L'EDA torna sul radar degli investitori

L'EDA torna sul radar degli investitori

Timestamp: 25 gennaio 2024 3:08
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L'EDA si sta trasformando da un settore stabile ma strategico in un mercato di investimenti vivace, alimentato da forti utili e crescita, una richiesta a gran voce di progetti all'avanguardia e sempre più personalizzati nei mercati nuovi ed esistenti e il lancio di tecnologie avanzate come l'intelligenza artificiale per una gamma di strumenti che saranno necessari per sviluppare nuove architetture con prestazioni per watt molto maggiori.

Una confluenza di eventi ha portato a uno degli anni migliori di sempre per la major eda giocatori, non solo per quanto bene hanno fatto lo scorso anno in termini di vendite, profitti o prezzo delle azioni, ma anche per come potrebbero andare in futuro. Come riportato di recente dall'Electronic System Design (ESD) Alliance di SEMI, i ricavi del settore sono aumentati del 25.2% a 4,702.4 milioni di dollari nel terzo trimestre del 2023, rispetto ai 3,756.3 milioni di dollari registrati nel terzo trimestre del 2022. La media mobile di quattro trimestri, che mette a confronto i quattro trimestri più recenti rispetto ai quattro precedenti sono aumentati del 13.8%. Quasi tutti i segmenti e le regioni hanno registrato una crescita significativa e si è verificata una rapida ripresa rispetto alla debolezza di inizio anno.

Anche quella morbidezza era contenuta per i grandi giocatori di EDA. La flessione è stata avvertita più fortemente dalle piccole imprese. “All’inizio del 2023 abbiamo avuto la correzione economica”, afferma Prakash Narain, presidente e CEO di Real Intent. “Le cose hanno rallentato, ma hanno influenzato le startup più di quanto abbiano influenzato alcune delle aziende più grandi. Poi ha ripreso. Ora vediamo molte più attività svolgersi nelle aziende di sistema. Questo è davvero molto eccitante perché hanno bisogno di silicio personalizzato. Ciò significa che viene svolto più lavoro di progettazione e questa è un'ottima notizia per il settore EDA. Nel complesso è stato un buon anno, nel senso che il calo è stato bilanciato dalla ripresa nella seconda parte dell’anno”.

Questa trasformazione è guidata da diversi fattori. La massiccia crescita di ChatGPT, iniziata solo lo scorso anno, richiede un aumento significativo della potenza di calcolo totale disponibile, nonché motori diversificati per soddisfare tale esigenza. Le CPU vengono sostituite da un computing eterogeneo e vediamo il cloud diventare un mix di CPU, GPU, processori AI, acceleratori personalizzati, FPGA e altro ancora. Molti di questi nuovi processori vengono sviluppati da startup o da hyperscaler, che sono essenziali per migliorare l’efficienza in diverse classi di calcoli.

Molti di questi processori personalizzati stanno superando il limite del reticolo, costringendo i produttori di chip a scomporre diverse funzionalità utilizzando qualche tipo di packaging avanzato, come 2.5D, 3D-IC e densi fan-out con pilastri. Ciò richiede strumenti EDA più avanzati, compresi alcuni nuovi strumenti, nonché l’utilizzo di tecnologie provenienti da altri settori. Alcuni addirittura risolvono problemi mai visti prima nella progettazione dei chip. Multifisica è un termine che sta emergendo ovunque.

Un terzo fattore implica l’accelerazione delle sinergie tra l’EDA e il settore dei sistemi. Siemens è stata la prima a sfruttare questa opportunità, seguita da altri. "Synopsys vuole iniziare a pensare alle cose a livello di sistema e vuole coinvolgere altre discipline nella mischia", afferma Chris Mueth, direttore della gestione dei nuovi mercati per Keysight. “La complessità sta crescendo in modo esponenziale, ma la forza lavoro no. Ciò lascia un vuoto. Quindi, come affrontare qualcosa che sta crescendo in modo esponenziale in complessità quando non sei in grado di ridimensionare la tua forza lavoro? Devi automatizzare i flussi di lavoro. Non hai scelta. Devi abbattere i muri e far sì che tutto sia connesso e funzioni insieme. E non sarà nemmeno un fornitore. Non è possibile che un singolo fornitore possa gestire tutte queste cose diverse, per una serie di ragioni diverse. È un gioco di interoperabilità e coinvolge l’intero ecosistema”.

