Высокий спрос на полупроводниковые чипы в области автомобилей, искусственного интеллекта (ИИ), обработки данных и интеллектуальных терминалов ускоряет развитие полупроводниковой промышленности, и ожидается, что к 808.5 году он вырастет до 2030 миллиардов долларов США. PricewaterhouseCoopers прогнозирует, что в 2022 году доход только от рынка полупроводников, связанного с искусственным интеллектом, увеличится до более чем 30 миллиардов долларов США с ежегодным темпом роста 50%.

В то же время полупроводниковые чипы стали меньше, быстрее и мощнее, а их гибкость и функциональность значительно улучшились. Однако по мере того, как конструкция становится все более и более сложной, растет и спрос на возможности проверки и технологии проверки нового поколения. Соблюдение функциональной безопасности, которое зависит от полной прослеживаемости и строгого документооборота, становится все более важным. Полупроводниковые компании все чаще применяют схемы повторного использования IP, чтобы сократить время выхода на рынок и обеспечить соответствие нормативным требованиям. Внедрение более сложных методов продвижения дизайна и повторного использования изменит бизнес и повысит эффективность НИОКР как минимум на 20%. 

Из-за глобальной проблемы с цепочками поставок и взрывного роста спроса на чипы полупроводниковая промышленность вступила в масштабную коммерциализацию, и рыночная конкуренция продолжает усиливаться. В последнее время Соединенные Штаты поощряют производство полупроводниковых чипов посредством законодательства, способствующего дальнейшему развитию рынка полупроводников. Поскольку применение полупроводниковых чипов постепенно расширяется и охватывает все новые области применения, эта тенденция сохранится в ближайшие несколько лет.

Сроки выхода на рынок и эффективное повторное использование интеллектуальной собственности — две наиболее важные проблемы, с которыми сталкиваются компании, производящие полупроводники, и эти проблемы тесно связаны между собой. Хотя повторное использование IP является эффективным способом ускорить выход на рынок, предприятиям необходимо реализовать стандартные стратегии повторного использования IP. Отсутствие стандартных стратегий повторного использования, процессов и вспомогательных инструментов серьезно препятствовало росту производительности проектирования микросхем. Тот факт, что возможности проектирования чипов быстро растут, усложняет ситуацию. Согласно недавнему исследованию Мичиганского университета, производительность проектирования микросхем увеличивается на 28% в год, но производительность полупроводников растет быстрее, с годовым темпом роста 58%.


Этот разрыв в производительности следует за тенденцией увеличения коммерциализации полупроводников, что требует от предприятий поддержания определенной нормы прибыли в условиях жесткой конкуренции. Стандартная стратегия повторного использования IP становится необходимым условием для удовлетворения спроса на рынке и сокращения разрыва между возможностями проектирования и производительностью проектирования.

Комплаенс и управление соблюдением требований

От полупроводниковых компаний все чаще требуют соблюдения стандартов ISO 26262, ITAR и других стандартов функциональной безопасности. Это понятно, поскольку многие рынки, способствующие росту полупроводников, ориентированы на потребителя. Поскольку все больше и больше компаний-производителей полупроводников поставляют продукцию в регулируемые отрасли, им необходимо будет доказать, что их продукция соответствует требованиям безопасности. Набор инструментов проектирования и реализации, которые могут автоматизировать и обеспечить отслеживаемость конструкции микросхем, необходим для соблюдения строгого процесса соответствия.

В настоящее время большинство компаний-производителей полупроводников по-прежнему заявляют, что они используют ручные процессы для обеспечения соответствия требованиям и испытывают недостаток в автоматизированном управлении. Этот метод подходит только для управления небольшими масштабами, но с расширением масштаба предприятия управлять различными уровнями соответствия может становиться все сложнее. Принятие платформенного подхода для достижения соответствия может предоставить команде целостное представление, что облегчит соблюдение стандартов. Хотя инструментов для автоматизации в этой области мало, похоже, что автоматизация необходима для обеспечения соответствия требованиям этих стандартов. Платформу можно использовать для отслеживания и обобщения уровня соответствия различных одноточечных инструментов в конкретных сценариях их применения.

