Çip tasarımı birçok zorlukla karşı karşıyadır ancak IP'nin yeniden kullanımı ve entegrasyonu sorunu nasıl çözülebilir?

Otomobil, yapay zeka (AI), veri işleme ve akıllı terminaller alanlarındaki yarı iletken çiplere yönelik güçlü talep, yarı iletken endüstrisinin gelişimini hızlandırıyor ve bu talebin 808.5 yılına kadar 2030 milyar ABD dolarına çıkması bekleniyor. PricewaterhouseCoopers, 2022 yılında, Yapay zeka ile ilgili yarı iletken pazarının geliri tek başına yıllık %30 büyüme oranıyla 50 milyar doların üzerine çıkacak.

Aynı zamanda yarı iletken çipler daha küçük, daha hızlı ve daha güçlü hale geldi ve esneklikleri ve işlevleri önemli ölçüde iyileştirildi. Ancak tasarım giderek daha karmaşık hale geldikçe doğrulama kabiliyetine ve yeni nesil doğrulama teknolojisine olan talep de artıyor. Tam izlenebilirliğe ve sıkı belge akışına bağlı olan fonksiyonel güvenlik uyumluluğu giderek daha önemli hale geliyor. Yarı iletken şirketleri, pazara çıkış süresini kısaltmak ve düzenlemelere uyum sağlamak için IP yeniden kullanım tasarım planlarını giderek daha fazla benimsiyor. Tasarımı ve yeniden kullanımı teşvik etmek için daha karmaşık yöntemlerin benimsenmesi, işi değiştirecek ve Ar-Ge verimliliğini en az %20 artıracaktır. 

Küresel tedarik zinciri sorunu ve çip talebindeki patlama nedeniyle yarı iletken endüstrisi büyük ölçekli bir ticarileşme sürecine girmiş olup, pazardaki rekabet yoğunlaşmaya devam etmektedir. Son zamanlarda Amerika Birleşik Devletleri, yarı iletken pazarının gelişimini daha da teşvik etmek için mevzuat yoluyla yarı iletken çip üretimini teşvik ediyor. Yarı iletken çiplerin giderek daha fazla yeni uygulama alanına yayılmasıyla birlikte bu eğilim önümüzdeki birkaç yılda da devam edecek.

Pazara çıkış süresi baskısı ve IP'nin etkili bir şekilde yeniden kullanılması, yarı iletken şirketlerin karşılaştığı en önemli iki sorundur ve bu sorunlar birbiriyle yakından ilişkilidir. IP'nin yeniden kullanımı, pazara çıkış süresini hızlandırmanın etkili bir yolu olmasına rağmen, işletmelerin standart IP yeniden kullanım stratejileri uygulaması gerekir. Standart yeniden kullanım stratejilerinin, süreçlerinin ve destekleyici araçların eksikliği, çip tasarımı üretkenliğinin büyümesini ciddi şekilde engelledi. Çip tasarım yeteneğinin hızla artıyor olması durumu karmaşıklaştırıyor. Michigan Üniversitesi'nin yakın zamanda yaptığı bir araştırmaya göre, çip tasarımının üretkenliği yıllık %28 oranında artıyor, ancak yarı iletkenin üretkenliği yıllık %58'lik bir büyüme oranıyla daha hızlı artıyor.


Bu üretkenlik açığı, işletmelerin şiddetli rekabet altında belirli bir kar marjını korumasını gerektiren yarı iletkenlerin artan ticarileşme eğilimini takip ediyor. Standart IP yeniden kullanım stratejisi, pazara çıkış süresi talebini karşılamak ve tasarım kapasitesi ile tasarım üretkenliği arasındaki boşluğu daraltmak için gerekli bir koşul haline geliyor.

Uyumluluk ve uyumluluk yönetimi

Yarı iletken şirketlerinin giderek daha fazla ISO 26262, ITAR ve diğer uyumluluk/işlevsel güvenlik standartlarını karşılaması gerekiyor. Bu anlaşılabilir bir durumdur çünkü yarı iletkenlerin büyümesini destekleyen birçok pazar tüketici odaklı uygulamalardır. Giderek daha fazla yarı iletken şirketi düzenlemeye tabi sektörlere ürün tedarik ettikçe, ürünlerinin güvenlik gereksinimlerini karşıladığını kanıtlamaları gerekecek. Yonga tasarımının izlenebilirliğini otomatikleştirebilecek ve garantileyebilecek bir tasarım ve uygulama araçları paketi, katı uyumluluk sürecini karşılamak için çok önemlidir.

Şu anda çoğu yarı iletken şirketi hâlâ uyumluluk yönetimi için manuel süreçler kullandıklarını ve otomatikleştirilmiş yönetim eksikliğini söylüyor. Bu yöntem yalnızca küçük ölçekli yönetim için uygundur ancak kurumsal ölçeğin genişlemesiyle birlikte çeşitli uyumluluk seviyelerini yönetmek giderek daha zor hale gelebilir. Uyumluluğu sağlamak için bir platform yaklaşımını benimsemek, ekibe bütünsel bir bakış sunarak standartlara uyumu kolaylaştırabilir. Bu alanda otomasyonu sağlayacak araç sayısı az olsa da bu standartların uyumluluk gereksinimleri etrafında otomasyona ihtiyaç duyulduğu görülmektedir. Platform, çeşitli tek noktalı araçların kendi özel uygulama senaryolarındaki uyumluluk düzeyini izlemek ve özetlemek için kullanılabilir.

