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在日前于南京举办的2019年度中国半导体行业协会集成电路设计分会年(ICCAD)上,中国半导体行业协会设计分会理事长魏少军博士在其题为《持续为客户创造价值》的演讲中指出,在全球集成电路环境下滑明显的2019年,中国集成电路产业逆势上涨。

从魏少军教授的介绍我们可以看到,2019年,国内集成电路全行业销售将首次超过三十亿元,预计达到3084.9亿元,与2018年的2577.0亿元相比,同比增长了19.7%。预计在全球集成电路产品销售收入中的占比也将第一次超过10%。但魏教授同时也指出,即使我们整个行业在2019年交出了一份不错的答卷,但我国芯片设计产业尚不能满足市场的需求,本土广大集成电路设计企业的技术进步还是很有限。

中国半导体行业协会设计分会理事长魏少军博士

除了魏教授上面讲述的几点外,国际形势的不确定性、国外企业在EDA和IP等工具和技术上的领先,让我们不得不重新审视一下中国集成电路产业的发展路径。而加深对全球产业现状的了解则是实现这个目的的一个重要方式。为此,半导体行业观察记者在ICCAD 2019上采访了国内外多位行业专家,为大家拨开迷雾,寻找出路提供一些参考。

晶圆代工双雄带来的指导

作为一个始创于上世纪八十年代的产业,晶圆代工在过去三十多年来彻底改变了整个集成电路产业。在激烈的竞争中,也演化出了几条发展路线。当中以台积电加大力度追逐先进工艺和联电深耕成熟制程最具代表。而在国内,也同时存在着两类晶圆厂,我们可以从中学到什么?

台积电南京公司总经理罗镇球先生首先指出,在半导体这个领域,配资平台无论是晶圆代工、设计公司、EDA或者是IP从业者,想要获得领先优势皆要关注三个方面,那就是资金、技术和人才。这三者是缺一不可的,也是需要持续积累的。

台积电南京公司总经理罗镇球先生

同时,你还需要和产业链的伙伴协同合作,形成一个完整的产品开发生态系统,这样才能更好地推动整个产业发展下去。,罗镇球进一步指出。他以台积电倡导发起的开放创新平台为例,讲述了产业链合作的好处。

众所周知,过去几年,随着集成电路产业的持续进步,芯片开发的复杂度不断增加,进而需要耗费更多的人力、时间及财务成本。配资平台因此台积电倡导发起了开放创新平台(简称OIP),其中包含了所有关键的设计应用领域的伙伴,立意于打造一个全面完整的设计生态系统,以因应日趋复杂的设计需求,降低系统公司和设计公司的设计门槛,提升成功率,同时,便于工艺、EDA、IP、Design service 的生态系统伙伴们能够及早与相关方充分沟通、协同发展,有效地提高资源共用与缩短设计周期,从而达成快速上市,快速上量进而快速盈利的目标。

台积电毫无疑问在先进制程方面有极大的领先优势,但我们同时在电源管理器和传感器等特殊工艺上也有布局。我们的目标是客户想实现一个系统产品时,都可以在台积电找到合适的节点和工艺来配合生产,罗镇球强调。在笔者看来,这种思路也适合国内的晶圆厂参考。

来到联电方面,该公司旗下的和舰芯片制造(苏州)股份有限公司销售副总经理林伟圣先生表示,虽然联电基于自身的业务考量,已经暂停投资12nm以下的产能。但他强调,联电还会在工艺研发上持续保持高投入。为了更好的发展,他们将目光投向了RFSOI、ENVM、NHV和ULP四大领域。按照他的说法,之所以联电选择这四个方向,一方面与他们本身技术的积累有关,另一方面也与他们看好这些技术所服务的物联网、5G和AI等新兴市场有密切的关系。

和舰芯片制造(苏州)股份有限公司销售副总经理林伟圣

对晶圆厂来说,除了工艺要完善,IP也是一个不能忽视的方面,林伟圣强调,如何帮助把前期研发成本降低,这是客户最在意的,林伟圣补充说。而这两年这也是值得国内晶圆代工从业者所需要重视的。

在谈到对晶圆厂未来的看法时,罗镇球首先指出,摩尔定律其实并没有像外界评论的一样变慢,台积电现在在3nm上的研究就是一个很好的佐证。他表示,而在设备、材料和封装上的持续创新是保证集成电路产业继续发展的根本。这也是台积电和产业链的合作伙伴一起在做的事情。

