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淺談半導(dǎo)體設(shè)備應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)
發(fā)布時(shí)間：2021-01-25
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本文將簡(jiǎn)單談一下半導(dǎo)體設(shè)備應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)。
半導(dǎo)體將使低延遲，高帶寬，像素繁多的世界很快被5G的廣范部署所催生，但它將需要一系列涉及新架構(gòu)，商業(yè)模式和材料的行業(yè)創(chuàng)新。關(guān)鍵的挑戰(zhàn)是使用更低的存儲(chǔ)位，處理和移動(dòng)功耗來更快地處理大量數(shù)據(jù)。
根據(jù)相關(guān)的蕞新報(bào)告 “ 2020年技術(shù)，媒體和電信趨勢(shì)–主題研究”揭示了如何在設(shè)備中進(jìn)行處理越來越多的汽車，機(jī)器人，無人機(jī)和智能設(shè)備中的數(shù)據(jù)，這將有助于減少網(wǎng)絡(luò)擁塞和網(wǎng)絡(luò)威脅。
以下列出了半導(dǎo)體領(lǐng)域的頂及技術(shù)趨勢(shì)。
1. 產(chǎn)業(yè)成長(zhǎng)
在前兩年的迅猛增長(zhǎng)之后，去年表現(xiàn)得有點(diǎn)糟糕。在中美貿(mào)易戰(zhàn)，不確定的內(nèi)存環(huán)境，存儲(chǔ)行業(yè)的產(chǎn)能過剩，世界數(shù)據(jù)中心對(duì)處理器的需求低迷以及智能手機(jī)銷量趨于平淡的情況下，這很好地解釋了這些主要的問題。 總體而言，該行業(yè)將在2020年實(shí)現(xiàn)4％以上的增長(zhǎng)。在先進(jìn)處理器方面，前景也不樂觀，因?yàn)閿?shù)據(jù)中心支出瑾可能顯示出適度的近期增長(zhǎng)。
人工智能系統(tǒng)需要快速處理大量數(shù)據(jù)。盡管通用芯片的性能已得到充分改善，可以啟動(dòng)新一代AI技術(shù)，但它們無法跟上AI系統(tǒng)處理的數(shù)據(jù)量呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)的速度。通過磚用算法的芯片，出現(xiàn)了基于硬件的加速的做法，加速芯片架構(gòu)之間存在高度的專業(yè)化。
3. 物聯(lián)網(wǎng)（IoT）
物聯(lián)網(wǎng)的海量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)正在推動(dòng)對(duì)新芯片架構(gòu)和材料以及硅光子學(xué)等領(lǐng)域的大量研究。越來越多的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將配備自己的微控制器和分析工具，以降低其存在的劣勢(shì)。
4. 自動(dòng)駕駛汽車
具有先進(jìn)的駕駛員輔助系統(tǒng)功能的現(xiàn)代汽車是帶輪子的聯(lián)網(wǎng)超級(jí)計(jì)算機(jī)。半導(dǎo)體將提供將行業(yè)推向全自動(dòng)5G汽車所需的80％的創(chuàng)新。在接下來的幾年中，主要原始設(shè)備制造商（OEM）之間的設(shè)計(jì)獲勝競(jìng)爭(zhēng)將會(huì)加劇。
5. RISC-V
RISC-V基金會(huì)現(xiàn)在有300多個(gè)活躍成員，他們正在探索為各種應(yīng)用程序開發(fā)開源，免許可費(fèi)和免版稅的RISC處理器模板的范圍。 未來兩年，RISCV將被迅速采用，尤其是在中國(guó)。在阿里巴巴基于RISC-V的物聯(lián)網(wǎng)和推理芯片方面的開發(fā)在美國(guó)對(duì)華為出口受到限制之前就已經(jīng)完成。
6. 芯片安全
物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的部署極大地?cái)U(kuò)展了日益復(fù)雜的私人網(wǎng)絡(luò)攻擊者的潛在攻擊面。2018年的Meltdown和Spectre丑聞使芯片的弱點(diǎn)暴露于網(wǎng)絡(luò)攻擊中。電信公司可以從5G與虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）的關(guān)聯(lián)中受益。
科技巨頭面臨著越來越大的差異化壓力。因此，他們放棄了傳統(tǒng)供應(yīng)商，轉(zhuǎn)而采用自己的專有設(shè)計(jì)。世界將繼續(xù)從通用處理器轉(zhuǎn)向?qū)Ｗ⒂谲浖退惴▋?yōu)化的精確定制的硬件?？萍季揞^將越來越多地內(nèi)部設(shè)計(jì)芯片。
8. 鑄造廠
讀立代工廠將受益于大量只設(shè)計(jì)公司和設(shè)計(jì)自己芯片的技術(shù)巨頭。關(guān)于中國(guó)在未來五年中可以在先進(jìn)芯片制造領(lǐng)域取得什么成就，存在一個(gè)很大的問題。
預(yù)計(jì)未來兩年，全球?qū)⒃谛碌蔫T造項(xiàng)目上花費(fèi)500億美元，其中一半磚用于中國(guó)。代工廠商將繼續(xù)受到晶體管尺寸縮小，3D堆疊架構(gòu)（其高度超過閃存）的高度增加以及將標(biāo)準(zhǔn)功能芯片設(shè)計(jì)成磚用芯片組的挑戰(zhàn)。這是半導(dǎo)體設(shè)備的一種發(fā)展趨勢(shì)。