Интеграция встроенной системы и IP

Предполагается, что к 2027 году мировой рынок встраиваемых систем вырастет на 6.3% и достигнет 137.31 млрд долларов США. Встроенное программное обеспечение становится важной частью многих продуктов, и все больше и больше продуктов объединяют аппаратное и программное обеспечение. Это усложнит конструкцию чипа, что потребует сотрудничества между разработчиками аппаратного обеспечения и разработчиками программного обеспечения.

Поскольку граница между аппаратным и программным обеспечением стирается, предприятиям необходимо будет управлять жизненным циклом проектирования единым и понятным способом. Конфигурация важна для обеспечения корреляции между аппаратными и программными компонентами и может обеспечить отслеживаемость и единый источник фактов для версий компонентов в проекте.

В типичном чипе более 40% микросхем изготовлены на заказ. Чтобы ускорить разработку сложных SoC со смешанными сигналами, повторное использование аналоговых компонентов становится все более распространенным. Другими словами, в SoC интегрируется все больше и больше аналоговых схем. Большинство предприятий утверждают, что при проектировании микросхем все чаще требуется интегрировать новую или существующую интеллектуальную собственность. Это наглядно демонстрирует важность проектирования компонентов на основе IP в современной полупроводниковой промышленности. Повторное использование IP-компонентов может помочь команде тратить меньше времени на интеграцию. Комплексное управление жизненным циклом IP может предоставить разработчикам высококачественную платформу для поиска, идентификации и интеграции IP, тем самым упрощая интеграцию IP и проектирование микросхем.

Кроме того, постепенно расширяются масштабы применения 2.5D-проектирования. Многие предприятия указали, что они применили или рассматривают возможность внедрения 2.5D-проектирования для своей продукции. С замедлением действия закона Мура, чтобы поддерживать уровень интеграции SoC, дизайн 2.5D постепенно стал тенденцией развития рынка.

Проблемы проектирования микросхем

Проектирование микросхем становится все более сложным, и проблема глобальной цепочки поставок полупроводников не может быть решена, что оказывает определенное влияние на время выхода на рынок и прибыль полупроводниковых предприятий. Предприятия сталкиваются с многочисленными препятствиями, пытаясь сохранить свое конкурентное преимущество.

Найти подходящий IP-адрес, который можно использовать повторно, является непростой задачей. В настоящее время практика полупроводниковых компаний заключается в повторном использовании ИС в предыдущих проектах или поиске в каталоге ИС компании. Хотя этот метод эффективен, он не может обеспечить наилучший IP для данного проекта. Чтобы повысить производительность проектирования и улучшить проектирование полупроводниковых чипов, предприятиям необходимо искать более стандартный и основанный на данных метод реализации повторного использования интеллектуальной собственности.

Дизайнеры говорят, что поиск подходящего IP для их проекта занимает как минимум один день или больше, потому что найти подходящий IP сложно. Затем проектировщику необходимо сертифицировать интеллектуальную собственность и включить ее в проект. Однако, чтобы удовлетворить растущий спрос на дизайн, дизайнеры просто не могут тратить день или даже больше времени на поиски. Таким образом, направлением развития будет загрузка метаданных различных инструментов аутентификации квалификации в экосистеме дизайна в каталог IP и каталог IP. Данная схема помогает организовать и ускорить процесс интеграции, а также может использоваться для определения статуса и качества ИП. В то же время, чтобы лучше классифицировать интеллектуальную собственность, команде нужна комплексная платформа, которая поможет дизайнерам определить статус интеллектуальной собственности, оптимизировать процесс поиска, постоянно продвигать повторное использование интеллектуальной собственности и сокращать время выхода на рынок.

