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글로벌 세미 공급망 강화

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증가하는 설계 비용과 복잡성, 지정학적 문제, 예상치 못한 공급망 결함으로 인해 반도체 산업 전반의 회사는 더 깊고 효과적인 파트너십을 구축하고 더 자주 그렇게 하고 있습니다.

이러한 모든 요인의 합류는 전 세계적으로 혼란을 일으키고 있습니다. 더욱이 최종 고객 기반은 소켓용으로 설계된 전통적인 칩 제조업체에서 시스템 회사, 기존 칩 제조업체 및 매우 특정한 애플리케이션을 위한 칩을 개발하는 수많은 신규 플레이어의 조합으로 이동하고 있습니다. 그 중 일부는 특히 데이터 센터 및 AI 애플리케이션을 위해 가장 진보된 노드에서 개발되고 있습니다.

Vic Kulkarni 최고 전략 책임자는 "오늘날 혁신적인 맞춤형 실리콘 디자인을 만들기 위한 기준이 칩당 50천만 달러 이상으로 높아졌습니다."라고 말했습니다. Si2. “IP 인증, 아키텍처, 물리적 설계, 소프트웨어 스택 생성, 프로토타이핑 및 검증과 관련된 비용이 N400의 경우 $5M에서 N600의 경우 $2M 이상으로 급증하고 있습니다. 그 결과 IP, SoC 및 실리콘-투 시스템 디자이너의 엘리트 클래스가 탄생했습니다.”

이러한 치솟는 비용은 실리콘-시스템 설계 흐름의 복잡성의 결과입니다.

"우리에게 필요한 것은 혁신을 달성하는 동시에 TTR(Time-to-Result) 및 TTM(Time-to-Market)을 충족하기 위해 동급 최고의 멀티 벤더, 멀티 클라우드 및 하이브리드 클라우드 인프라입니다. ) 목표. 그리고 업계의 복잡성과 상호 연결성을 감안할 때 어떤 회사도 모든 것을 알거나 수행할 수 없습니다.”라고 Kulkarni는 말했습니다.

그림 1: 가까운 미래의 클라우드 인프라 비전. 출처: Si2

그림 1: 가까운 미래의 클라우드 인프라 비전. 출처: Si2

다른 사람들도 동의합니다. "맞춤형 실리콘의 제품 복잡성이 증가함에 따라 다중 공급업체 워크플로의 생태계가 필요합니다."라고 소프트웨어 파트너십 및 기업 개발 이사인 Corey Mathis는 말했습니다. 키 사이트. “일부 회사는 플랫폼이 종단 간 설계, 시뮬레이션 및 검증을 허용한다고 표시할 수 있지만 어떤 회사도 워크플로의 모든 측면에서 시장을 선도할 수 없습니다. 반도체 회사가 고객의 요구 사항을 충족하는 기간 내에 복잡한 설계를 시장에 출시하려면 여러 벤더의 동급 최고의 도구가 필요합니다.”

또한 여러 지역에서 소싱될 수 있는 IP, 장비, 패키징 및 기타 구성 요소가 필요합니다.

"오늘날 모든 사람들이 전자 및 반도체 분야에서 자급 자족하기를 원하는 엄청난 불안감이 있습니다."라고 Custom IC & PCB Group의 Tom Beckley 수석 부사장은 말했습니다. 운율. “하지만 그 불안은 제가 이 업계에 종사한 40년 동안 내내 있었습니다. 나는 일본이 강대국이었고 사람들이 화를 냈던 때를 기억합니다. 한국은 강대국이 되었고 사람들은 속상해했습니다. 물론 대만도 마찬가지다. 그런 다음 TSMC는 팹리스 측면에서 놀라운 비즈니스 모델을 만들었습니다. 현재 지역적으로 또는 파트너십을 통해 모든 부분에서 독립적이고 자급자족할 수 있는 생태계를 구축하는 방법에 대해 많은 이야기가 있습니다. EDA, IP 및 칩렛은 모두 그 일부이며 그룹이 함께 작업해야 합니다. 매우 효율적이고 매우 경제적으로 만들어진 것을 분해하거나 다시 만들 수는 없습니다.”