EDA e RISC-V
Un'altra trasformazione è la rapida adozione e accettazione di RISC-V. Man mano che l’ecosistema cresce e matura, un numero crescente di aziende sta facendo il grande passo per sviluppare i propri processori personalizzati e sono alla disperata ricerca di strumenti. Questi tipi di strumenti esistevano in passato, ma sono diminuiti quando Arm è diventato il fornitore dominante nel mercato IP delle CPU. Sebbene strumenti estensibili di sviluppo del processore continuassero ad esistere all'interno di Cadence (Tensilica) e Synopsys (ARC), la loro portata era piuttosto limitata. Ora questo si sta estendendo.

“Lo scambio RISC-V è cresciuto di oltre il 40% dall’inizio del 2023 e prevediamo di vedere molti prodotti RISC-V nuovi e innovativi arrivare sul mercato nel 2024”, afferma Calista Redmond, CEO di RISC-V International. “Sono rimasto davvero colpito dal significativo progresso tecnico della comunità, che ha ratificato 16 specifiche e molte altre in arrivo. Abbiamo anche visto importanti annunci RISC-V in una varietà di segmenti. Ad esempio, Meta ha condiviso che l'azienda utilizza RISC-V per transcodificatori video, acceleratori di inferenza e chip di formazione. Inoltre, Qualcomm ha sottolineato di aver spedito un miliardo di dispositivi con microcontrollori RISC-V e di lanciare sul mercato una soluzione indossabile basata su RISC-V per Wear OS di Google."

Rimangono alcuni problemi con RISC-V, ma anche questi sono positivi per l'EDA. "Si sta prendendo coscienza della verifica", afferma Frank Schirrmeister, vicepresidente per le soluzioni e lo sviluppo aziendale di arteris. “La libertà di innovare comporta una grande responsabilità di verifica e l’ecosistema RISC-V richiederà un’ulteriore maturazione per sostenere la crescita. Oltre alla verifica, gli utenti hanno sottolineato al RISC-V Summit che aspetti come IOMMU, debug e tracciamento, controller di interruzione, gestione dell'alimentazione e coerenza a livello di SoC necessitano di lavoro sull'ecosistema per supportare la continua crescita di RISC-V.

Verso la fine del 2023 Synopsys ha acquisito silenziosamente Imperas, il fornitore leader di modelli di riferimento RISC-V e una suite in crescita di strumenti di verifica mirati a RISC-V. Inoltre, Synopsys ha annunciato ARC-V, un'impresa che sfrutta anni di esperienza con il processore estensibile ARC e la applica all'architettura RISC-V.

Mentre l’hardware open source sta guadagnando terreno, l’EDA open source no. "Una buona EDA richiede molti soldi", afferma Ashish Darbari, fondatore e CEO di assiomizzare. “Chi adotta l’EDA sono aziende che utilizzano questi strumenti perché hanno a cuore la qualità e il time-to-market. Vogliono farlo bene la prima volta. Queste aziende, in particolare le vecchie case di silicio del mondo, non si stanno aprendo a nuove forme di EDA open source e leggermente più economiche. Sfortunatamente, l'EDA open source non è ancora all'altezza dello spazio RISC-V. La ragione principale di ciò è che i fornitori di silicio RISC-V e tutte le aziende che costruiscono silicio non stanno investendo nell’EDA open source”.

L'intelligenza artificiale all'interno dell'EDA
L'EDA ha una nuova freccia nella sua faretra: l'intelligenza artificiale. Le aziende EDA hanno adottato selettivamente l’intelligenza artificiale negli ultimi dieci anni, ma la sua utilità si sta espandendo.

Il tipo di intelligenza artificiale utilizzata all'interno dell'EDA potrebbe non essere così attraente come l'intelligenza artificiale generativa, come dimostrato da strumenti come ChatGPT. Tuttavia, l’apprendimento per rinforzo ha dimostrato di essere efficace nel sostituire alcuni dei compiti più ripetitivi attualmente svolti dagli esseri umani, soprattutto quando sono coinvolte relazioni complesse tra molti fattori.

