EDA spet na radarju vlagateljev

EDA spet na radarju vlagateljev

Časovni žig: 25. januar 2024 3
Izvorno vozlišče: 3086897

EDA se preoblikuje iz mirnega, a strateškega sektorja v vroč naložbeni trg, ki ga spodbujajo močni zaslužki in rast, hrepeneče po vrhunskih in vse bolj prilagojenih dizajnih na novih in obstoječih trgih ter uvedba naprednih tehnologij, kot je AI za vrsto orodij, ki bodo potrebna za razvoj novih arhitektur z veliko večjo zmogljivostjo na vat.

Splet dogodkov je privedel do enega najboljših let za major IN OD igralcev, ne le glede tega, kako dobro so bili v preteklem letu v smislu prodaje, dobička ali cene delnic, ampak tudi glede tega, kako bi lahko šlo v prihodnosti. Kot je nedavno poročalo združenje SEMI's Electronic System Design (ESD), so se prihodki industrije v tretjem četrtletju 25.2 povečali za 4,702.4 % na 2023 milijona USD, kar je več od 3,756.3 milijona USD, zabeleženih v tretjem četrtletju 2022. Drseče povprečje štirih četrtin, ki primerja zadnjih štirih četrtletjih v primerjavi s prejšnjimi štirimi povečal za 13.8 %. Skoraj vsi segmenti in regije so zabeležili znatno rast, po mehkobi v začetku leta pa je prišlo do hitrega okrevanja.

Celo ta mehkoba je bila vsebovana pri velikih igralcih EDA. Upad so močneje občutila mala podjetja. »V začetku leta 2023 smo imeli gospodarski popravek,« pravi Prakash Narain, predsednik in izvršni direktor podjetja Real Intent. »Stvari so se upočasnile, vendar so bolj vplivale na startupe kot na nekatera večja podjetja. Potem se je pobralo. Zdaj vidimo, da se v sistemskih podjetjih dogaja veliko več dejavnosti. To je pravzaprav zelo razburljivo, ker potrebujejo prilagojen silikon. To pomeni, da se zgodi več oblikovalskega dela in to je odlična novica za industrijo EDA. Na splošno je bilo leto dobro v smislu, da je padec izravnal vzpon v poznejšem delu leta.«

To preobrazbo poganja več dejavnikov. Ogromna rast ChatGPT, ki se je začela šele lani, zahteva znatno povečanje skupne razpoložljive računalniške moči, pa tudi raznolike motorje za zadovoljitev te potrebe. CPU-je nadomešča heterogeno računalništvo in vidimo, da oblak postaja mešanica CPE-jev, GPE-jev, procesorjev AI, pospeševalnikov po meri, FPGA-jev in še več. Številne od teh novih procesorjev razvijajo bodisi zagonska podjetja bodisi hiperskalerji, ki so bistveni za izboljšano učinkovitost v različnih razredih izračunov.

Številni od teh procesorjev po meri preraščajo omejitev namerilnega križa, kar izdelovalce čipov prisili, da razgradijo različne funkcije z uporabo neke vrste napredne embalaže, kot so 2.5D, 3D-IC-ji in gosto pahljače s stebri. To zahteva naprednejša orodja EDA, vključno z nekaterimi novimi orodji, kot tudi uporabo tehnologij iz drugih področij. Nekateri celo obravnavajo vprašanja, ki jih pri načrtovanju čipov še nikoli nismo videli. Multifizika je izraz, ki se zdaj pojavlja povsod.

Tretji dejavnik vključuje pospeševanje sinergij med EDA in sistemskim prostorom. Siemens je bil prvi, ki je izkoristil to priložnost, drugi pa so mu sledili. "Synopsys želi začeti razmišljati o stvareh na sistemski ravni in v boj želijo vključiti druge discipline," pravi Chris Mueth, direktor upravljanja novih trgov za Keysight. »Kompleksnost eksponentno narašča, delovna sila pa ne. To pušča vrzel. Kako se torej spoprijeti z nečim, kar eksponentno postaja kompleksnejše, če ne morete povečati svoje delovne sile? Delovne tokove morate avtomatizirati. Nimaš izbire. Podreti morate zidove in vse povezati in delovati skupaj. In tudi ne bo en sam prodajalec. En sam prodajalec se ne more ukvarjati z vsemi temi različnimi stvarmi zaradi številnih različnih razlogov. Gre za igro interoperabilnosti in vključuje celoten ekosistem.«

