Perché Semiconduttore il design è destinato a sembrare molto diverso

Se il 2020 spingesse il semiconduttore mercato a nuovi livelli di domanda, aspetta solo cosa hanno in serbo il 2021 e oltre.

I fab sono già al completo e i semiconduttori possono essere trovati in più prodotti e sistemi, alimentando qualsiasi cosa, dai dispositivi personali ai veicoli a guida autonoma. Nonostante l'impatto della pandemia sull'economia globale, International Data Corporation (IDC) afferma che la domanda di semiconduttori è rimasta forte, alimentata dalla crescita del cloud computing e dei dispositivi per supportare il lavoro e l'apprendimento a distanza.

La sua stessa ricerca lo conferma. Secondo Semiconductor Applications Forecaster (SAF) di IDC, nel 2020 il fatturato mondiale dei semiconduttori è cresciuto fino a 442 miliardi di dollari, un aumento del 5.4% rispetto al 2019. IDC ha ora previsto che il mercato dei semiconduttori raggiungerà i 476 miliardi di dollari nel 2021, il che significherebbe un 7.7% tasso di crescita anno su anno.

Ci sono anche alcune tendenze chiare all'interno del settore. Ad esempio, PWC ha previsto che il mercato dei semiconduttori legati all'intelligenza artificiale raggiungerà i 30 miliardi di dollari entro il 2022, rappresentando un AGR di quasi il 50%. Allo stesso tempo, c'è ancora molto spazio per i sistemi tradizionali su chip (SoC). Si prevede che i chip di memoria continueranno a detenere la quota di mercato maggiore fino al 2022 e i chip di silicio domineranno per i prossimi due decenni.

Nuove tecnologie e giocatori

Da qui derivano altri fattori che plasmano il futuro dei semiconduttori la tecnologia direzioni, come una crescente attenzione all’hardware open source. Man mano che ciò acquisisce slancio, cambierà il modo in cui le organizzazioni pensano al design e incoraggerà un approccio più collaborativo e di partnership allo sviluppo.

L'IoT sta guidando la domanda di semiconduttori più convenienti e su scala più ampia. Allo stesso modo, il 5G consente alla larghezza di banda di supportare finalmente una vasta infrastruttura interconnessa, ad esempio per il trasporto, combinando input da più fonti collegate tramite API. Per raggiungere la scala richiesta, l'IP riutilizzabile e condivisibile basato su standard sarà fondamentale per soddisfare i requisiti di progettazione, ma in un modo che supporti la distribuzione e la collaborazione, soddisfacendo anche i requisiti di sicurezza e protezione. L'open source potrebbe essere una chiave per raggiungere quella scala.

Anche la natura degli attori coinvolti nel settore sta cambiando, come l'introduzione di sistemi integrati verticalmente e aziende di semiconduttori non tradizionali, che potrebbero preferire creare i propri dispositivi e piattaforme per un maggiore controllo. Un buon esempio di ciò è l'M1 di Apple, un processore progettato per Mac, che promuove il loro impegno nella creazione di funzionalità chiave internamente. Ciò aggiunge un'altra dimensione interessante al settore, aumentando la concorrenza e le fonti di innovazione.

Collaborazione remota

Tanto una necessità quanto una tendenza, i team di progettazione dei semiconduttori hanno dovuto abbracciare la collaborazione remota su una scala senza precedenti. Certo, in una certa misura ciò stava già accadendo, ma in molti casi la pandemia ne fece una necessità per la sopravvivenza.

In questi ambienti virtuali, i problemi con i processi del flusso di lavoro sono diventati impossibili da ignorare, con la condivisione dell'IP che avviene su una scala molto più ampia. Affrontare i problemi relativi alla collaborazione e alla sicurezza è diventata una priorità e, una volta raggiunto questo obiettivo, le organizzazioni saranno dotate di esperienza che può essere utilizzata per migliorare i processi indipendentemente dalla posizione, sia nell'ufficio di progettazione che lavorando in remoto.

Indipendentemente da ciò, la natura mutevole del mercato dei semiconduttori rafforza alcune sfide secolari per i progettisti: tenere il passo con il cambiamento e la complessità, controllare i costi, assicurarsi che un progetto rimanga sulla buona strada e in linea con i requisiti e quindi rispettare le scadenze di consegna. Molti lanci di prodotti a semiconduttori non rispettano la data di lancio originale. I fattori che contribuiscono possono includere: la difficoltà di collaborazione tra team remoti e dispersi, acquisizioni aziendali che portano a silos di progettazione, non affrontare la gestione delle dimensioni dei dati di progettazione in espansione o tenere il passo con ambienti di progettazione complessi in aumento.