Кроме того, отслеживание и определение качества интеллектуальной собственности очень важно для отслеживания. Процесс, с помощью которого проектировщики определяют, соблюдаются ли требования, анализируя подтверждающие данные в процессе проектирования, и отслеживают использование интеллектуальной собственности в различных проектах на предприятии. Наличие IP-платформы, соответствующей требованиям и сценариям использования, может предоставить команде информацию о работоспособности IP, что будет полезно для лучшего применения в будущих проектах.

Инструменты проектирования микросхем, которым доверяют лидеры отрасли

Для полупроводниковых предприятий с постоянным развитием дизайна микросхем предъявляются более высокие требования к инфраструктурным инструментам проектирования и разработки. Среди них управление интеллектуальной собственностью, управление данными/контроль версий, управление жизненным циклом продукта (PLM), управление требованиями, статический анализ кода и т. д. — все это важные программные инструменты для полупроводниковых предприятий. Кроме того, многие предприятия в дальнейшем внедрили инструменты проектирования микросхем, такие как инструменты командной строки и графического пользовательского интерфейса, предпочтения нескольких поставщиков и облачную организационную архитектуру.


IP-управление


Хотя все больше и больше предприятий используют IP в качестве основы для проектирования чипов, внедрение коммерческой платформы жизненного цикла IP все еще находится на ранней стадии. Инструменты управления жизненным циклом IP обеспечивают основу для совместной работы, помогая обеспечить отслеживаемость и ускорить выход на рынок. Дизайнеры могут просматривать продукты с использованием IP и узнавать об ошибках, производных конструкциях, статусе регрессии и т. д. Эта информация экономит время поиска и сводит к минимуму непредвиденные риски, помогая команде обеспечивать качество, распространять и интегрировать интеллектуальную собственность.

Управление данными/контроль версий

Решения по управлению данными и контролю версий пришли из области разработки. Эту схему можно проследить еще на раннем этапе существования компании, и она обеспечивает основу для управления интеллектуальной собственностью. Наличие решения по управлению данными может поддерживать отслеживание IP, предоставлять инженерам мощные метаданные, необходимые для принятия решений, и способствовать сотрудничеству глобальных команд.

резюме

Развитие полупроводниковой промышленности меняется с каждым днем, и все более активный рыночный спрос создает все больше проблем для полупроводниковых предприятий и в то же время открывает новые возможности для технологического и промышленного развития. Поскольку конструкция чипа становится все более сложной, технической команде необходимо внедрять инновации и выполнять итерации быстрее. Предприятия должны своевременно удовлетворять рыночный спрос и сокращать разрыв между проектными возможностями и производительностью проектирования.

С ростом требований к соблюдению стандартов функциональной безопасности полупроводниковой продукции отслеживание стало серьезной проблемой. Стандартная стратегия повторного использования ИС очень важна для полного использования ваших инвестиций в ИС. Эффективная платформа управления IP может помочь проектировщикам находить, аутентифицировать версии IP и управлять ими. При использовании такой платформы управления интеллектуальной собственностью можно повторно использовать на протяжении всего проекта, что позволяет предприятиям ускорить выход на рынок и поддерживать прибыль, не жертвуя безопасностью или отслеживаемостью. Это исследование показывает, что преимущества метода проектирования, ориентированного на IP, можно максимизировать за счет использования правильных инструментов управления. В то же время поставщики инструментов также имеют возможность открыть потенциальные рынки применения этих инструментов.

Отказ от ответственности: Эта статья воспроизведена из «TechSugar». Эта статья отражает только личную точку зрения автора и не отражает точку зрения Sacco Micro и отрасли. Он предназначен только для перепечатки и распространения в целях защиты прав интеллектуальной собственности. При перепечатке просьба указывать первоисточник и автора. Если есть какие-либо нарушения, пожалуйста, свяжитесь с нами, чтобы удалить их.