De sterke vraag naar halfgeleiderchips op het gebied van de automobielsector, kunstmatige intelligentie (AI), gegevensverwerking en intelligente terminals versnelt de ontwikkeling van de halfgeleiderindustrie, en zal naar verwachting in 808.5 stijgen tot 2030 miljard dollar. PricewaterhouseCoopers voorspelt dat in 2022 alleen al de omzet van de AI-gerelateerde halfgeleidermarkt zal stijgen tot meer dan 30 miljard USD, met een jaarlijks groeipercentage van 50%.

Tegelijkertijd zijn halfgeleiderchips kleiner, sneller en krachtiger geworden en zijn hun flexibiliteit en functionaliteit aanzienlijk verbeterd. Naarmate het ontwerp echter steeds complexer wordt, neemt ook de vraag naar verificatiemogelijkheden en verificatietechnologie van de volgende generatie toe. Functionele veiligheidsnaleving, die afhankelijk is van volledige traceerbaarheid en een strikte documentstroom, wordt steeds belangrijker. Halfgeleiderbedrijven maken steeds vaker gebruik van ontwerpprogramma's voor hergebruik van IP-adressen om de time-to-market te verkorten en aan de regelgeving te voldoen. Het toepassen van complexere methoden om ontwerp en hergebruik te bevorderen zal het bedrijfsleven veranderen en de R&D-efficiëntie met minstens 20% verbeteren. 

Als gevolg van het mondiale aanbodketenprobleem en de explosieve groei van de vraag naar chips is de halfgeleiderindustrie een grootschalige commercialisering ingegaan en blijft de concurrentie op de markt heviger. Onlangs moedigen de Verenigde Staten de productie van halfgeleiderchips aan door middel van wetgeving om de ontwikkeling van de halfgeleidermarkt verder te bevorderen. Nu de toepassing van halfgeleiderchips zich geleidelijk uitbreidt naar meer nieuwe toepassingsgebieden, zal deze trend zich de komende jaren voortzetten.

Time-to-market-druk en effectief hergebruik van IP zijn de twee belangrijkste problemen waarmee halfgeleiderbedrijven worden geconfronteerd, en deze problemen hangen nauw met elkaar samen. Hoewel hergebruik van IP een effectieve manier is om de time-to-market te versnellen, moeten bedrijven standaardstrategieën voor IP-hergebruik implementeren. Het gebrek aan standaard hergebruikstrategieën, -processen en ondersteunende tools heeft de groei van de chipontwerpproductiviteit ernstig belemmerd. Het feit dat de mogelijkheden voor chipontwerp snel toenemen, compliceert de situatie. Volgens een recent onderzoek van de Universiteit van Michigan neemt de productiviteit van het chipontwerp toe met 28% op jaarbasis, maar groeit de productiviteit van halfgeleiders sneller, met een jaarlijks groeipercentage van 58%.


Deze productiviteitskloof volgt de trend van toenemende commercialisering van halfgeleiders, waardoor bedrijven onder hevige concurrentie een bepaalde winstmarge moeten behouden. De standaardstrategie voor IP-hergebruik wordt een noodzakelijke voorwaarde om aan de time-to-market-vraag te voldoen en de kloof tussen ontwerpcapaciteiten en ontwerpproductiviteit te verkleinen.

Compliance en compliancemanagement

Halfgeleiderbedrijven moeten steeds vaker voldoen aan ISO 26262, ITAR en andere compliance-/functionele veiligheidsnormen. Dit is begrijpelijk, omdat veel markten die de groei van halfgeleiders bevorderen, consumentgerichte toepassingen zijn. Naarmate steeds meer halfgeleiderbedrijven aan gereguleerde industrieën leveren, zullen ze moeten bewijzen dat hun producten aan de veiligheidseisen kunnen voldoen. Een reeks ontwerp- en implementatietools die de traceerbaarheid van chipontwerp kunnen automatiseren en garanderen, is essentieel om aan het strikte nalevingsproces te voldoen.

Op dit moment zeggen de meeste halfgeleiderbedrijven nog steeds dat ze handmatige processen gebruiken voor compliancebeheer en dat er een gebrek is aan geautomatiseerd beheer. Deze methode is alleen geschikt voor kleinschalig beheer, maar met de uitbreiding van de ondernemingsschaal kan het steeds moeilijker worden om verschillende nalevingsniveaus te beheren. Het hanteren van een platformbenadering om naleving te bereiken kan het team een holistisch beeld geven, waardoor het gemakkelijker wordt om aan de normen te voldoen. Hoewel er weinig tools zijn om op dit gebied automatisering te bieden, lijkt het erop dat automatisering nodig is rond de compliance-eisen van deze standaarden. Het platform kan worden gebruikt om het nalevingsniveau van verschillende single-point tools in hun specifieke toepassingsscenario's bij te houden en samen te vatten.

