兩大關(guān)鍵技術(shù)，重塑2023電子設(shè)計(jì)行業(yè)

2022年對(duì)電子行業(yè)來(lái)說(shuō)是非常重要的一年，設(shè)計(jì)創(chuàng)新不斷涌現(xiàn)。2023年，開(kāi)發(fā)者們也面臨諸多挑戰(zhàn)。從產(chǎn)品需求的周期性波動(dòng)，到開(kāi)發(fā)者人才緊缺，再到這些能耗對(duì)地球的影響日益增大…在這樣的背景下，2023年電子設(shè)計(jì)行業(yè)又將迎來(lái)怎樣的發(fā)展趨勢(shì)呢？

幾十年來(lái)，我們親眼目睹了開(kāi)發(fā)者們?nèi)绾瓮黄莆锢韺W(xué)限制，不斷擴(kuò)展摩爾定律，并從單個(gè)芯片中獲取更多的計(jì)算能力，打造出自動(dòng)駕駛汽車(chē)和先進(jìn)機(jī)器人等產(chǎn)品。面向未來(lái)，我們看到市場(chǎng)要求芯片技術(shù)提供越來(lái)越復(fù)雜的功能，而正是這些技術(shù)為我們的世界提供著源源不斷的動(dòng)力。

展望2023，我們預(yù)計(jì)這種趨勢(shì)將會(huì)延續(xù)下去，以下關(guān)鍵新興技術(shù)將會(huì)進(jìn)一步塑造行業(yè)未來(lái)。

芯片生命周期管理將成為主流

大數(shù)據(jù)分析已經(jīng)在從科學(xué)到金融的各個(gè)行業(yè)取得了長(zhǎng)足發(fā)展。現(xiàn)在，芯片行業(yè)是時(shí)候?qū)钠骷芷诘拿總€(gè)階段收集的大量信息轉(zhuǎn)化為可行見(jiàn)解了。高性能計(jì)算（HPC）和汽車(chē)等細(xì)分市場(chǎng)的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)都非常了解芯片生命周期管理（SLM）。在HPC領(lǐng)域，SLM技術(shù)可以協(xié)助數(shù)據(jù)中心服務(wù)器SoC的開(kāi)發(fā)者滿(mǎn)足SLA（服務(wù)水平協(xié)議）正常運(yùn)行時(shí)間的要求──在一定時(shí)間內(nèi)保持99.99%或99.999%的可用性被認(rèn)為是合理的。

對(duì)于汽車(chē)開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)，SLM技術(shù)會(huì)不斷評(píng)估老化和劣化等因素，從而為車(chē)載電子系統(tǒng)的維護(hù)和更新提供更具預(yù)測(cè)性的方法。另一方面，鑒于其他許多細(xì)分市場(chǎng)對(duì)任務(wù)關(guān)鍵型應(yīng)用的可靠性、可用性和可服務(wù)性（RAS）越來(lái)越重視，SLM有望在未來(lái)一年得到更廣泛的應(yīng)用。

受到工藝的不斷更新、環(huán)境以及老化的影響，芯片設(shè)計(jì)正面臨著巨大的壓力。同時(shí)，人們期望芯片的性能達(dá)到更高的水平，尤其是對(duì)于汽車(chē)等行業(yè)來(lái)說(shuō)，用戶(hù)還希望芯片能夠持續(xù)使用更長(zhǎng)時(shí)間。

SLM提供了在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、系統(tǒng)成型中以及在現(xiàn)場(chǎng)條件下實(shí)時(shí)監(jiān)控和分析半導(dǎo)體器件的機(jī)制。片上傳感器和監(jiān)控器會(huì)持續(xù)收集數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)發(fā)送到云端的人工智能分析引擎，以便在芯片生命周期的每個(gè)階段實(shí)現(xiàn)優(yōu)化。預(yù)測(cè)性和規(guī)范性分析可以提升設(shè)計(jì)過(guò)程的效率，同時(shí)提高設(shè)計(jì)本身的質(zhì)量。

