למה סמיקונדקטור העיצוב אמור להיראות שונה מאוד

אם 2020 הניעה את סמיקונדקטור לשווק לרמות חדשות של ביקוש, פשוט חכו למה שצפוי לשנת 2021 ואילך.

מפעלים כבר נמצאים בתפוקה ומוליכים למחצה ניתן למצוא במוצרים ומערכות נוספים, שמפעילים כל דבר, החל במכשירים אישיים וכלה ברכבים עם נהיגה עצמית. למרות ההשפעה של המגפה על הכלכלה העולמית, ה- International Data Corporation (IDC) אומר כי הביקוש למוליכים למחצה נותר חזק, מונע מהגידול במחשוב ענן ובמכשירים התומכים בעבודה ולמידה מרחוק.

המחקר שלה משמע זאת. על פי נתוני החזאי ליישומי סמיקונדקטור (SAF) של IDC, בשנת 2020 צמחו הכנסות המוליכים למחצה ברחבי העולם ל 442 מיליארד דולר, גידול של 5.4% בהשוואה לשנת 2019. IDC צופה כעת כי שוק המוליכים למחצה יגיע ל- 476 מיליארד דולר בשנת 2021, שמשמעותו 7.7% קצב צמיחה משנה לשנה.

ישנן כמה מגמות ברורות גם בענף. לדוגמה, PWC חזתה כי שוק המוליכים למחצה הקשורים ל- AI יגיע ל- 30 מיליארד דולר עד שנת 2022, המהווה AGR של כמעט 50%. יחד עם זאת, עדיין יש עדיין מקום למערכת מסורתית בשבבים (SoCs). שבבי זיכרון צפויים להמשיך ולהחזיק בנתח השוק הגדול ביותר עד שנת 2022, ושבבי הסיליקון ישלטו במהלך העשורים הקרובים.

טכנולוגיות ושחקנים חדשים

גורמים אחרים המעצבים את עתיד המוליכים למחצה נובעים מהם טֶכנוֹלוֹגִיָה כיוונים, כגון התמקדות מתפתחת בחומרת קוד פתוח. ככל שזה צובר תאוצה, זה הולך לשנות את האופן שבו ארגונים חושבים על עיצוב, ויעודד גישה יותר שיתופית ושותפות לפיתוח.

ה- IoT מניע את הביקוש למוליכים למחצה חסכוניים יותר ובקנה מידה גדול יותר. באופן דומה, 5G מאפשרת לרוחב הפס סוף סוף לתמוך בתשתית עצומה ומחוברת זו לזו, למשל לתחבורה, המשלבת תשומות ממספר מקורות המחוברים ל- API. כדי להשיג את קנה המידה הנדרש, IP לשימוש חוזר וניתן לשיתוף מבוסס תקנים יהיה המפתח לעמידה בדרישות העיצוב, אך באופן שתומך בהפצה ובשיתוף פעולה, תוך עמידה בדרישות הבטיחות והאבטחה. קוד פתוח יכול להיות מפתח להשגת קנה מידה זה.

אופי השחקנים המעורבים בתעשייה משתנה גם הוא, כגון הכנסת מערכות משולבות אנכית וחברות מוליכים למחצה לא מסורתיות, העדיפות ליצור מכשירים ופלטפורמות משלהן לשליטה רבה יותר. דוגמה טובה לכך היא M1 של אפל, מעבד המיועד ל- Mac, מה שמקדם את מחויבותם לבניית פונקציונליות מפתח באופן פנימי. זה מוסיף עוד מימד מעניין לענף, המגביר את התחרות ומקורות החדשנות.

שיתוף פעולה מרחוק

הכרח כמו מגמה, צוותי מוליכים למחצה נאלצו לאמץ שיתוף פעולה מרחוק בקנה מידה חסר תקדים. כמובן שבמידה מסוימת זה כבר קרה, אך המגיפה הפכה אותה להכרח להישרדות במקרים רבים.

בסביבות וירטואליות אלה, אי אפשר היה להתעלם מבעיות בתהליכי עבודה, כאשר שיתוף ה- IP קרה בקנה מידה רחב בהרבה. הטיפול בבעיות סביב שיתוף פעולה וביטחון הפך להיות בראש סדר העדיפויות, וברגע שארגונים ישיגו זאת, הם יצוידו בניסיון שניתן להשתמש בהם כדי לשפר תהליכים ללא קשר למיקום, בין אם במשרד העיצוב ובין אם עובדים מרחוק.

בלי קשר, האופי המשתנה של שוק המוליכים למחצה מחזק כמה אתגרים עתיקים למעצבים: לעמוד בקצב השינוי והמורכבות, לשלוט בעלויות, לוודא שהפרויקט ימשיך לעקוב ותואם את הדרישות ואז לעמוד במועדי המסירה. השקות מוצרי מוליכים למחצה רבות אינן עומדות בתאריך ההשקה המקורי. גורמים תורמים יכולים לכלול: הקושי בשיתוף פעולה בין צוותים מרוחקים ומפוזרים, רכישות חברות המובילות לממגורות תכנון, אי התייחסות לניהול גדלי נתוני עיצוב מתפוצצים, או עמידה בסביבות עיצוב מורכבות הולכות וגדלות.