Riutilizzo IP contro condivisione eccessiva

Il riutilizzo della proprietà intellettuale è stato a lungo considerato la soluzione per tenere il passo con l'enorme portata degli sviluppi richiesti, evitando inutili reinventare la ruota, accelerando il time-to-market e riducendo drasticamente i costi. È possibile riutilizzare una varietà di risorse, tra cui codice sorgente e file binari per il software, oltre a IP hardware come i core del processore ARM.

La teoria è valida, ma la gestione efficace del riutilizzo della PI è un'altra questione. Molte organizzazioni dispongono di più sistemi, inclusi i drive condivisi e la gestione del codice sorgente, per archiviare e tenere traccia di tutti questi file, ma ciò rende difficile la gestione, per non parlare del riutilizzo, di questi file. Fortunatamente, ci sono una varietà di strumenti e tecniche che possono aiutare i progettisti a superare queste barriere, ma queste devono includere una struttura forte e un controllo sul riutilizzo. Sebbene la condivisione dell'IP sia la strada per uno sviluppo più rapido, può anche comportare rischi per la gestione e la sicurezza. La tracciabilità dell'IP e dei metadati - chi ha accesso a cosa, dove e come utilizza tali risorse - diventa di fondamentale importanza per il successo dei progetti.

È necessario un equilibrio tra la condivisione e l'eccessiva condivisione, motivo per cui una combinazione di tracciabilità, visibilità e controllo degli accessi è essenziale per la moderna progettazione dei semiconduttori. Naturalmente, la tracciabilità manuale è ampiamente adottata, ma per affrontare progetti grandi e complessi, più organizzazioni utilizzano strumenti che automatizzano gran parte del processo, dai requisiti alla progettazione e alla verifica. Ciò rende più facile tenere traccia degli IP utilizzati, dove e quando e, a sua volta, evita costosi respins nella progettazione. I cambiamenti nei requisiti possono essere emersi e comunicati prima e più chiaramente. La tracciabilità supporta anche una migliore collaborazione remota.

Inoltre, la creazione di una "singola fonte di verità", o piattaforma di gestione dei dati, può unire tutti i componenti software e hardware all'interno di un progetto. Anche i file piccoli diventano più semplici da individuare e riutilizzare e potrebbero essercene milioni all'interno di un'azienda, non solo i grandi progetti complessi. Un'unica fonte di verità si basa tipicamente sull'utilizzo di un sistema di controllo della versione, che fornisce visibilità storica e in tempo reale su tutte le risorse coinvolte, consentendo agli utenti di continuare a lavorare con i loro strumenti e sistemi preferiti.

Una singola fonte di verità è inoltre fondamentale per identificare i problemi di configurazione tra i sistemi, hardware e software, che sono mascherati dalla complessità dei sistemi. A sua volta, ciò rende più facile riunire la collaborazione tra team remoti, sia internamente che esternamente.

Superare la perdita di IP

Con la tracciabilità e la visibilità complete in atto, diventa più fattibile identificare e prevenire le perdite di proprietà intellettuale, una preoccupazione perenne e costosa nel settore dei semiconduttori. Alcune delle cause principali includono collaboratori dispersi, controllo inadeguato su chi può visualizzare e scaricare IP e utenti che esportano inavvertitamente IP verso una fonte non autorizzata. Con i mercati dei semiconduttori che diventano sempre più globali, mitigare la perdita di IP è di fondamentale importanza.

La progettazione dei semiconduttori sta attraversando un periodo di cambiamenti senza precedenti. Gli eventi dell'ultimo anno, tuttavia, ci hanno fornito un modello su come gestire i cambiamenti necessari alla collaborazione e alla cultura. La buona notizia è che sono disponibili strumenti per fornire la tracciabilità necessaria per facilitare il riutilizzo della PI su larga scala, fornendo allo stesso tempo i livelli di sicurezza e comunicazione per una collaborazione efficace.

La progettazione dei semiconduttori avrà un aspetto diverso in futuro, ma i cambiamenti facilitati da una pandemia globale aiuteranno a guidare le principali innovazioni tecnologiche che si muovono in avanti.