Gömülü sistem ve IP entegrasyonu

Küresel gömülü sistem pazarının 2027 yılına kadar %6.3 büyüyerek 137.31 milyar dolara ulaşacağı tahmin ediliyor. Gömülü yazılım birçok ürünün önemli bir parçası haline geliyor ve giderek daha fazla ürün donanım ve yazılımı entegre ediyor. Bu, çip tasarımını daha karmaşık hale getirecek ve bu da donanım tasarımcıları ile yazılım geliştiricileri arasındaki işbirliğini gerektirecektir.

Donanım ve yazılım arasındaki sınırın bulanıklaşmasıyla birlikte işletmelerin tasarım yaşam döngülerini birleşik ve net bir şekilde yönetmeleri gerekecek. Yapılandırma, donanım ve yazılım bileşenleri arasındaki korelasyonun ele alınması açısından önemlidir ve tasarımdaki bileşen sürümleri için izlenebilirliğe ve tek bir veri kaynağına olanak sağlayabilir.

Tipik bir çipte çiplerin %40'ından fazlası özel IC'den yapılmıştır. Karmaşık sinyalli SoC'nin tasarımını hızlandırmak için analog bileşenlerin yeniden kullanımı giderek daha yaygın hale geliyor. Başka bir deyişle, giderek daha fazla analog devre SoC'ye entegre ediliyor. Çoğu işletme, çip tasarımının giderek yeni veya mevcut IP'yi entegre etmesi gerektiğini söylüyor. Bu, günümüzün yarı iletken endüstrisinde IP tabanlı bileşen tasarımının önemini güçlü bir şekilde göstermektedir. IP bileşenlerinin yeniden kullanılması ekibin entegrasyona daha az zaman ayırmasına yardımcı olabilir. Kapsamlı IP yaşam döngüsü yönetimi, tasarımcılara IP'yi bulmak, tanımlamak ve entegre etmek için yüksek kaliteli bir platform sağlayabilir, böylece IP entegrasyonunu ve çip tasarımını basitleştirebilir.

Ayrıca 2.5D tasarımın uygulama ölçeği de giderek artıyor. Birçok işletme, ürünleri için 2.5D tasarımı uyguladığını veya benimsemeyi düşündüğünü belirtti. Moore Yasasının yavaşlaması ile SoC entegrasyon seviyesini korumak için 2.5D tasarımı yavaş yavaş pazar gelişiminin trendi haline geldi.

Çip Tasarımındaki Zorluklar

Çip tasarımı giderek daha karmaşık hale geliyor ve küresel yarı iletken tedarik zinciri sorunu hafifletilemiyor, bu da yarı iletken işletmelerin pazara sunma süresi ve kârı üzerinde belirli bir etkiye neden oluyor. İşletmeler rekabet avantajlarını korumaya çalışırken birçok engelle karşı karşıya kalmaktadır.

Yeniden kullanılabilecek ilgili IP'yi bulmak zorlu bir iştir. Şu anda yarı iletken şirketlerinin uygulaması, önceki projelerde IP'yi yeniden kullanmak veya şirketin IP dizininde arama yapmaktır. Bu yöntem etkili olmasına rağmen eldeki proje için en iyi fikri mülkiyeti üretemez. Tasarım üretkenliğini artırmak ve yarı iletken çip ürünlerini daha iyi tasarlamak için işletmelerin, IP yeniden kullanımını gerçekleştirmek için daha standart ve veri tabanlı bir yöntem araması gerekmektedir.

Tasarımcılar, uygun IP'yi bulmanın zor olması nedeniyle tasarımlarına uygun IP'yi bulmanın en az bir gün veya daha uzun sürdüğünü söylüyor. Daha sonra tasarımcının IP'yi sertifikalandırması ve onu tasarıma dahil etmesi gerekir. Ancak artan tasarım talebini karşılamak için tasarımcıların bir gün, hatta daha uzun süre araştırma yapmasına izin verilmiyor. Bu nedenle tasarım ekosistemindeki çeşitli yeterlilik kimlik doğrulama araçlarının meta verilerinin IP dizinine ve katalog IP'sine yüklenmesi bir geliştirme yönü olacaktır. Bu şema, entegrasyon sürecinin düzenlenmesine ve hızlandırılmasına yardımcı olur ve aynı zamanda fikri mülkiyetin durumunu ve kalitesini belirlemek için de kullanılabilir. Aynı zamanda, fikri mülkiyeti daha iyi sınıflandırmak amacıyla ekibin, arama sürecini optimize etmek, sürekli olarak IP yeniden kullanımını teşvik etmek ve pazara sunma süresini kısaltmak amacıyla tasarımcıların IP durumunu bulmalarına yardımcı olacak kapsamlı bir platforma ihtiyacı var.