EDA in RISC-V
Druga preobrazba je hitro posvojitev in sprejemanje RISC-V. Ko ekosistem raste in dozoreva, se vse več podjetij odloča za razvoj lastnih procesorjev po meri in obupno potrebujejo orodja. Tovrstna orodja so obstajala v preteklosti, vendar so se zmanjšala, ko je Arm postal prevladujoč dobavitelj na trgu CPU IP. Medtem ko so orodja za razvoj razširljivih procesorjev še naprej obstajala v Cadence (Tensilica) in Synopsys (ARC), so bila v svojem dosegu precej omejena. To se zdaj podaljšuje.

»Izmenjava RISC-V je od začetka leta 40 zrasla za več kot 2023 % in pričakujemo, da bo leta 2024 na trg prišlo veliko novih in inovativnih izdelkov RISC-V,« pravi Calista Redmond, izvršna direktorica za RISC-V International. »Resnično sem bil navdušen nad pomembnim tehničnim napredkom skupnosti, saj je ratificirala 16 specifikacij, veliko pa jih je na poti. Videli smo tudi pomembne objave RISC-V v različnih segmentih. Meta je na primer delila, da podjetje uporablja RISC-V za video transkoderje, pospeševalnike sklepanja in vadbene čipe. Poleg tega je Qualcomm poudaril, da je poslal milijardo naprav z mikrokrmilniki RISC-V in da na trg prinaša rešitev za nosljive naprave, ki temelji na RISC-V, za Wear OS by Google.«

Nekatere težave z RISC-V ostajajo, vendar so tudi te dobre za EDA. "Nekatero spoznanje o preverjanju se je umirilo," pravi Frank Schirrmeister, podpredsednik za rešitve in poslovni razvoj pri Arteris. »Svoboda do inovacij vključuje veliko odgovornost, ki jo je treba preveriti, ekosistem RISC-V pa bo za podporo rasti zahteval nadaljnje zorenje. Poleg preverjanja so uporabniki na vrhu RISC-V izpostavili, da vidiki, kot so IOMMU, odpravljanje napak in sledenje, krmilniki prekinitev, upravljanje porabe energije in skladnost celotnega sistema SoC, potrebujejo delo v ekosistemu za podporo nadaljnje rasti RISC-V.”

Konec leta 2023 je Synopsys tiho kupil Imperas, vodilnega ponudnika referenčnih modelov RISC-V in rastočega nabora orodij za preverjanje, namenjenih RISC-V. Poleg tega je Synopsys napovedal ARC-V, podvig, ki vzame njihove dolgoletne izkušnje z razširljivim procesorjem ARC in jih uporabi za arhitekturo RISC-V.

Medtem ko je odprtokodna strojna oprema vse bolj priljubljena, odprtokodna EDA ne. »Dobra EDA zahteva veliko denarja,« pravi Ashish Darbari, ustanovitelj in izvršni direktor podjetja Aksiomiziraj. »Usvojitelji EDA so podjetja, ki uporabljajo ta orodja, ker jim je mar za kakovost in čas za trženje. Želijo, da bi bilo prvič pravilno. Ta podjetja, zlasti stare silicijeve hiše sveta, se ne odpirajo novim odprtokodnim, nekoliko cenejšim oblikam EDA. Odprtokodni EDA ga žal še ni zmanjšal za prostor RISC-V. Največji razlog za to je, da prodajalci silicija RISC-V in vsa podjetja, ki izdelujejo silicij, ne vlagajo v odprtokodno EDA.«

AI znotraj EDA
EDA ima novo puščico v svojem tulu - AI. Podjetja EDA so v zadnjem desetletju selektivno sprejemala AI, vendar se njegova uporabnost širi.

Vrsta umetne inteligence, ki se uporablja v EDA, morda ni tako seksi kot generativna umetna inteligenca, kot dokazujejo orodja, kot je ChatGPT. Kljub temu se je pokazalo, da je okrepljeno učenje dobro pri nadomeščanju nekaterih bolj ponavljajočih se nalog, ki jih trenutno opravljajo ljudje, zlasti ko gre za zapletena razmerja med številnimi dejavniki.