Embedded systeem en IP-integratie

Er wordt geschat dat de mondiale markt voor embedded systemen in 2027 met 6.3% zal groeien tot 137.31 miljard dollar. Embedded software wordt een belangrijk onderdeel van veel producten, en steeds meer producten integreren hardware en software. Dit zal het chipontwerp ingewikkelder maken, wat de samenwerking tussen hardwareontwerpers en softwareontwikkelaars vereist.

Nu de grens tussen hardware en software vervaagt, zullen bedrijven hun ontwerplevenscyclus op een uniforme en duidelijke manier moeten beheren. Configuratie is belangrijk om om te gaan met de correlatie tussen hardware- en softwarecomponenten, en kan traceerbaarheid en één enkele bron van feiten voor de componentversies in het ontwerp mogelijk maken.

In een typische chip is meer dan 40% van de chips gemaakt van op maat gemaakte IC. Om het ontwerp van complexe mixed-signal SoC te versnellen, wordt het hergebruik van analoge componenten steeds gebruikelijker. Met andere woorden: er worden steeds meer analoge circuits in SoC geïntegreerd. De meeste bedrijven zeggen dat chipontwerp steeds vaker nieuwe of bestaande IP moet integreren. Dit toont sterk het belang aan van IP-gebaseerd componentontwerp in de hedendaagse halfgeleiderindustrie. Door IP-componenten opnieuw te gebruiken, kan het team minder tijd besteden aan integratie. Uitgebreid beheer van de IP-levenscyclus kan ontwerpers een kwalitatief hoogstaand platform bieden voor het vinden, identificeren en integreren van IP, waardoor de IP-integratie en het chipontwerp worden vereenvoudigd.

Bovendien neemt de toepassingsschaal van 2.5D-ontwerp geleidelijk toe. Veel bedrijven hebben aangegeven dat ze 2.5D-ontwerp voor hun producten hebben toegepast of overwegen. Met de vertraging van de wet van Moore is 2.5D-ontwerp geleidelijk de trend van de marktontwikkeling geworden om het SoC-integratieniveau te behouden.

Uitdagingen bij chipontwerp

Het chipontwerp wordt steeds complexer en het mondiale probleem van de toeleveringsketen van halfgeleiders kan niet worden opgelost, wat een zekere impact heeft gehad op de time-to-market en de winst van halfgeleiderbedrijven. Bedrijven worden geconfronteerd met tal van obstakels wanneer ze proberen hun concurrentievoordeel te behouden.

Het vinden van relevant IE dat hergebruikt kan worden is een uitdaging. Momenteel is het de praktijk van halfgeleiderbedrijven om het IP-adres in eerdere projecten te hergebruiken of door de IP-directory van het bedrijf te zoeken. Hoewel deze methode effectief is, kan deze niet het beste IP-adres opleveren voor het betreffende project. Om de ontwerpproductiviteit te verbeteren en halfgeleiderchipproducten beter te ontwerpen, moeten bedrijven op zoek gaan naar een meer standaard en op data gebaseerde methode om hergebruik van IP te realiseren.

Ontwerpers zeggen dat het minstens een dag of langer duurt om het relevante IP-adres voor hun ontwerp te vinden, omdat het moeilijk is om het juiste IP-adres te vinden. Vervolgens moet de ontwerper de IP certificeren en in het ontwerp opnemen. Om aan de toenemende vraag naar design te voldoen, kunnen ontwerpers echter simpelweg geen dag of zelfs langer zoeken. Daarom zal het een ontwikkelingsrichting zijn om de metadata van verschillende kwalificatie-authenticatietools in het ontwerp-ecosysteem in de IP-directory en catalogus-IP te laden. Dit schema helpt bij het organiseren en versnellen van het integratieproces, en kan ook worden gebruikt om de status en kwaliteit van IP te bepalen. Tegelijkertijd heeft het team, om IP beter te kunnen classificeren, een uitgebreid platform nodig om ontwerpers te helpen de status van IP te vinden, het zoekproces te optimaliseren, hergebruik van IP continu te bevorderen en de time-to-market te verkorten.