שימוש חוזר ב- IP לעומת שיתוף יתר

זמן רב מדברים על שימוש חוזר ב- IP כפתרון לעמידה בקנה המידה העצום של ההתפתחויות הנדרש, הימנעות מהמצאת הגלגל מחדש מיותרת, האצת זמן השיווק והפחתה דרסטית של העלויות. ניתן לעשות שימוש חוזר במגוון נכסים הכוללים קוד מקור ובינאריות לתוכנה, בתוספת IP חומרה כמו ליבות מעבד זרוע.

התיאוריה היא בריאה, אך ניהול מוצלח של שימוש חוזר ב- IP הוא עניין אחר. לארגונים רבים יש מערכות מרובות, כולל כוננים משותפים וניהול קוד מקור, לאחסון ולעקוב אחר כל הקבצים הללו, אך זה מקשה על ניהול - שלא לדבר על שימוש חוזר - בקבצים אלה. למרבה המזל, ישנם מגוון כלים וטכניקות שיכולים לעזור למעצבים להתגבר על אותם מחסומים, אך אלה צריכים לכלול מבנה חזק ושליטה סביב שימוש חוזר. בעוד ששיתוף IP הוא הדרך לפיתוח מהיר יותר, זה יכול גם להביא סיכונים סביב הניהול והאבטחה. יכולת העקיבה של IP ומטא-נתונים - למי יש גישה למה, היכן וכיצד הם משתמשים בנכסים אלה - הופכת לחשובה ביותר להצלחת הפרויקטים.

קיים איזון בין שיתוף לשיתוף יתר ולכן שילוב של עקיבות, נראות ובקרת גישה חיוניים לתכנון מוליכים למחצה מודרניים. כמובן שאפשרות העקיבה הידנית מאומצת באופן נרחב, אך כדי להתמודד עם פרויקטים גדולים ומורכבים, יותר ארגונים משתמשים בכלים המייצרים חלק ניכר מהתהליך, החל מדרישות ועד תכנון ואימות. זה מקל על המעקב באילו כתובות IP נעשה שימוש, היכן ומתי, ובתורו הימנע מתגובות יקרות בתכנון. ניתן לעלות ולתקשר שינויים בדרישות מוקדם יותר וברור יותר. יכולת עקיבה תומכת גם בשיתוף פעולה טוב יותר מרחוק.

בנוסף, יצירת "מקור אמת יחיד", או פלטפורמת ניהול נתונים, יכולה לאחד את כל רכיבי התוכנה והחומרה בפרויקט. אפילו קבצים קטנים הופכים לפשוטים יותר לאיתור ושימוש חוזר בהם, וייתכן שיש מיליוני כאלה בתוך הארגון, ולא רק העיצובים המורכבים הגדולים. מקור אמת יחיד מבוסס בדרך כלל על שימוש במערכת בקרת גרסאות, המספקת נראות בזמן אמת והיסטורית לכל הנכסים המעורבים, תוך מתן אפשרות למשתמשים להמשיך לעבוד עם הכלים והמערכות המועדפים עליהם.

מקור אמת יחיד הוא קריטי גם לזיהוי בעיות תצורה במערכות, בחומרה ובתוכנה, שמוסוות על ידי מורכבות המערכות. בתורו, זה מקל על איחוד שיתופי פעולה בין צוותים הממוקמים מרחוק, הן מבפנים והן מבחוץ.

התגברות על דליפת IP

עם עקיבות וראות נרחבים במקום, ניתן יהיה לזהות ולמנוע דליפת IP, עניין רב שנתי ויקר בתעשיית המוליכים למחצה. חלק מהגורמים הבסיסיים כוללים משתפי פעולה מפוזרים, שליטה לקויה מי יכול להציג ולהוריד IP, ומשתמשים מייצאים בשוגג IP למקור לא מורשה. מאחר ושווקי המוליכים למחצה הופכים ליותר ויותר גלובליים, יש חשיבות עליונה למיתון דליפת IP.

תכנון מוליכים למחצה עובר תקופה של שינוי חסר תקדים. אולם אירועי השנה האחרונה נתנו לנו שרטוט כיצד להתמודד עם השינויים הנדרשים לשיתוף פעולה ותרבות. החדשות הטובות הן כי ישנם כלים זמינים המספקים את העקיבה הנדרשת על מנת להקל על שימוש חוזר ב- IP בקנה מידה, תוך מתן שכבות האבטחה והתקשורת לשיתוף פעולה יעיל.

תכנון מוליכים למחצה ייראה שונה בהמשך, אך השינויים שמאפשרת מגיפה עולמית יסייעו בהנעת חידושים טכנולוגיים גדולים.