Manj verjetno je, da bo umetna inteligenca nadomestila oblikovalce. »AI je usposobljen,« pravi Dean Drako, izvršni direktor IC Manage. »Če usposobite svojo umetno inteligenco, se uči iz tega, kar je že bilo narejeno. Če treniram AI s 1,000 modeli seštevalnika, ve, kaj je seštevalnik. Nato ga lahko prosim, naj oblikuje seštevalnik z definiranim nizom karakteristik. Vendar ne bom prepričal AI, da pride na idejo čipletov, ker tega še nikoli ni bilo. Najpomembnejši del tega, kar počnemo v svetu EDA in v svetu oblikovanja, je ustvarjanje novih stvari. Vsakič, ko naredimo nov čip, izumimo nekaj, kar je boljše od prejšnjega. Ne delava iste stvari. Umetna inteligenca bo zelo dobra pri opravljanju ponavljajočih se nalog.«

Inženiring je kombinacija kreativnega in metodičnega. "Ustvarjalni del je razmeroma majhen," pravi Narain iz Real Intent. »Potem je tu metodični del, kjer vnesete kodo, ustvarite to funkcionalnost, jo preizkusite. To zahteva veliko inženirskega časa. Obstaja gibanje v smeri povečanja produktivnosti inženirjev. Če avtomatizirate večji del metodike, jim daste več časa za razmislek o drugih dimenzijah.«

Prav tako lahko zagotovi nekaj resničnih dobičkov. »Veliki štirje so v zadnjem letu izdali izboljšave AI,« pravi Rich Goldman, direktor pri Odgovori. »Podjetja, kot je Synopsys, ki že 40 let izvajajo logično sintezo, nenadoma zagotavljajo boljše rezultate zaradi umetne inteligence. Prav neverjetno je, da lahko kaj takega tako zelo spremeni.”

Velik del teh dobičkov izhaja iz uporabe učenja s krepitvijo. »Toda zdaj generativna umetna inteligenca odpira povsem novo raven zmogljivosti,« pravi Neil Hand, direktor trženja segmenta IC pri Siemens EDA. »Ta pot je bila impresivna, ne le glede na to, kaj je odklenjeno v tehničnem smislu, ampak glede na to, kaj je odklenjeno v zaznavi uporabnikov. Če se vrnete nekaj let nazaj, ljudem ni bilo mar, kako je bilo nekaj narejeno, dokler je bilo narejeno. Če ste govorili o strojnem učenju, so bili ljudje nekoliko skeptični in mu niso povsem zaupali. Zdaj je to popolnoma odpihnilo. Ljudje zaupajo AI in ML. Ljudje želijo vedeti, kaj počnete. Želijo priti za zaslon in razumeti, katere tehnologije se uporabljajo.«

Pred nami je še veliko možnosti. »Eden od izzivov, s katerimi se srečujem kot oblikovalec orodij EDA, je človeški vmesnik,« pravi Narain. »Izračunamo veliko informacij, ki jih je treba predstaviti uporabniku. Umetna inteligenca lahko avtomatizira del procesa, ki samodejno prilagaja parametre na podlagi vzorcev, ki jih ljudje ne moremo videti – sposobnost iskanja vzorcev v neznanem. To je lahko dolg proces.«

EDA najde spoštovanje
EDA že dolgo ni veljala za dinamično naložbeno industrijo. »Polprevodniki in EDA so spet kul,« pravi Siemensov Hand. »To je zame verjetno eno največjih presenečenj, po letih, ko sem bil manj spredaj in v sredini. Čeprav smo vsak dan spreminjali svet, nas niso opazili. Lansko leto smo imeli polprevodnike v Beli hiši, imeli smo ljudi iz EDA, ki so se pogovarjali s predsednikom. Nenadoma smo postali vidni.”

To se je odrazilo v vrednotenjih. »Zelo lepo je bilo videti, da so javni trgi končno priznali prispevek EDA,« pravi Narain. »EDA je bila tako dolgo podcenjena. Moram pohvaliti vodstva večjih podjetij, ki so ključno prispevala k temu, da se je to zgodilo.«

Je preveč dobra stvar? »Presenečen sem nad tržnimi omejitvami podjetij EDA,« pravi Drako iz IC Manage. »Smešno so visoki. To je preprosto neverjetno. Morda nekoliko upravičeno ali prepozno. Posel EDA je posel, ki omogoča vse v našem življenju, a kljub temu je bila industrija EDA res zaledna voda, ki ni zaslužila veliko denarja in ni bila deležna prav velikega spoštovanja. Potrebovali smo 50 let, vendar sta spoštovanje in denar, ki prihajata v svet EDA, že zdavnaj poznejša.«

Visoka vrednotenja običajno povečajo verjetnost nakupov in zagotovo smo bili priča povečanju dejavnosti na tem področju. Če se nedavno napovedana združitev podjetij Synopsys in Ansys zaključi, bo to daleč največja korporativna transakcija v zadnjem času.