Multi-Die系統(tǒng)將被廣泛應(yīng)用

通過(guò)將多個(gè)異構(gòu)小芯片集成到單個(gè)封裝中，多晶粒（Multi-Die）架構(gòu)可以提供單片SoC所無(wú)法實(shí)現(xiàn)的性能、功耗、成本和收益優(yōu)勢(shì)。盡管Multi-Die系統(tǒng)并不算是半導(dǎo)體領(lǐng)域的創(chuàng)新，但2023年對(duì)于該系統(tǒng)來(lái)說(shuō)將是非常重要的一年。

圍繞Multi-Die架構(gòu)的生態(tài)系統(tǒng)正在快速走向成熟，不僅減少了以前的進(jìn)入壁壘，也為更廣泛的采用鋪平了道路。隨著一些統(tǒng)一而成熟的整體性工具得到更廣泛的應(yīng)用，Multi-Die系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、驗(yàn)證、測(cè)試、簽核和芯片生命周期管理也得以簡(jiǎn)化。標(biāo)準(zhǔn)化IP可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)健、安全的Die-to-Die連接，不僅降低了集成風(fēng)險(xiǎn)，而且加快了標(biāo)準(zhǔn)的采用。代工廠以及外包半導(dǎo)體封裝和測(cè)試（OSAT）供應(yīng)商可以為多晶粒系統(tǒng)提供先進(jìn)封裝、生態(tài)系統(tǒng)聯(lián)盟和流程等產(chǎn)品。

此外，通用芯?；ミB技術(shù)（UCIe）等標(biāo)準(zhǔn)為Die-to-Die接口提供了一個(gè)完整的堆棧，使得將不同元件組合在一起變得更加容易，同時(shí)也滿(mǎn)足了苛刻的帶寬、延遲和能效要求。所有這些發(fā)展匯集在一起，預(yù)示著Mukti-Die正在成為主流。

Multi-Die系統(tǒng)設(shè)計(jì)的擴(kuò)展可能會(huì)引發(fā)向多晶圓代工策略的轉(zhuǎn)變，因?yàn)樵O(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)可以選擇在其系統(tǒng)中為內(nèi)核使用先進(jìn)節(jié)點(diǎn)，而為外設(shè)使用較舊的工藝節(jié)點(diǎn)，而且2022年的供應(yīng)鏈挑戰(zhàn)也促使芯片開(kāi)發(fā)者考慮多晶圓代工策略，以提高可預(yù)測(cè)性。

硅光子學(xué)與Multi-Die技術(shù)的轉(zhuǎn)變也息息相關(guān)，是下一個(gè)半導(dǎo)體前沿技術(shù)領(lǐng)域。光子芯片利用光的優(yōu)勢(shì)來(lái)傳輸和處理數(shù)據(jù)，它可以集成到Multi-Die系統(tǒng)中，從而實(shí)現(xiàn)高能效的帶寬擴(kuò)展。隨著Multi-Die系統(tǒng)逐漸被人們所接受，光子芯片的地位也有望得到提升。

結(jié)語(yǔ)

雖然沒(méi)有人能夠真正預(yù)測(cè)未來(lái)，但我們可以預(yù)見(jiàn)那些可能影響未來(lái)一年的趨勢(shì)和模式。人工智能和大數(shù)據(jù)分析在我們的日常生活中，甚至是在芯片設(shè)計(jì)中，都變得越來(lái)越普遍，汽車(chē)也更加智能。超大規(guī)模用戶(hù)需要從他們的芯片中獲得更多解決方案，以應(yīng)對(duì)疫苗研發(fā)、電網(wǎng)能源儲(chǔ)存和世界饑餓等巨大問(wèn)題。在這個(gè)過(guò)程中，他們也在塑造芯片產(chǎn)業(yè)本身。Multi-Die系統(tǒng)正迅速成為摩爾定律放緩的應(yīng)對(duì)之道，而這些架構(gòu)也帶來(lái)了更大的機(jī)會(huì)，可以滿(mǎn)足我們這個(gè)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、帶寬匱乏的世界的需求。

目前是電子行業(yè)的一個(gè)重要變革期，芯片在應(yīng)對(duì)世界上一些重大挑戰(zhàn)中發(fā)揮著重要作用。作為在2023年有望對(duì)芯片行業(yè)產(chǎn)生重大影響的關(guān)鍵技術(shù)，芯片生命周期管理和Multi-Die系統(tǒng)將會(huì)為塑造更智能美好的世界貢獻(xiàn)一份力量。

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