2018/9/23 0:31:05
2018年9月6日,Mentor Forum 2018在北京香格里拉饭店举行,一年一度的Mentor Forum是与会者了解Mentor的创新产品和解决方案如何协助工程师克服日益复杂的电路板和芯片设计挑战的绝佳时机,本届论坛还邀请来清华大学魏少军教授、地平线机器人公司周峰先生等来自业界的意见领袖发表演讲,帮助与会者了解产业热门话题,掌握半导体和IC技术趋势。
为何半导体行业内的设计不断加快?
“ A New Era in EDA, Driving EDA 4.0 ”是Mentor Forum 2018的slogan。Mentor中国区总经理凌琳(Pete Ling)先生在会上发表题为“为何半导体行业内的设计不断加快?”的演讲,分析阐述了半导体产业近年的发展状况及未来趋势。
Pete Ling 表示:为了适应人工智能、机器学习、自动驾驶、5G等新应用技术快速发展的需求,Mentor认为一种革命性的设计方法必不可少。而统一、协调且可扩展的方法,包括需求管理系统、合规的设计流程和质量为核心的生产,是应对当今设计挑战的唯一途径,Mentor称之为“EDA 4.0(电子设计自动化4.0)”。
Mentor作为EDA电子设计自动化的全球领导者,为IC设计、IC封装、汽车电子、物联网(IoT)、功率优化等领域提供一流的解决方案,协助客户加快其电子及机械产品的研发速度、提高产品质量并增加成本效益。Mentor现在是Siemens PLM Software业务的一部分,结合了双方的技术优势,已成为世界领先的工业软件供货商,涵盖产品设计、仿真、验证、测试和制造等所有环节。Mentor的技术与产业解决方案致力于协助各产业客户因应其所面临的挑战。
近年来,半导体行业的实力不断加强,表现在:IC收入增长加快,2011-2016年IC收入的复合增长率为3%,而2017年,IC收入实现22%的增长; 2017年的半导体研发费用增长了9.8%; Fabless半导体初创公司的风险资本投入大幅增长,从2009-2012年的平均9.2亿美元/年增长至2018年18.02亿美元。
存储器是行业增长的重要推动力,2017年,存储器几乎占IC收入的40%(相对2016年是27%)。2017年,FLASH和DRAM资本投资增长35%,3D NAND推动存储器比Logic或SoC更快发展。
与此同时,非存储器市场持续强劲,随着AI,IoT,5G应用技术发展,进入半导体设计领域的新公司越来越多,例如Facebook、Apple、小米、华为、Amazon、Tesla、Google、ZTE等,IC设计企业有更多新参与者。
由于引入“特定域处理器” 初创企业活动的加速,比如,特斯拉用自动驾驶系统的定制处理器取代通用GPU,EMOSHAPE开发情感处理单元(EPU)…… 特定域架构和学习曲线将实现下一波增长。Alphabet公司董事长John Hennessy提出:摩尔定律的终结,更高速的通用计算黄金时代已开启。
近几年,晶圆厂投资持续增加,但2018年第2季度显示出资本投资放缓迹象。在全球投资中,中国的年复合增长率37%,高居榜首。包括2014年,中国集成电路投资基金(政府支持) 200亿美元;私募股权、地方政府、区域政府970亿美元。2018年,中国集成电路投资基金(政府支持)470亿美元,配套社会资本预计将更多。
中国投资正从制造业转向设计,中国的IC设计企业数量,2015年是715家,2016年激增到1362家,2017年1380家,同时,中国IC设计企业规模也在发展变大。多数中国IC设计企业专注于热门的新应用领域。
综上所述,AI/机器学习需要进入下一步抽象和功耗分析,特定领域体系结构需要新的设计方法和工具,满足低功耗、高性能、低成本、减少设计时间和设计成本的需求。
Mentor的HLS(高等级逻辑综合)是性能和面积占领先地位的工具,改进功耗预计和优化,已经被很多IC设计公司应用和验证。 设计师可以利用HLS进行更多探索,并提供比编写VHDL或Verilog更高的质量。 HLS设计结果比手动编写的RTL更强,时间更快,缩短4倍。
未来有无限可能
随着摩尔定律的终结,半导体尺寸缩小不断遭遇挑战。半导体市场成熟了吗? 半导体行业未来会如何发展? Pete Ling 用Gompertz曲线来预测半导体行业未来。
Gompertz曲线是时间序列数学模型,最大增长为36.8%渐进线。该数学模型非常好地预测了很多领域的增长曲线,比如手机用户总数的增长、笔记本电脑增长、人口增长等增长曲线。
根据该模型,单位体积总晶体管数量Gompertz曲线的增长率仍在上升,拐点尚未到来;预计2038年将达到36.8%最大增长率,然后半导体行业增长开始放缓,2040年前需要替代硅晶体管。
由此看来,半导体行业至少还有20年加速增长期,行业发展不会止步于摩尔定律,未来有无限可能。
作者:Sunnie Zhao
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