Oblačno obzorje
Toda na obzorju je vsaj en oblak. Iste sile, zaradi katerih je EDA bolj prepoznavna, so povezane tudi z geopolitično držo, ki bi lahko imela dolgoročne posledice. »Imam seznam približno 15 nacionalnih pobud v različnih državah za financiranje polprevodnikov in EDA,« pravi Hand. »Zakon o CHIPS je bil le en primer. V zameno je tudi to povzročilo preglavice, saj je eden od velikih trgov Kitajska. Kako se soočate z izvoznimi omejitvami? Kako krmarite s temi, da jim še vedno omogočite, da počnejo, kar jim je dovoljeno, vendar to počnete tako, da ne kršimo nobenih omejitev?«

Gradi se veliko tovarn. »Zakon CHIPS pospešuje načrte za gradnjo livarn polprevodnikov, kar lahko pomembno vpliva na polprevodniške cikle,« pravi Goldman iz podjetja Ansys. »Zgradnja nove livarne traja nekaj časa. Vidite livarne v Arizoni s TSMC in Intel, pa tudi Ohio in osrednji New York ter kraje, kjer jih še nismo videli. V EDA smo v zakulisju opazili veliko truda pri tem, kam gre denar, vendar denar še ni bil sproščen. Mislim, da bomo ta učinek videli v naslednjem letu.”

Vse te dodatne zmogljivosti tovarn je treba nekako zapolniti, če naj bodo te tovarne ekonomsko upravičene. »Z zakonom CHIPS Act iščejo demokratizacijo oblikovanja čipov ter dostop do orodij, knjižnic in naslovov IP, tako da lahko več ekip izvaja napredno oblikovanje čipov,« pravi Marc Swinnen, direktor trženja izdelkov pri Ansys. »Prav tako želijo doseči napredek v EDA z raziskavami na univerzah in potrebujejo, da prodajalci EDA oblikujejo konzorcij, kjer se bodo vsi nekoliko neprijetno stiskali drug ob drugem v istem vedru razpoložljivosti. Opraviti je treba veliko poti. Kaj je tisto, kar želijo s strani oblikovanja, in kako bomo do tega prišli, se pravkar pripravlja.«

Za vsako dejanje obstaja enaka in nasprotna reakcija. "Kar se bo zgodilo, je nenamerna posledica," pravi Drako. »Večino orodij EDA izdelujejo ameriška podjetja. Ta orodja so tako napredna, vsebujejo toliko znanja, da jih nihče ne poskuša poustvariti. Toda glede na trgovinske izzive med Kitajsko in ZDA bodo Kitajci vložili zelo veliko truda v razvoj orodij EDA. V bistvu ustvarjamo konkurenta ali ustvarjamo drugi vir ali ustvarjamo drugega igralca v orodnem prostoru EDA.«

Kot smo videli pri tradicionalni EDA, ko gre eno podjetje dovolj daleč naprej, ga je težko, če ne celo nemogoče, dohiteti, dokler še naprej vlagajo. »Včasih, ko gradite od začetka, lahko naredite boljšo rešitev, saj lahko na začetku uporabite boljše tehnologije,« dodaja Drako. »Toda drugič, ko se dogaja veliko stvari, je zelo težko začeti iz nič in zgraditi boljšo, hitrejšo rešitev, ker je toliko znanja in truda vloženega v pridobljene lekcije, ki so šle v kup kode. Potrebuje veliko časa, da ga dohitim.«

zaključek
Bilo je odlično leto za EDA, ne glede na to, s katere strani pogledate. Nove tehnologije in nove priložnosti so poskrbele, da je pred nami še nekaj dobrih let. Kako se bo industrija odzvala, če se pojavi nov konkurent? To poglavje bo še napisano.

Časovni žig:

Več od Semi Engineering