领先EDA厂商的布局参考

从很多媒体的报道我们也已经看到,EDA虽然是一个只有几十亿美金的市场,但是对于整个集成电路产业的影响是巨大的。而这是一个被三大厂商高度垄断的市场。在半导体行业观察日前一篇名为《漫谈EDA产业投资》的文章里作者指出,Synopsys(新思科技),Cadence和Mentor Graphics(现已被西门子收购)三大EDA巨头的市场占有率达到了60%以上。而在集成电路设计领域,三家大厂的市场占有率就更高了。单在中国市场,EDA销售额的95%由以上三家瓜分,剩余的5%还有部分被Ansys等其它外国公司占据。

而因为一些众所周知的原因,国内发展EDA产业是势在必行。而要追赶业内先进,也同样需要先了解产业发展方向。

新思科技中国董事长兼全球资深副总裁葛群先生

新思科技中国董事长兼全球资深副总裁葛群先生表示,随着人工智能等新兴产业兴起、智能汽车逐渐成为潮流,市场对芯片的算力有了更高的要求。而在芯片制造工艺的持续演进,进入到7nm以后,芯片设计师要面临的挑战开始呈现指数级增长。

作为一个有着三十多年经验的EDA产业供应商,新思科技也正在面对这种趋势做一些新的转变。

新思科技很早就不把自己定义成一个单纯的EDA公司,公司也在三年前换了新的标语,这主要是我们因客户变化而做的新的转变,葛群说。传统意义芯片公司大概三分之一的人是做硬件,三分之二的人做系统软件。但他们同时还在慢慢转型,不但提供芯片,还给客户提供了更多的解决方案。面对这种现状,新思虽然广义上还是在做电子设计自动化,但我们更强调提供系统性的解决方案给客户,葛群进一步指出。

这个具体下来就是他所说的包括软硬件和系统在内的融合。

我们和先进的生产商合作,更早建立更精确,更完整的模型,让我们的工艺设计师可以考虑到芯片设计所需的要求,在早期做到融合设计,让工艺能够更早为我们设计做优化,使得整个流程变短,葛群说。

例如在AI方面,新思科技为软硬件双方建立起大家统一的界面和模型,这样做算法的人可以看到抽象的硬件信息,能更好充分运用硬件的特性;在汽车方面,新思科技也通过这种软硬件协同的方式,让软件工程师能够在芯片出来之前,基于虚拟芯片,进行相关智能驾舱的设计。这样能大幅度提升整个系统的设计周期。

Cadence公司副总裁兼南京凯鼎电子总裁王琦先生也指出:企业要抓住看准技术发展的趋势,弄清市场和客户的要求,专注研发技术和产品,才能获得回报,看到更好的风景,如在20nm的时候,通过采用工艺与技术的协同,一改过往依赖工艺推动产业发展的方式,将工艺制程推到了现在。但到了5nm、甚至3nm以后,这种持续多年的设计方法又有点捉襟见肘,这时候就需要系统设计和工艺协同优化才能解决问题,王琦接着说。

Cadence公司副总裁兼南京凯鼎电子总裁王琦

在他看来,做芯片已经不是纯粹的做电子的优化,还需要同时考虑电、磁、热、机械各个方面。那就意味着除了电子优化,类似Cadence这些供应商还需要考虑电磁热优化、可靠性、安全性和精密性等系统方面的优化。这就给工艺、设计提出不同的要求,就会带来很多新的机会。面对这种趋势,Cadence的应对之策是首先强化包括EDA工具和IP在内的核心技术,然后从核心的EDA走向系统分析,走向人工智能方面的应用。这样不但能加速芯片的设计流程,提升设计质量与效率,同时也增加了公司的市场广度,王琦强调。

例如在数字前端和后端整合方面,Cadence通过把物理优化的算法做成前端与后端的整合,这样前端做到一些逻辑综合时,同时做了电路优化。这里用到的算法和后面的物理实现算法一样,带来了更高的预测性以及更好的优化性;又如,通过提供新一代Spice仿真工具Spectre X仿真器,Cadence给大家带来更快的模拟仿真,能给芯片设计带来三倍甚至于十倍的提速。

王琦表示,Cadence希望可以继续改进数字和模拟仿真技术,为客户带来更好的产品,也帮助大家可以做更好的芯片设计。

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