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所有的预测现在来看,2020年到2030年,半导体的产值很可能会从5000亿美金变成1亿美金,翻一番,变成一个非常巨大的行业。以我个人的行业来讲,不要跟1亿美金的行业对赌,也不要跟全世界最聪明的人对赌。现在最聪明的人想跳进去,延续摩尔定律的生命。再往后,2030年后或许不是To B或To C了,“万物互联”,所有的东西都需要半导体,所以“人类对美好生活的向往与需求会延续着摩尔定律”。
(三)如何延续摩尔定律
到目前为止我们要延续摩尔定律,主要靠光刻、新材料,或者是大家觉得比较梦幻的构架。一个晶圆厂设计出一套工艺,这些制程工艺用软件描述出来,这是不完全连续,也算连续的过程。最大的问题是,每一个人都留了一些冗余,这些冗余在摩尔定律这么艰难的状况下,基本是不应该存在的。所以芯片设计厂商、EDA公司、晶圆厂必须紧密合作,想办法从合作的环节里萃取/榨取一些价值出来,想办法把摩尔定律再往前推进一、两代。大家不要小看这些冗余和效率,跟一家公司合作,有可能会多延续半代或一代以上。
再下一步,就走到了系统。半导体也好,芯片也好,最终要服务于系统,我们有没有可能把它从系统拉进来,大家抱团做成one team,把误会全部消除,做成system-technology CO-OPTIMIZATION。
摩尔定律就说到这里,接下来我想说摩尔定律还会遇到各式各样的问题,这些问题都需要全世界最聪明的人解决,也要投入大量的金钱。不过从现在来看,未来五年、十年我们看到了一些亮光,如果大家的年纪跟我一样,我们大概可以干到退休。就算摩尔定律走不下去,还有一二十年的生命可以继续往前延续。
接下来讲讲我们会遇到什么问题。这不是摩尔定律本身带来的问题,而是摩尔定律带来的复杂度、成本定律带来的问题。包括:制造周期越来越高,设计效率越来越长,犯一个错误代价非常高昂的。
比如,送到晶圆厂生产就需要四五个月,回来发现有bug,修一修再送过去,又需要四五个月,一年时间就过去了。哪一个市场会等你一年?没有人会等你,因为成本太高了。还有找不到人的问题,培养一代半导体的专家和优秀工程师需要很长的时间,这个时间也耗不起。这些问题大家都很头疼,大家可以跟Cadence合作。
90年代我读书的时候,power讲的就是晶体管本身的power,其他的power都不是问题。现在的问题开始多了,internal的power占49%。switching(拉线)的power,你越做越细,越拉越长,阻抗越来越高,现在也占到49%,拉线拉得好不好,决定一颗芯片的功耗,也就是热的表现。
GPU里还有一个更悬乎的东西,就是有一个新的power出现,叫Glitch power,7nm占20%,5nm占30%,这个不能不管,假设有6根信号送到一个组合逻辑里,如果到的预期跟你想的不一样,先到的会跳动,所以会耗电,这个耗电能达到20%-30%,无法想象,这个不要自己解决,要让工具解决,别相信你公司老师傅的话,他解决不了的。
这个解决方式,并不是说最后芯片设计完之后才知道有这么多问题,写RTU的时候就要知道有这么多的问题出现,要马上修正。RTU怎么可能马上看到power?我们正在做这个努力,这不是一个工具的问题,是一串工具作出的解决方案,让客户现在能够算power,从RTU阶段算到最后。算一秒没什么了不起,可是今天算一秒钟,可能就需要三天或一个礼拜,那这就不是解决方案。
我们希望有一天,在很靠近的未来,就在这几个月内,我们就有一个解决方案,让你一秒钟可以在一个小时内跑完,这样你可以跑六十秒,可以看到整个power,尽早把你的构架进行修改。
包括人找不到的问题,那就多买点工具。一个人原来只用一套工具,你让一个人用三套工具怎么样?绝对用得过来,就看你的方法学、流程怎么定,看你怎么跟Cadence谈。
人工智能有很多种的方法,整个流程从构架开始,到最后步骤,切成二三十段,每一段都可以有两个选择(是非题),大家算算一共有多少。
以整套流程来算,客户会有8000多万的选择,用哪位工程师做最好的选择,设计出最小的芯片,功耗又最低?其实,未来是属于人工智能,你必须要用有智慧的人,让它用更短的时间做出来。
我常常问客户,用人工智能做什么?大部分的客户回答是“做得更小,做得更快”,我的答案还有一个,“想办法增加你的设计效率”。单个人花三个月才能设计出来的东西,如果一个人花三个礼拜就能设计好,最后的结果是一样的,芯片没有特别好,但你只要花九分之一的人力就能做好的话,你用不用?这是现在设计行业必须面临的挑战和机遇。
稿源:(雷锋网)
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标题:晶体管|关于摩尔定律那些事:失效在即,如何延续?( 三 )