Ayrıca IP'nin takibi ve kalitesinin belirlenmesi izlenebilirlik açısından oldukça önemlidir. Tasarımcıların, tasarım sürecindeki destekleyici kanıtları inceleyerek gereksinimlerin karşılanıp karşılanmadığını belirlediği ve kuruluş genelinde çeşitli projelerde fikri mülkiyet kullanımını takip ettiği süreç. Gereksinimleri ve kullanım senaryolarını karşılayan bir IP platformuna sahip olmak, ekibe IP sağlığı hakkında bilgi sağlayabilir ve bu da gelecekteki projelerde daha iyi uygulama yapılmasına yardımcı olur.

Sektör liderlerinin güvendiği çip tasarım araçları

Yarı iletken işletmeler için çip tasarımının sürekli gelişmesiyle birlikte tasarım ve geliştirmeye yönelik altyapı araçlarına yönelik gereksinimler de artmaktadır. Bunların arasında IP yönetimi, veri yönetimi/sürüm kontrolü, ürün yaşam döngüsü yönetimi (PLM), gereksinim yönetimi, statik kod analizi vb. yarı iletken işletmeler için temel araç zinciri yazılımlarıdır. Ayrıca birçok kuruluş, komut satırı ve GUI tabanlı araçlar, çok sağlayıcılı tercih ve bulut organizasyon mimarisi gibi çip tasarım araçlarını daha da benimsedi.


IP yönetimi


Her ne kadar giderek daha fazla kuruluş IP'yi çip tasarımının temeli olarak alsa da, ticari IP yaşam döngüsü platformunun benimsenmesi hala erken bir aşamadadır. IP yaşam döngüsü yönetimi araçları işbirliğinin temelini oluşturarak izlenebilirliğin sağlanmasına ve pazara çıkış süresinin kısaltılmasına yardımcı olur. Tasarımcılar IP kullanarak ürünleri görüntüleyebilir ve hatalar, türev tasarımlar, regresyon durumu vb. hakkında bilgi edinebilir. Bu bilgi, ekibin IP'yi kalitelendirmesine, dağıtmasına ve entegre etmesine yardımcı olurken, arama süresinden tasarruf sağlar ve öngörülemeyen riskleri en aza indirir.

Veri yönetimi/sürüm kontrolü

Veri yönetimi ve sürüm kontrolü çözümleri geliştirme alanından gelir. Bu planın kökeni şirketin ilk aşamalarına kadar uzanabilir ve fikri mülkiyet yönetimi için bir temel oluşturur. Bir veri yönetimi çözümüne sahip olmak, IP izlemeyi destekleyebilir, mühendislere karar verme için ihtiyaç duyulan güçlü meta verileri sağlayabilir ve küresel ekiplerin işbirliğine katkıda bulunabilir.

özet

Yarı iletken endüstrisinin gelişimi her geçen gün değişiyor ve giderek artan güçlü pazar talebi, yarı iletken işletmelerine daha fazla zorluk getiriyor ve aynı zamanda teknolojik ve endüstriyel gelişim için yeni fırsatların da önünü açıyor. Çip tasarımı giderek daha karmaşık hale geldikçe, teknik ekibin daha hızlı yenilik yapması ve yineleme yapması gerekiyor. İşletmeler pazar talebini zamanında karşılamalı ve tasarım kapasitesi ile tasarım üretkenliği arasındaki boşluğu daraltmalıdır.

Yarı iletken ürünlerin uyumluluk veya işlevsel güvenlik standartlarına yönelik artan gereksinimlerle birlikte izlenebilirlik büyük bir zorluk haline geldi. Standart IP yeniden kullanım stratejisi, IP yatırımınızın tam anlamıyla kullanılması için çok önemlidir. Etkili bir IP yönetim platformu, tasarımcıların IP sürümlerini bulmasına, doğrulamasına ve yönetmesine yardımcı olabilir. Bu tür bir platform yönetimi IP'sinin kullanılması, proje boyunca yeniden kullanılabilir; bu da kuruluşların güvenlikten veya izlenebilirlikten ödün vermeden pazara sunma süresini hızlandırmasına ve karlarını sürdürmesine olanak tanır. Bu araştırma, IP merkezli tasarım yönteminin avantajlarının, doğru yönetim araçları kullanılarak en üst düzeye çıkarılabileceğini göstermektedir. Aynı zamanda takım tedarikçileri de bu takımlar için potansiyel uygulama pazarları açma fırsatına sahip oluyor.

Yasal Uyarı: Bu makale "TechSugar"dan kopyalanmıştır. Bu makale yalnızca yazarın kişisel görüşlerini temsil eder ve Sacco Micro ve sektörün görüşlerini temsil etmez. Fikri mülkiyet haklarının korunmasını desteklemek amacıyla yalnızca yeniden basılması ve paylaşılması içindir. Lütfen yeniden basarken orijinal kaynağı ve yazarını belirtin. Herhangi bir ihlal varsa, silmek için lütfen bizimle iletişime geçin.