공급망을 재창조하는 것은 엄청난 도전입니다. Beckley는 보스턴 컨설팅 그룹(Boston Consulting Group)의 연구에서 지역 공급망으로의 이전에 지역당 또는 파트너 그룹당 초기 투자 비용이 1조 달러에 달하고 기본 구성 요소의 비용이 50% 증가할 것으로 추정했다고 지적했습니다. 65%로.

"그것은 정말 비용이 많이 드는 방법입니다."라고 그는 말했습니다. “기회는 우리가 현재 생태계가 보다 효과적이고 효율적으로 함께 작동하고 이를 교차 수분하도록 장려하는 방법을 알아내는 것입니다. 이를 위해 TSMC와 삼성이 아시아를 넘어 미국, 일본, 유럽에 진출해 팹을 짓는 모습을 지켜보고 있다. 이러한 유형의 직접 외국인 투자는 장려되어야 합니다. 동시에 고도로 숙련된 노동력은 자유롭게 이동하고 제한 없이 효과적으로 이동해야 합니다. 이 모든 조각들이 모여 우리 모두에게 엄청난 기회를 만들어냅니다.”

현재의 지정학적 긴장은 이를 더욱 어렵게 만듭니다. "지난 XNUMX년 동안 우리에게 가르쳐준 핵심 사항 중 하나는 공급이 중요하다는 것입니다. “작은 반도체 부품이라도 전체 제조 라인을 정지시킬 수 있습니다. 그것은 문제입니다. 우리는 더 탄력적인 공급망, 세계에서 더 균형 잡힌 공급이 필요합니다. 인텔이 투자하고 있는 곳입니다. 우리는 서반구의 공급망을 강화하고 전 세계 공급의 균형을 맞추기 위해 미국과 서반구에 투자하고 있습니다. 생태계 관점에서 인텔이 수행하는 작업의 복잡성(제품이든 제품 수명 주기의 전체 공급망이든)에는 전반적으로 파트너십이 필요합니다. 파운드리를 하지 않더라도 설계 팀이 사용할 EDA ​​도구를 준비해야 하므로 EDA와 파트너 관계를 맺어야 합니다. 고객이 무엇을 사용할지 결정할 것이기 때문에 파운드리는 파트너가 다양한 산업 참여자임을 확인하기 위해 다음 단계로 나아갑니다. 그들이 어떤 도구를 사용하는지, 어떤 IP를 원하는지 항상 알 수는 없습니다. 그래서 우리는 그 모든 것에 대비해야 합니다.”

이를 위해 생태계가 점점 더 중요해질 것이라고 Goyal은 말했습니다. “업계는 우리 모두가 안전하다고 느낄 수 있는 생태계를 달성하기 위해 총체적으로 노력하고 있습니다. 우리는 올바른 장소에서 데이터 소유권과 함께 올바른 방식으로 데이터를 전송할 수 있습니다. 이와 관련하여 앞으로 데이터의 보안을 유지하기 위한 분석 및 보안 표준에 대한 많은 이야기가 있습니다. 몇 가지 어려움이 있지만 우리가 기대하는 많은 기회도 있습니다.”

더 강력한 에코시스템을 달성하는 데는 클라우드 수용이 포함된다고 제품 관리 부사장인 Michael Buehler-Garcia는 말합니다. Siemens Digital Industries 소프트웨어. “클라우드는 반도체 파운드리와 같은 모델을 운영하게 될 것입니다. 그리고 모든 것이 클라우드에서 설계되었다면 에코시스템의 해당 부분은 어디에나 있을 수 있습니다. 이것은 데이터와 도구가 디자이너에게 가는 것이 아니라 디자이너가 데이터에 온다는 것을 의미합니다. 하지만 올바른 비즈니스 모델과 고객이 있어야 합니다. EDA 에코시스템으로서 우리는 IDM에서 파운드리로 전환했을 때와 마찬가지로 기술과 고객이 결정할 준비가 되어 있어야 합니다. 그것으로 모든 종류의 기회가 있습니다.”