Daarnaast is het volgen en vaststellen van de kwaliteit van IE van groot belang voor de traceerbaarheid. Het proces waarbij ontwerpers bepalen of aan de vereisten wordt voldaan door het ondersteunende bewijsmateriaal in het ontwerpproces te beoordelen, en het gebruik van IP in verschillende projecten in de hele onderneming te volgen. Het hebben van een IP-platform dat voldoet aan de vereisten en gebruiksscenario's kan het team voorzien van informatie over de IP-status, wat nuttig is voor een betere toepassing in toekomstige projecten.

Chipontwerptools waarop marktleiders vertrouwen

Voor halfgeleiderbedrijven zijn er, met de voortdurende ontwikkeling van chipontwerp, hogere eisen aan infrastructuurtools voor ontwerp en ontwikkeling. Onder hen zijn IP-beheer, gegevensbeheer/versiecontrole, productlevenscyclusbeheer (PLM), vereistenbeheer, statische code-analyse, enz. allemaal essentiële toolketensoftware voor halfgeleiderbedrijven. Bovendien hebben veel bedrijven chipontwerptools overgenomen, zoals opdrachtregel- en GUI-gebaseerde tools, voorkeur voor meerdere leveranciers en cloudorganisatie-architectuur.


IP-beheer


Hoewel steeds meer ondernemingen IP als de kern voor het chipontwerp beschouwen, bevindt de adoptie van een commercieel IP-levenscyclusplatform zich nog in een vroeg stadium. Tools voor het beheer van de IP-levenscyclus vormen de basis voor samenwerking en helpen de traceerbaarheid te garanderen en de time-to-market te versnellen. Ontwerpers kunnen producten bekijken met behulp van IP en leren over fouten, afgeleide ontwerpen, regressiestatus, enz. Deze informatie bespaart zoektijd en minimaliseert onvoorziene risico's, terwijl het team wordt geholpen bij het verbeteren, distribueren en integreren van IP.

Gegevensbeheer/versiebeheer

Databeheer- en versiebeheeroplossingen komen uit het ontwikkelingsveld. Dit plan is terug te voeren op de beginfase van het bedrijf en vormt een pijler voor het IE-beheer. Het hebben van een oplossing voor gegevensbeheer kan IP-tracking ondersteunen, ingenieurs voorzien van krachtige metadata die nodig zijn voor besluitvorming, en bijdragen aan de samenwerking van wereldwijde teams.

beknopte versie

De ontwikkeling van de halfgeleiderindustrie verandert elke dag, en de steeds krachtigere marktvraag heeft de halfgeleiderbedrijven voor meer uitdagingen gebracht, en tegelijkertijd ook nieuwe kansen voor technologische en industriële ontwikkeling ingeluid. Naarmate het chipontwerp steeds complexer wordt, moet het technische team sneller innoveren en itereren. Bedrijven moeten op tijd aan de marktvraag voldoen en de kloof tussen ontwerpcapaciteiten en ontwerpproductiviteit verkleinen.

Met de toenemende eisen voor conformiteit of functionele veiligheidsnormen van halfgeleiderproducten is traceerbaarheid een grote uitdaging geworden. De standaard IP-hergebruikstrategie is van groot belang om uw IP-investering volledig te kunnen benutten. Een effectief IP-beheerplatform kan ontwerpers helpen bij het vinden, authenticeren en beheren van IP-versies. Met behulp van dergelijk platformbeheer kan IP gedurende het hele project worden hergebruikt, waardoor bedrijven de time-to-market kunnen versnellen en hun winst kunnen behouden zonder in te boeten aan veiligheid of traceerbaarheid. Dit onderzoek toont aan dat de voordelen van een IP-centrische ontwerpmethode kunnen worden gemaximaliseerd door gebruik te maken van de juiste managementtools. Tegelijkertijd hebben gereedschapsleveranciers ook de mogelijkheid om potentiële toepassingsmarkten voor deze gereedschappen te openen.

Disclaimer: dit artikel is overgenomen van "TechSugar". Dit artikel vertegenwoordigt alleen de persoonlijke mening van de auteur en vertegenwoordigt niet de mening van Sacco Micro en de industrie. Het herdrukken en delen is alleen bedoeld om de bescherming van intellectuele eigendomsrechten te ondersteunen. Vermeld bij herdruk de originele bron en auteur. Als er sprake is van inbreuk, neem dan contact met ons op om deze te verwijderen.