과 반도체 기업의 이익에 일정한 영향을 미치고 있습니다. 기업은 경쟁 우위를 유지하려고 노력할 때 수많은 장애물에 직면합니다.

재사용할 수 있는 관련 IP를 찾는 것은 어려운 일입니다. 현재 반도체 기업의 관행은 이전 프로젝트에서 IP를 재사용하거나 회사의 IP 디렉토리를 통해 검색하는 것입니다. 이 방법은 효과적이지만 현재 프로젝트에 가장 적합한 IP를 생성할 수는 없습니다. 설계 생산성을 향상하고 더 나은 반도체 칩 제품 설계를 위해 기업은 IP 재사용을 실현할 수 있는 보다 표준적이고 데이터 기반 방법을 모색해야 합니다.

디자이너들은 자신의 디자인에 맞는 IP를 찾기가 어렵기 때문에 적어도 하루 이상은 걸린다고 한다. 그런 다음 설계자는 IP를 인증하고 이를 설계에 통합해야 합니다. 그러나 증가하는 디자인 수요를 충족하기 위해 디자이너는 검색하는 데 하루 또는 그 이상 시간을 보낼 수 없습니다. 따라서 디자인 생태계 내 다양한 자격 인증 도구의 메타데이터를 IP 디렉토리와 카탈로그 IP에 탑재하는 것이 개발 방향이 될 것이다. 이 체계는 통합 프로세스를 구성하고 속도를 높이는 데 도움이 되며 IP의 상태와 품질을 결정하는 데에도 사용할 수 있습니다. 동시에 IP를 더 잘 분류하기 위해 팀에는 설계자가 IP 상태를 찾아 검색 프로세스를 최적화하고 지속적으로 IP 재사용을 촉진하며 출시 시간을 단축할 수 있는 포괄적인 플랫폼이 필요합니다.

또한 IP 품질을 추적하고 결정하는 것은 추적성을 위해 매우 중요합니다. 설계자가 설계 프로세스에서 뒷받침하는 증거를 검토하여 요구 사항이 충족되는지 여부를 결정하고 기업 전체의 다양한 프로젝트에서 IP 사용을 추적하는 프로세스입니다. 요구 사항과 사용 시나리오를 충족하는 IP 플랫폼을 보유하면 팀에 IP 상태에 대한 정보를 제공할 수 있으며 이는 향후 프로젝트에서 더 나은 적용에 도움이 됩니다.

업계 리더들이 신뢰하는 칩 설계 도구

반도체 기업의 경우 칩 설계가 지속적으로 개발됨에 따라 설계 및 개발을 위한 인프라 도구에 대한 요구 사항이 높아졌습니다. 그 중 IP 관리, 데이터 관리/버전 제어, 제품 수명주기 관리(PLM), 요구 사항 관리, 정적 코드 분석 등은 모두 반도체 기업에 필수적인 툴 체인 소프트웨어입니다. 또한 많은 기업에서는 명령줄 및 GUI 기반 도구, 다중 공급업체 선호도 및 클라우드 조직 아키텍처와 같은 칩 설계 도구를 추가로 채택했습니다.


IP 관리


점점 더 많은 기업이 IP를 칩 설계의 핵심으로 삼고 있지만 상용 IP 라이프사이클 플랫폼의 채택은 아직 초기 단계입니다. IP 수명주기 관리 도구는 협업을 위한 기반을 제공하여 추적성을 보장하고 출시 기간을 단축하는 데 도움을 줍니다. 디자이너는 IP를 활용한 제품을 보고, 오류, 파생디자인, 회귀상태 등을 학습할 수 있습니다. 이 정보는 검색 시간을 절약하고 예상치 못한 위험을 최소화하는 동시에 팀이 IP 품질을 관리하고 배포 및 통합하는 데 도움이 됩니다.

데이터 관리/버전 관리

데이터 관리 및 버전 제어 솔루션은 개발 분야에서 나옵니다. 이 제도는 회사의 초기 단계까지 거슬러 올라갈 수 있으며, IP 관리의 한 축을 제공합니다. 데이터 관리 솔루션을 보유하면 IP 추적을 지원하고 엔지니어에게 의사 결정에 필요한 강력한 메타데이터를 제공하며 글로벌 팀의 협업에 기여할 수 있습니다.

개요

반도체 산업의 발전은 나날이 변화하고 있으며, 점점 더 활발해지는 시장 수요는 반도체 기업에 더 많은 도전을 가져오는 동시에 기술 및 산업 발전을 위한 새로운 기회를 가져왔습니다. 칩 설계가 점점 더 복잡해짐에 따라 기술 팀은 더 빠르게 혁신하고 반복해야 합니다. 기업은 시장 수요를 적시에 제공하고 설계 역량과 설계 생산성 간의 격차를 줄여야 합니다.

반도체 제품의 규정 준수 또는 기능 안전 표준에 대한 요구 사항이 증가함에 따라 추적성은 주요 과제가 되었습니다. 표준 IP 재사용 전략은 IP 투자를 최대한 활용하는 데 매우 중요합니다. 효과적인 IP 관리 플랫폼은 설계자가 IP 버전을 찾고, 인증하고, 관리하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이러한 플랫폼 관리 IP를 사용하면 프로젝트 전반에 걸쳐 재사용할 수 있으므로 기업은 보안이나 추적성을 희생하지 않고도 출시 시간을 단축하고 수익을 유지할 수 있습니다. 본 연구는 올바른 관리 도구를 사용함으로써 IP 중심 설계 방법의 장점이 극대화될 수 있음을 보여줍니다. 동시에 도구 공급업체는 이러한 도구에 대한 잠재적인 응용 시장을 개척할 기회도 갖습니다.

면책 조항: 이 기사는 "TechSugar"에서 복제되었습니다. 이 기사는 저자의 개인적인 견해일 뿐 Sacco Micro와 업계의 견해를 대변하지 않습니다. 지적 재산권 보호를 지원하기 위해 재인쇄 및 공유에만 사용됩니다. 재인쇄 시 원본 출처와 작성자를 명시해 주시기 바랍니다. 침해가 있는 경우 당사에 연락하여 삭제하시기 바랍니다.