이러한 기회는 공급망의 모든 부분, 특히 EDA 및 IP로 확장됩니다. Bari Biswas, 수석 부사장 Synopsys'실리콘실현그룹. “우리는 단순한 시스템 온 칩이 아니라 칩 시스템으로 나아가고 있습니다. 우리는 수조 달러 규모의 시장을 향해 나아가면서 향후 5년에서 10년 안에 다중 다이 시스템을 보게 될 것이며, 이는 우리가 함께 해결해야 할 기회입니다.”

Biswas는 전력, 성능 및 면적 제약이 여전히 설계 최적화를 주도하고 있지만 보안이 네 번째 벡터가 되어야 한다고 말했습니다. "클라우드가 파운드리 하우스가 될 수 있다면 하드웨어에 보안을 제공하고 설계부터 안전한 실리콘을 만들어야 합니다."

그렇다면 글로벌 반도체 공급망을 강화하기 위해 강력한 EDA 및 IP 생태계를 만드는 가장 좋은 방법은 무엇일까요? 복잡하지만 결국 필요한 것은 고객의 요구를 충족하는 워크플로를 가능하게 하기 위해 EDA와 파운드리의 관리 사이의 적절한 조정이라고 Keysight의 Mathis는 말했습니다. 그만큼 현재하는 일 Keysight, Synopsys 및 TSMC 사이의 경쟁이 이에 대한 좋은 예입니다.

더 나은 공급망 구축
그럼에도 불구하고 진정으로 강력한 글로벌 반도체 생태계를 만드는 파트너십의 역할이 항상 간단한 것은 아닙니다.

Mike Eftimakis, 전략 및 에코시스템 담당 부사장 코드, 를 가리켰다 종이 컬럼비아 특별구 대학과 조지아 공대의 연구원들이 주제에 대해 협력이 글로벌 관계와 글로벌 공급망에 미치는 영향을 분석했습니다. "연구원들은 그 효과가 무엇인지, 그리고 관계가 궁극적으로 회사의 성과와 일반적으로 공급망에 어떤 영향을 미치는지 설명하려고 노력했습니다."라고 그는 말했습니다. “그들은 경로가 상당히 복잡하다는 것을 증명했습니다. 마술처럼 작동하지 않습니다. 체인입니다. 공동 작업 프로젝트부터 시작하여 해당 프로젝트 또는 함께 작업한다는 사실이 함께 작업하는 회사 간의 관계를 개선합니다. 이것은 차례로 그들이 함께 일하면서 그들이 하는 일을 더 잘하기 시작하는 것과 같은 운영상의 이점을 제공합니다. 이것이 회사의 성과에 직접적인 영향을 미치는 운영상의 이점입니다. 혜택을 제공하는 것은 직접적으로 협력하는 것이 아닙니다. 이 일련의 사건이 있습니다.”

Eftimakis는 이것이 칩 산업에서 명백하다고 말했습니다. “우리는 함께 일하기 시작했지만 두 회사 모두에게 도움이 되는 결과를 얻기 위해 노력하는 데 진정으로 집중하기 전까지는 결국 실질적인 이점이 없습니다. 따라서 파트너십은 두 회사가 의미 있는 작업을 함께 수행하기 시작할 때만 작동합니다. 때때로 우리는 단지 마케팅 파트너십일 뿐인 파트너십을 봅니다. 그들은 전혀 가치가 없습니다. 사실 마케팅 목적으로만 발표된 파트너십이 있지만 가치를 제공하지 않으면 진정한 파트너십이 아니라는 것을 모두가 매우 빨리 이해합니다. 가치를 제공하지 않는다면 고객에게도 가치를 제공하지 않습니다. 실제로 무언가를 구축해야 한다는 점에서 파트너십에 대해 깊이 생각하는 것이 정말 중요합니다. 진정으로 함께 가치를 창출하기 위해 다른 회사와 무엇을 할 수 있습니까? 뿐만 아니라 '우리는 이것이 필요합니다. 이 회사에 얘기해 보자. 우리가 함께 한 작업에서 우리가 얻고 그들도 얻을 수 있도록 하기 위해 무엇을 함께 만들 수 있는지에 관한 것입니다. 이러한 접근 방식은 글로벌 공급망에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났습니다.”

