這幾年來，晶片設計重點一直放在‘大數位’上，因為EDA公司支持過渡到14/16nm並完成10nm設計規則制定。隨著此類新製程廣泛應用以及支援複雜功能的能力不斷增強，這股‘大數位’風潮催生了對量產分析工具的需求。其結果是，作為傳統上一直用於繪圖晶片和複雜微處理器的專業工具，仿真現已成為主流，並比EDA任何其他主要領域發展得更快。
當今，即使是最複雜的數位設計，也只能填充一部分閘級仿真器(共20多億閘)。透過更換內電路仿真(ICE)中混亂不堪的電纜、速度配接器和實體設備，虛擬觸發和測試平台加速改變了模擬方法。目前，整合模擬平台和仿真平台要求設計者在整合模擬平台或仿真平台這兩者上驗證功率分析、斷定和其他功能。未來一年將加速推進的另一項重大過渡是：嵌入式軟體開發人員將潛心於研發在仿真器或FPGA原型板上執行的虛擬原型。要共用同一仿真器分區和體驗近100MHz性能的設計者社群大量採用這種能力，使得‘左移’策略變得更實際並縮短了產品開發時間。
在成本壓力不斷攀升的情況下，特別是無線產業，應該加快向設計低成本晶片這一新趨勢推進。幾年前，有數百家手機製造商。兼併使得前10大手機製造商的市場份額日益擴大(尤其是在中國)，並促使晶片公司設計低階和高階手機晶片以越來越低的價格銷售。功能整合、產量提升、測試成本下降和開發時間縮短都將有助於因應未來一年對低成本無線設計的需求。過去一年，在測試壓縮方面的改進已使得測試時間縮短約50%，而電晶體級測試的導入也大幅地提高了品質。未來一年，在重大壓力之下的市場將進行全新設計和以削減成本為動機的全新設計。
雖然無線通訊以及‘巨量資料’(Big data)的收集與分析(尤其是在雲端中)，正推動大數位晶片達到上限，但很顯然地，市場對於物聯網(IoT)提供的機會越來越感興趣。當用於低成本手機和4G部署的無線晶片組面臨整合和成本壓力挑戰時，分散式智慧感測器和執行器的適時上市在半導體發展的另一個極端佔領制高點。大型SoC公司按半導體產業歷史標準創造了以相對較高價格銷售晶片的機會，而IoT則表現出需要單價更低得多且容量巨大的晶片來收集和接收資訊。此類元件將為設計者帶來嚴峻挑戰，需要將類比、RF和數位邏輯整合到帶有創新感測器和執行器的新型封裝中。IoT設計還將改變晶片(IC)的實體驗證。與驗證單個晶片相反，新興的IoT實體驗證是對多個晶片(類比和數位)進行‘系統驗證’，彼此在低成本的多晶片封裝中進行通訊以及與其他遠端資料收集網站進行通訊。
要為IoT實現大容量產品，需要對可能會在全面部署過程中導致重大延遲的標準達成協議。汽車是IoT的重要組成部分，但只有配備根據產業標準構建的相應系統，才能隨時向對方通知位置、速度和方向。同時，要採用現有的各種標準，來改善汽車和飛機(配有可迅速起飛的駕駛員協助工具)的安全。雖然汽車製造商一直對半導體產業較低的每十億件產品不合格數量提出質疑，但就是這些汽車OEM和一級供應商現在要求內建自測(BIST)元件和提高測試能力，以便能夠可靠地監控性能隨時間推移下降情況，對即將發生的問題發出警告以及將資訊發回給汽車製造商。在某些情況下，醫療植入產業需要超越這一品質要求水準，因為該產業監測生命攸關的心臟起搏器和胰島素泵，還負責維護資訊資料安全傳輸。
今天，每個人都是電子資料網路中的一個‘節點’，因為我們(幾乎)每個人都有手機。未來，節點將蔓延到各類設備、動物、植物和建築物，數量之多將超乎想像。在此過程中，新一代大容量半導體元件將會出現，我們今天看到的PC、平板電腦和無線手機的容量將黯然失色。明年很可能是尋找新一代大容量元件機會的重要一年。為此，需要將超低功耗(透過採集或其他方式收集的能量)、超高可靠性、整合通訊、整合光學和基於MEMS的感測器以及巨量資料收集與分析能力提升到新的水準。
與半導體產業早前轉型一樣，這也會促使許多新公司不斷湧現，正如無線產業曾促進最早的前10大無晶圓廠半導體公司(例如Qualcomm)形成和發展。儘管在安全性、可靠性、低功耗、系統整合和資料分析方面仍存在諸多挑戰，但雛形初顯的元件將讓我們的生活變得更美好、更安全、更清潔、更方便。明年將在這條道路上邁出重要步伐。
資料來源:電子工程專輯
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