隨著高級節點和封裝的復雜性增加,頂級設備和工具供應商認為需要更早的合作。(東莞芯片設計獵頭)
在 SEMI 行業戰略研討會上, Martin van den Brink 討論了設備和工具供應商之間日益增長的協作需求、系統公司的影響和復雜性的增加,以及如何在控制成本的同時更易定制化, ASML總裁兼CTO;imec CEO Luc van den Hove;Lam Research 計算產品副總裁 David Fried;西門子 EDA 測試組和生命周期解決方案副總裁兼總經理 Ankur Gupta也對此發表了意見。
在整個芯片行業,我們一直在推動過去幾個工藝節點的摩爾定律的極限,這就是為什么我們看到對先進封裝和小芯片的重視。但我們也看到新型公司正在推動這些變化,并推動更多定制解決方案?這似乎指向比過去更深入地合作。您認為會發生什么變化,隨著時間的推移會發生什么變化?
Fried:在我職業生涯的大部分時間和研究摩爾定律的大部分時間里,我們能夠將行業劃分開來,以便價值鏈或供應鏈中的每個個體貢獻者都可以優化他們特定的鏈條,我們最終會得到一個在另一端優化產品或系統。因此,我們讓 ASML 進行光刻,而 Lam Research 則負責沉積和蝕刻。在晶圓廠,因為我們都盡可能地優化了我們的個人流程,所以我們能夠繼續擴展路線圖很多年。但我們在 15 或 20 年前就已經過了光刻和蝕刻可以完全獨立的地步。我們需要合作并了解晶圓廠中的鄰接關系。現在,憑借處于擴展前沿的最先進技術,我們已經到了需要從我們的專業領域更遠地理解鄰接關系的地步。為了更好地完成我們自己的特定業務部分,我們必須對鄰接關系和流程有更深入地了解,這遠遠超出光刻和蝕刻優化設計技術優化系統和產品設計優化。因此,對于這些鄰接關系,所需的優化和協作在過去幾年中得到了顯著擴展。
van den Hove:合作比以往任何時候都更重要,而且會變得更加重要,尤其是在將技術推向這些新的極端時。過去,我們有明確的角色,并同時獲得擴展的所有好處。但現在我們正在撞上一些難題,比如性能墻,它不再起作用了。因此,我們必須開發技術解決方案來解決其中一些限制,而這些限制將來自晶體管持續縮小。ASML 將在未來十年的光刻技術中實現這一點,但它必須通過新設備、新設備架構和新互連方案來實現,比如將電力傳輸系統放在晶圓背面。它將伴隨異構集成而來,通過微凸塊或混合方法等各種技術實現芯片到芯片堆疊。我們有各種各樣的選擇,因為另一個主要趨勢是不會為每個應用程序提供一個解決方案。比如:對蘋果有利的東西可能對高性能計算不利,或者對汽車而言可能不是最佳選擇。未來,我們需要在整個價值鏈中開展更多合作,使系統知識更接近技術開發。
Gupta:EDA 的合作首先是與 EDA 公司,其次是代工廠。我們的目標是準確地對物理進行建模,然后將其轉化為規則,以便在設計的前期就可以使用這些規則。設計之后是生產,生產之后是芯片的系統視圖。未來發生的根本性變化是,現在系統公司要求我們測量芯片的性能,不僅是在 GDS II 發布到制造階段,而是一直到系統。合作現在擴展到代工合作伙伴、生產合作伙伴以及最終客戶。您為一家系統公司所做的工作可能與另一家系統公司不同,因此我們必須以不同的方式與所有這些客戶合作。
van den Brink:在我職業生涯的大部分時間里,Dennard 縮放比例是推動性能、功耗、尺寸和成本的主要方式,因為您可以自動獲得所有內容。大約 15 年前就停止了。縮小仍然是一種力量,因為縮小尺寸可以降低成本。但是您不會自動獲得性能和功率的改進。作為一名光刻師,我們從未擁有完整的解決方案,也從未談論過它。我們從不使用掩模,即使沒有掩模的光刻技術是不存在的。但隨著時間的推移,我們一直在與其他科技公司討論調整流程以提高生產力和為客戶創造價值。所以總有一種放眼大局的動力。如果掩模可以制作更小的特征,則無需重新設置行業,并且 50 年前我們引入了光刻方法。現在,產品的成本是主要問題,所以我們正在使用多種工具進行修正。我們總是突破界限,向前推進這將變得更加復雜,因為現在客戶想要更具體的東西。他們想要與內核綁定的存儲設備。接下來的步驟將要求我們與我們的客戶、我們的共同解決方案供應商以及該結合過程的供應商合作,以了解如何在這個等式中創造價值。
除了傳統的芯片制造商爭奪一席之地,我們還看到谷歌、蘋果和亞馬遜等公司在設計自己的芯片。就其中一些公司而言,這些芯片正在內部使用,我們從未見過它們。這對協作有何影響?