半導(dǎo)體將使低延遲，高帶寬，像素繁多的世界很快被5G的廣范部署所催生，但它將需要一系列涉及新架構(gòu)，商業(yè)模式和材料的行業(yè)創(chuàng)新。關(guān)鍵的挑戰(zhàn)是使用更低的存儲(chǔ)位，處理和移動(dòng)功耗來更快地處理大量數(shù)據(jù)。
根據(jù)相關(guān)的蕞新報(bào)告 “ 2020年技術(shù)，媒體和電信趨勢(shì)–主題研究”揭示了如何在設(shè)備中進(jìn)行處理越來越多的汽車，機(jī)器人，無人機(jī)和智能設(shè)備中的數(shù)據(jù)，這將有助于減少網(wǎng)絡(luò)擁塞和網(wǎng)絡(luò)威脅。
以下列出了半導(dǎo)體領(lǐng)域的頂及技術(shù)趨勢(shì)。
1. 產(chǎn)業(yè)成長(zhǎng)
在前兩年的迅猛增長(zhǎng)之后，去年表現(xiàn)得有點(diǎn)糟糕。在中美貿(mào)易戰(zhàn)，不確定的內(nèi)存環(huán)境，存儲(chǔ)行業(yè)的產(chǎn)能過剩，世界數(shù)據(jù)中心對(duì)處理器的需求低迷以及智能手機(jī)銷量趨于平淡的情況下，這很好地解釋了這些主要的問題。 總體而言，該行業(yè)將在2020年實(shí)現(xiàn)4％以上的增長(zhǎng)。在先進(jìn)處理器方面，前景也不樂觀，因?yàn)閿?shù)據(jù)中心支出瑾可能顯示出適度的近期增長(zhǎng)。
圖1 EVG GEMINI 晶圓鍵合機(jī)
2. 人工智能（AI）和算法芯片人工智能系統(tǒng)需要快速處理大量數(shù)據(jù)。盡管通用芯片的性能已得到充分改善，可以啟動(dòng)新一代AI技術(shù)，但它們無法跟上AI系統(tǒng)處理的數(shù)據(jù)量呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)的速度。通過磚用算法的芯片，出現(xiàn)了基于硬件的加速的做法，加速芯片架構(gòu)之間存在高度的專業(yè)化。
3. 物聯(lián)網(wǎng)（IoT）
物聯(lián)網(wǎng)的海量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)正在推動(dòng)對(duì)新芯片架構(gòu)和材料以及硅光子學(xué)等領(lǐng)域的大量研究。越來越多的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將配備自己的微控制器和分析工具，以降低其存在的劣勢(shì)。
4. 自動(dòng)駕駛汽車
具有先進(jìn)的駕駛員輔助系統(tǒng)功能的現(xiàn)代汽車是帶輪子的聯(lián)網(wǎng)超級(jí)計(jì)算機(jī)。半導(dǎo)體將提供將行業(yè)推向全自動(dòng)5G汽車所需的80％的創(chuàng)新。在接下來的幾年中，主要原始設(shè)備制造商（OEM）之間的設(shè)計(jì)獲勝競(jìng)爭(zhēng)將會(huì)加劇。
5. RISC-V
RISC-V基金會(huì)現(xiàn)在有300多個(gè)活躍成員，他們正在探索為各種應(yīng)用程序開發(fā)開源，免許可費(fèi)和免版稅的RISC處理器模板的范圍。 未來兩年，RISCV將被迅速采用，尤其是在中國(guó)。在阿里巴巴基于RISC-V的物聯(lián)網(wǎng)和推理芯片方面的開發(fā)在美國(guó)對(duì)華為出口受到限制之前就已經(jīng)完成。
6. 芯片安全
物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的部署極大地?cái)U(kuò)展了日益復(fù)雜的私人網(wǎng)絡(luò)攻擊者的潛在攻擊面。2018年的Meltdown和Spectre丑聞使芯片的弱點(diǎn)暴露于網(wǎng)絡(luò)攻擊中。電信公司可以從5G與虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）的關(guān)聯(lián)中受益。
在未來兩年中，預(yù)計(jì)只會(huì)取得很小的進(jìn)展。行業(yè)必須加強(qiáng)整個(gè)供應(yīng)鏈的安全性，包括測(cè)試和包裝服務(wù)，鑄造廠，設(shè)備制造商和電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）供應(yīng)商。
圖2 半導(dǎo)體芯片
7. 內(nèi)部芯片設(shè)計(jì)科技巨頭面臨著越來越大的差異化壓力。因此，他們放棄了傳統(tǒng)供應(yīng)商，轉(zhuǎn)而采用自己的專有設(shè)計(jì)。世界將繼續(xù)從通用處理器轉(zhuǎn)向?qū)Ｗ⒂谲浖退惴▋?yōu)化的精確定制的硬件?？萍季揞^將越來越多地內(nèi)部設(shè)計(jì)芯片。
8. 鑄造廠
讀立代工廠將受益于大量只設(shè)計(jì)公司和設(shè)計(jì)自己芯片的技術(shù)巨頭。關(guān)于中國(guó)在未來五年中可以在先進(jìn)芯片制造領(lǐng)域取得什么成就，存在一個(gè)很大的問題。
預(yù)計(jì)未來兩年，全球?qū)⒃谛碌蔫T造項(xiàng)目上花費(fèi)500億美元，其中一半磚用于中國(guó)。代工廠商將繼續(xù)受到晶體管尺寸縮小，3D堆疊架構(gòu)（其高度超過閃存）的高度增加以及將標(biāo)準(zhǔn)功能芯片設(shè)計(jì)成磚用芯片組的挑戰(zhàn)。這是半導(dǎo)體設(shè)備的一種發(fā)展趨勢(shì)。
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唐女士-華南、西南