È meno probabile che l’intelligenza artificiale sostituisca i designer. “L’intelligenza artificiale viene addestrata”, afferma Dean Drako, CEO di IC Manage. “Se alleni la tua intelligenza artificiale, impara da ciò che è già stato fatto. Se alleno l'intelligenza artificiale con 1,000 progetti di una vipera, sa cos'è una vipera. Quindi posso chiedergli di progettare un sommatore con un insieme definito di caratteristiche. Ma non permetterò all'intelligenza artificiale di inventare l'idea dei chiplet, perché non è mai stato fatto prima. La parte più importante di ciò che facciamo nel mondo EDA e nel mondo del design è inventare cose nuove. Ogni volta che produciamo un nuovo chip, inventiamo qualcosa che è migliore del precedente. Non stiamo facendo la stessa cosa. L’intelligenza artificiale sarà molto brava a svolgere compiti ripetitivi”.

L’ingegneria è una combinazione di creatività e metodicità. "La parte creativa è relativamente piccola", afferma Narain di Real Intent. “Poi c'è la parte metodica, in cui inserisci il codice, crei quella funzionalità, la testi. Ciò richiede molto tempo di progettazione. C’è un movimento verso l’aumento della produttività degli ingegneri. Automatizzando maggiormente la metodica, stai dando loro più tempo per considerare altre dimensioni.

Può anche fornire alcuni guadagni reali. "I Big Four hanno apportato miglioramenti all'intelligenza artificiale nell'ultimo anno", afferma Rich Goldman, direttore di Ansis. “Aziende come Synopsys, che si occupano di sintesi logica da 40 anni, improvvisamente forniscono risultati migliori grazie all’intelligenza artificiale. È semplicemente incredibile che qualcosa del genere possa cambiare così tanto.

Molti di questi vantaggi derivano dall’utilizzo dell’apprendimento per rinforzo. "Ma ora l'intelligenza artificiale generativa sta sbloccando un livello completamente nuovo di capacità", afferma Neil Hand, direttore marketing, segmento IC presso SiemensEDA. “Quella traiettoria è stata impressionante, non solo per ciò che ha sbloccato in termini tecnici, ma per ciò che ha sbloccato nella percezione per gli utenti. Se torni indietro di un paio d'anni, alla gente non importava davvero come veniva fatta una cosa, purché venisse fatta. Se si parlava di machine learning, le persone erano un po' scettiche e non si fidavano completamente. Ora è completamente spazzato via. Le persone si fidano dell’intelligenza artificiale e del machine learning. La gente vuole sapere cosa stai facendo. Vogliono mettersi dietro lo schermo e capire quali tecnologie vengono utilizzate”.

Ci sono molte altre possibilità davanti a noi. "Una delle sfide che devo affrontare come progettista di strumenti EDA è l'interfaccia umana", afferma Narain. “Calcoliamo molte informazioni che devono essere presentate all’utente. L’intelligenza artificiale può automatizzare la parte del processo che regola automaticamente i parametri in base a modelli che noi esseri umani non possiamo vedere: la capacità di trovare modelli nell’ignoto. Può essere un processo lungo”.

L'EDA trova rispetto
È da molto tempo che l’EDA non viene vista come un settore dinamico meritevole di investimenti. "I semiconduttori e l'EDA sono di nuovo interessanti", afferma Siemens' Hand. “Questa è probabilmente una delle sorprese più grandi per me, dopo anni in cui sono stato meno in prima linea e al centro. Anche se cambiamo il mondo quotidianamente, non siamo stati visti. L'anno scorso abbiamo avuto persone nel campo dei semiconduttori alla Casa Bianca, abbiamo avuto persone dell'EDA che hanno parlato con il Presidente. Siamo diventati improvvisamente visibili”.

Ciò si è riflesso nelle valutazioni. "È stato molto bello vedere i mercati pubblici riconoscere finalmente il contributo dell'EDA", afferma Narain. “L’EDA è stata sottovalutata per così tanto tempo. Devo dare credito al management delle aziende più grandi che ha contribuito a far sì che ciò accadesse”.

È una cosa troppo positiva? "Sono sorpreso dalle capitalizzazioni di mercato delle società EDA", afferma Drako di IC Manage. “Sono ridicolmente alti. È semplicemente incredibile. Un po' giustificato o in ritardo, forse. Il business dell'EDA è il business abilitante per tutto nella nostra vita, eppure il settore dell'EDA è stato davvero un settore arretrato che non ha guadagnato molti soldi e non ha ottenuto molto rispetto. Ci sono voluti 50 anni, ma il rispetto e il denaro che stanno arrivando al mondo EDA sono attesi da tempo”.