Fried:系統正在優化,工作負載也在優化,因此所有有助于工作負載性能的組件都需要保持一致。為自己的系統設計自己的芯片的公司正在使用一組特定的芯片規范和一組軟件規范來實現特定的工作負載優化。這些芯片規格需要與技術產品保持一致,這一直到代工廠。這可能與現有的其他芯片規格有很大不同。代工廠需要調整各個流程的性能以實現這一目標。在業務的設備方面,由于我們需要一個滿足所有這些要求的通用解決方案,我們希望針對更具體的應用程序和工作流程進行優化。歸根結底,從上到下,這是同一套溝通協調和協作。由于這種分歧,現在正在發生的事情有更多不同的例子。在這些領域中的任何一個進行通用優化并在專業化和路線圖的分叉中仍然具有足夠的價值變得具有挑戰性。所以我們都為此做出了貢獻,我們都在多個方面保持一致。
Gupta:這當然是一個挑戰。對于定制硅,仍然有一些東西適用于特定節點的所有客戶。系統公司在與通用客戶相同的技術節點上進行設計,并前往相同的代工廠,但他們的概念和方法是不同的。當您回想設計第一個 TPU 時,我們必須應對 EDA 的特定要求,而這些要求在市場上并不存在。這導致了早期訪問程序。如果由于這種分歧我不得不選擇一件非常不同的事情,那就是我們直接與這些客戶合作的那些早期訪問程序的興起。當然,這會給任何 EDA 公司的研發帶來壓力,而且時間會更短。但我們可以與客戶合作解決問題。
van den Hove:我們在過去看到了這些趨勢,我們已經通過參與者和代工廠在行業中進行了專業化。這就是為什么您需要多種選擇,并且必須選擇正確的選項才能充分利用您的設備。這需要一種不同的思維方式,這就是為什么許多系統公司正在進入芯片領域。他們想了解這項技術。我們在許多產品中看到的是,這些系統公司對我們了解技術選項并提出最佳架構有濃厚的興趣。這需要加速整個生態系統和價值鏈的創新過程,因為事情變得如此復雜。如果我們將創新從價值鏈的一層轉移到另一層,那就太慢了。過去幾年,我們在汽車行業看到了這一點,該行業對高性能半導體有著巨大的需求,他們需要更早地開始創新過程。
但是除了半節點和其他小節點之外,每個節點都有多個進程。相同的設備是否適用于所有這些設備?
van den Brink:邊界不同,但要求相似。然而,挑戰在于我們如何前進。對創新的需求仍然存在,但它的發生速度將比以前慢。成本會上升,不會下降,所以我們必須在其他地方彌補。因此,如果您正在查看設備和整個系統的性能,那么您就可以證明價格合理。但是每個人都必須清楚地了解他們帶來的價值。過去,像 IBM、飛利浦和 TI 這樣的公司什么都自己做。(東莞芯片設計獵頭網)
但隨著工資和其他成本的上漲,價值主張發生了變化。所以現在你必須決定你可以委托什么,并了解它是如何發揮作用的。對于行業而言,鑒于未來的復雜性不斷增加,您必須在各個層面進行調整才能創造價值。