Arm은 광범위한 생태계를 성공적으로 활용하여 스마트폰과 IoT에서 서버와 PC에 이르기까지 여러 시장에서 관심을 끌었습니다.

“30년 동안 Arm이 남긴 유산 중 하나는 고객을 '고객'이라고 부르지 않는다는 것입니다. . “활성화 관점에서 도움을 주기 위해 업계의 다른 리더들과 파트너십을 맺는 것과 관련하여 우리와 매우 밀접하게 관련되어 있기 때문에 우리는 그들을 파트너라고 부릅니다. 공급망 관점에서 Arm은 모든 주요 파운드리와 협력하고 있으며 많은 타사 EDA 회사와 긴밀히 협력하고 있습니다. Arm은 고객이 구축하고자 하는 솔루션 유형과 선호하는 공급업체가 누구인지에 대해 불가지론적입니다. 이와 관련하여 Arm을 독특하게 만드는 것 중 하나는 이기종 데이터 센터에 대해 이야기할 때 실제로는 일부 사용자 지정 논리 또는 특수 처리가 있는 CPU입니다. 그리고 반도체 회사의 Arm 생태계를 보면 DSP를 구축하는 회사, I/O 통합에서 가장 뛰어난 회사, 네트워킹 공간에서 엄청난 회사 등의 후즈후입니다. Arm 컴퓨팅에서 매우 성능이 뛰어난 패브릭을 가져와 EDA 공급업체 또는 기타 IP 제공업체의 무료 IP와 일치시킨 다음 그 위에 빌드하고 매우 특별한 부가 가치를 추가할 수 있는 파트너십에 대해 설명합니다. 전력 효율성 관점에서, 계산 관점에서 강력합니다. 마지막으로 유연성을 제공하는 여러 팹에 구축할 수 있습니다. 파트너십을 통해서만 이렇게 다양한 솔루션을 제공할 수 있습니다.”

아르테리스 IP예를 들어, 자동차 분야에서 Arm과 협력하여 의사 결정 프로세스의 속도를 높이고 있습니다. 최근 Arm과 확장된 파트너십을 발표했으며 고객이 다음 디자인 물결에 훨씬 더 빠르게 수렴하도록 도울 수 있을 것으로 기대한다고 말했습니다. Arteris IP의 최고 마케팅 책임자인 Michal Siwinski는 "많은 사람들이 전기화를 훨씬 더 심각하게 받아들이고 있으며 근본적인 지구 기후 문제는 더 많은 논의를 주도하고 있습니다."라고 말했습니다. “일부 유럽 및 중국 OEM은 이미 2030년부터 자동차가 전기로만 될 것이라고 선언했습니다. 더 이상 휘발유 자동차를 판매하지 않습니다. 캘리포니아는 7년 안에 더 이상 새로운 휘발유 자동차 판매가 없을 것이라는 점을 강조하려고 노력하고 있습니다. 우리는 이미 2023년에 거의 다다랐고, 고전적인 자동차 사이클 설계 주기가 7년이라는 점을 고려할 때 모든 요구 사항을 파악하고 훨씬 더 빠르게 혁신을 시작할 시간이 그리 많지 않습니다. Arm과 Arteris는 이미 이러한 긴급 상황을 인식하고 있습니다. 지금으로부터 수년이 지난 것처럼 보이지만 아키텍처를 정의하고 이러한 모든 부분을 설계하는 방법에 대해서는 이미 거의 늦었습니다. 핵심 혁신에 대한 추진력은 지붕을 통해 이루어집니다. 우리가 함께 이 일을 더 잘할 수 있다면 앞뒤로 많은 반복이나 잠재적으로 고객 요구의 불일치를 줄일 수 있습니다.”

