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淺談半導(dǎo)體設(shè)備應(yīng)用的發(fā)展趨勢

發(fā)布時間：2021-01-25

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       本文將簡單談一下半導(dǎo)體設(shè)備應(yīng)用的發(fā)展趨勢。
       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)是使用更低的存儲位，處理和移動功耗來更快地處理大量數(shù)據(jù)。
       根據(jù)相關(guān)的蕞新報告 “ 2020年技術(shù)，媒體和電信趨勢–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，機器人，無人機和智能設(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。
1. 產(chǎn)業(yè)成長
       在前兩年的迅猛增長之后，去年表現(xiàn)得有點糟糕。在中美貿(mào)易戰(zhàn)，不確定的內(nèi)存環(huán)境，存儲行業(yè)的產(chǎn)能過剩，世界數(shù)據(jù)中心對處理器的需求低迷以及智能手機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年實現(xiàn)4％以上的增長。在先進(jìn)處理器方面，前景也不樂觀，因為數(shù)據(jù)中心支出瑾可能顯示出適度的近期增長。 

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圖1  EVG GEMINI 晶圓鍵合機

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)級增長的速度。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)的海量實時數(shù)據(jù)正在推動對新芯片架構(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。
4. 自動駕駛汽車
       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)超級計算機。半導(dǎo)體將提供將行業(yè)推向全自動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)計獲勝競爭將會加劇。
5. RISC-V
       RISC-V基金會現(xiàn)在有300多個活躍成員，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。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)在美國對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)備的部署極大地擴展了日益復(fù)雜的私人網(wǎng)絡(luò)攻擊者的潛在攻擊面。2018年的Meltdown和Spectre丑聞使芯片的弱點暴露于網(wǎng)絡(luò)攻擊中。電信公司可以從5G與虛擬現(xiàn)實（VR）的關(guān)聯(lián)中受益。

       在未來兩年中，預(yù)計只會取得很小的進(jìn)展。行業(yè)必須加強整個供應(yīng)鏈的安全性，包括測試和包裝服務(wù)，鑄造廠，設(shè)備制造商和電子設(shè)計自動化（EDA）供應(yīng)商。

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圖2  半導(dǎo)體芯片

7. 內(nèi)部芯片設(shè)計
       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。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)計芯片。
8. 鑄造廠
       讀立代工廠將受益于大量只設(shè)計公司和設(shè)計自己芯片的技術(shù)巨頭。關(guān)于中國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，存在一個很大的問題。
       預(yù)計未來兩年，全球?qū)⒃谛碌蔫T造項目上花費500億美元，其中一半磚用于中國。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。

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