Le valutazioni elevate tendono a rendere più probabili le acquisizioni e abbiamo sicuramente assistito a un aumento dell’attività in quell’area. Se la fusione recentemente annunciata tra Synopsys e Ansys si concludesse, sarebbe di gran lunga la più grande transazione aziendale vista da molto tempo.

Un orizzonte nuvoloso
Ma c'è almeno una nuvola all'orizzonte. Le stesse forze che stanno rendendo l’EDA più visibile sono anche legate ad atteggiamenti geopolitici che potrebbero avere implicazioni a lungo termine. "Ho un elenco di circa 15 iniziative nazionali, in diversi paesi, per il finanziamento dei semiconduttori e dell'EDA", afferma Hand. “Il CHIPS Act è stato solo un esempio. D’altra parte, ciò ha creato anche venti contrari, perché uno dei grandi mercati è la Cina. Come gestite le restrizioni all’esportazione? Come gestirli in modo da consentire loro di fare ciò che sono autorizzati a fare, ma farlo in modo tale da non violare alcuna restrizione?

Ci sono moltissime fabbriche in costruzione. "Il CHIPS Act sta accelerando i piani di costruzione delle fonderie di semiconduttori, che potrebbero avere un impatto significativo sui cicli dei semiconduttori", afferma Goldman di Ansys. “Ci vuole del tempo per costruire una nuova fonderia. Stai vedendo fonderie in Arizona con TSMC e Intel, così come in Ohio e nel centro di New York, e luoghi in cui non li abbiamo mai visti prima. Nell'EDA, abbiamo visto molti sforzi dietro le quinte su dove vanno i soldi, ma i soldi non sono ancora stati rilasciati. Penso che vedremo questo impatto nel corso del prossimo anno”.

Tutta quella capacità produttiva extra deve essere riempita in qualche modo, se si vuole che tali fabbriche siano economicamente sostenibili. "Con il CHIPS Act, stanno cercando la democratizzazione della progettazione dei chip e l'accesso a strumenti, librerie e IP, in modo che più team possano eseguire la progettazione avanzata dei chip", afferma Marc Swinnen, direttore del marketing di prodotto presso Ansys. “Vogliono anche fare progressi nell’EDA, con la ricerca nelle università, e hanno bisogno che i fornitori dell’EDA formino un consorzio in cui tutti si scontrano un po’ a disagio uno accanto all’altro nello stesso secchio di disponibilità. C'è ancora molto lavoro da fare. Quello che vogliono dal punto di vista della progettazione, e il modo in cui arrivarci, lo stanno definendo proprio adesso”.

Per ogni azione esiste una reazione uguale e contraria. “Ciò che accadrà è una conseguenza non intenzionale”, afferma Drako. “La maggior parte degli strumenti EDA sono realizzati da aziende americane. Questi strumenti sono così avanzati, contenenti così tanta conoscenza, che nessuno tenta di provare a ricrearli. Ma con le sfide commerciali tra Cina e Stati Uniti, i cinesi faranno uno sforzo molto significativo nello sviluppo di strumenti EDA. Fondamentalmente stiamo creando un concorrente, o creando una seconda fonte, o creando un altro attore nello spazio degli strumenti EDA”.

Come abbiamo visto nell’EDA tradizionale, quando un’azienda arriva abbastanza avanti, è difficile se non impossibile raggiungerla, purché continui a investire. "A volte, quando si costruisce da zero, è possibile realizzare una soluzione migliore poiché è possibile utilizzare tecnologie migliori all'inizio", aggiunge Drako. “Ma altre volte, quando ci sono tante cose da fare, è molto difficile iniziare da zero e costruire una soluzione migliore e più veloce, perché c'è così tanta conoscenza e impegno nelle lezioni apprese che sono finite in una pila di codice. Ci vuole molto tempo per recuperare”.

Conclusione
È stato un anno fantastico per l'EDA, indipendentemente dal modo in cui lo guardi. Nuove tecnologie e nuove opportunità hanno assicurato che ci siano ancora alcuni anni buoni a venire. Come risponderà il settore se emergerà un nuovo concorrente? Quel capitolo deve ancora essere scritto.

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