하나의 크기가 모두 맞지는 않습니다
그러나 이것은 간단하지 않습니다. Keysight의 Mathis는 회사마다 파트너십을 서로 다른 방식으로 구분한다고 지적했습니다. "그들은 클라우드 컴퓨팅을 가능하게 하는 기술 파트너, 중요한 프로세스 개발 키트(PDK)를 제공하는 파운드리 파트너 또는 설계, 시뮬레이션 및 검증을 위한 다양한 도구를 통합하는 워크플로우 파트너가 될 수 있습니다."

Si2의 Kulkarni는 더 큰 생태계를 위해 금융 및 기술 투자 관점에서 진입 장벽을 낮춰야 한다고 언급했습니다. "다음 혁신의 물결은 생태계 협업을 통한 실리콘-시스템 혁신을 위한 시스템 우선 사고방식에서 나올 것입니다."라고 그는 말했습니다. “최근 Si2 원탁 토론에서 Ericsson Silicon Valley의 CTO인 Dr. Mallik Tatipamula는 5G에서 6G 실현의 복잡성을 설득력 있게 설명했습니다. 그는 5G에서 6G로의 전환을 향후 XNUMX년 이내에 실리콘-시스템 협업을 위한 실현 가능한 목표로 만들기 위한 다차원 생태계 사고방식의 중요한 비전을 공유했습니다.”

그림 2: 큰 승자를 만들 새로운 협력 모델. 출처: Si2/에릭슨

그림 2: 큰 승자를 만들 새로운 협력 모델. 출처: Si2/에릭슨

그림 2: 큰 승자를 만들 새로운 협력 모델. 출처: Si2/에릭슨

결론
그러나 모델을 만들 수는 있지만 간단한 파트너십으로는 해결할 수 없는 몇 가지 문제가 있다고 Kulkarni는 덧붙였습니다. "많은 플레이어가 탑승하여 물류 문제 및 독점 금지 문제를 야기하거나, 최종 목표에 존재하지 않는 인프라가 필요하거나 다른 사람이 지원하지 않는 독점 형식으로만 존재하는 경우 R&D 공동을 고려해야 합니다. Si2와 같은 벤처. 우리는 IP, 칩 제조업체, EDA 공급업체 및 실리콘 파운드리 구성원의 협력 모델을 성공적으로 사용해 왔습니다. 이 구성원들은 함께 업계를 조사하여 전체 워크플로우의 맥락에서 기술 상호 운용성의 격차를 발견하고, 협업 팀을 위한 주요 결과물에 레이저 초점을 만들고, 고부가가치 사용 사례 및 로드맵을 준비한 다음 함께 작업합니다. 산업 표준으로 이어지는 개념 증명 참조 구현에 대해. 특히 칩렛과 맞춤형 실리콘 시대에 우리가 기대하는 새로운 고려 사항은 공장 자동화 데이터, 다중 다이 어셈블리 규칙 및 표준화, 2.5D/3D IC 구성, 테스트 수율에 미치는 영향 등이 될 것입니다.”

마지막으로 고려해야 할 또 다른 새로운 요소는 전기 설계, 기계 설계, 열 분석 사이의 벽이 허물어지고 함께 혼합되기 시작한다는 것입니다. Keysight의 Mathis는 “EDA가 다중 물리 CAE 워크플로와 더 상호 운용 가능해야 한다는 필요성이 점점 더 중요해지고 있습니다.”라고 말했습니다. "두 소프트웨어 제공업체가 경쟁하는 영역이 있더라도 그들의 도구와 기술이 상호보완적인 영역이 더 많을 가능성이 높기 때문에 협력 경쟁에 대한 안도감이 점점 보편화되고 있습니다."

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