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组织:2023年半导体设备总收入下降83%;麦肯锡:后摩尔定律年代DSA有无比光亮的未来

时间: 2023-08-04 13:56:26 |   作者: soon88顺博体育

细节:

  2023 年第一季度半导体设备商场现已相较上一季度下降 7%,而在 2023 年第二季度还将面对 11% 的下降。Yole Intelligence 认为构成下降的首要原因是存储芯片制作商推延以及撤销设备订单。此外地缘政治局势也阻止了来自美国、欧洲和日本的设备供货商在赢利丰盛区域的出货量,加重了职业面对的窘境。

  但相对于半导体设备本身的疲软,服务和支撑收入估计将在 2023 年以 1% 的增速稳定增长。

  集微网音讯,后摩尔年代核算范畴激增,特定范畴架构(DSA)成为核算立异的中心舞台。

  半导体工艺技能立异的长时刻规划趋势正在放缓。对此,闻名咨询公司麦肯锡做了剖析。

  文章认为,在2018年举行的的图灵讲座上,闻名的核算机架构师John Hennessy和David Patterson观察到,工艺技能立异的放缓将稳步添加架构立异的动力,即规划集成电路履行核算使命的办法。他们认为,通用核算架构(例如,CPU)内涵的低效问题将开端遵守(或应辅以)为特定核算使命优化的体系结构的核算才干和本钱功率,也称为特定范畴架构(DSA)(见图)。

  与此一起,跟着核算和数字化分散到许多运用范畴,如云(人工智能和高功用核算)、网络、边际核算、物联网和自动驾驶,高度特定范畴核算作业负载为 DSA 带来了更多时机,让其能够具有有意义的功用优势。大型言语模型是生成式人工智能的中心引擎,经过ChatGPT等运用程序,可在人工智能作业负载中以极高的容量进行进一步专业化,并或许促进硬件的进一步专业化。

  DSA(为特定运用范畴开发的硬件和软件)具有相当大的商业潜力。GPU和TPU现已在数据中心取得了明显的商场比例,在数据中心,它们在处理因高度并行化而获益的作业负载时,如人工智能作业负载(学习和推理),功用优于 CPU。提高功用或许十分明显,特定作业负载的加快度一般能够到达15到50倍。在轿车范畴,带头供货商的定制解决方案可完成低推迟、高功用推理,以安全支撑不断提高的自动驾驶水平。

  跟着DSA扩展到其他运用范畴,麦肯锡估计,到2026年,DSA的收入将到达900亿美元左右(约占全球半导体商场的10%至15%),而2022年收入为400亿美元左右。因而,看到流入特定范畴规划草创企业的危险本钱明显添加也就家常便饭了,曩昔十年里,累计有180亿美元的资金支撑了大约150家草创企业,这与十年前的状况天壤之别,其时逃避硬件出资而喜爱软件出资。

  半导体价值链上的公司、核算体系制作商和核算解决方案的终端用户应该做好预备运用这一趋势,而不是措手不及。

  从历史上看,除了获益于摩尔定律的巨大推进力外,CPU还获益于大规划经济,能够抵消特定范畴芯片竞赛的理论优势。这些芯片由于其特殊性,在逻辑上需求较小,并且或许需求专业软件才干有用布置。芯片越贵重(由die尺度、复杂性和工艺技能节点驱动),证明DSA合理性的运用范畴所需的规划就越大。推进DSA推翻潜力有以下五个重要促进要素,它们一起缩小了通用规划和特定范畴规划之间的经济距离:

  代工厂——专心于半导体制作服务的公司——在全球半导体制作业中所占的比例越来越大,由于它们能够集合需求,完成规划功率,抵消现代半导体出产本钱不断上升的影响。(一家顶级半导体制作工厂的本钱逾越100亿美元。)晶圆代工厂不只稳步取得技能节点的制作商场比例,并且还取得了进入最先进技能节点的时机,而这一优势直到最近才被集成设备制作商所操纵。因而,任何一家具有超卓DSA规划聪明主意的草创企业都能够敏捷取得最先进的制作技能,而无需在制作才干上投入一分钱。

  高档DSA的潜在供货商,特别是那些以企业、人工智能或高功用核算作业负载为方针的供货商,不一定需求开发自己的面向商场的根底设施。他们能够依靠老练的、将核算作为服务供给的云服务供货商(CSP)生态体系。假如他们能向云服务供货商及其客户群证明他们的DSA能够为特定作业负载供给杰出的核算功用(每美元和每瓦),那么他们的硬件解决方案能够集成到云服务供货商数据中心根底设施中,并作为硬件实例供给给核算周期的终端客户。

  依据界说,DSA是为特定范畴作业负载规划的,但这并不意味着DSA规划人员在规划电路时有必要从头开端。可授权指令集架构(ISA),如Arm和x86,以及开源ISA,如RISC-V,使芯片规划大众化,并能供给丰厚的构建模块和现成的规划组件。它们还答应拜访各自的编译器生态体系和运用层软件解决方案。挑选这些不同的生态体系作为根底将需求在软件栈老练度、本钱和特定范畴硬件功用之间做出权衡。

  越来越多顶级核算设备不再由单芯片组成。由于高功用芯片越来越大,工艺技能越来越贵重,也越来越难以完成高工艺收率,抢先厂商现已转向了一种分化战略,即制作小芯片而不是单个大型单片晶粒。这些小芯片或许会依据本身工艺技能和功用进行优化,然后集成到一个先进封装中。曩昔,芯片封装只包括一个芯片,而现在,先进封装能够将数十个芯片异构集成在一个封装中,以二维乃至三维的办法摆放。这种技能趋势有利于专心DSA小芯片的公司,由于这些小芯片现在能够集成在先进封装中,能够与其他核算、通讯、内存和模仿组件衔接,具有极高的带宽和低推迟性。

  CMOS的替代品,如光子学、神经形状和量子架构,有望为特定范畴核算需求供给特定优势,如动力功率、可塑性、特定使命速度以及针对特定NP难度问题的线性缩放。跟着这些物理层解决方案的老练,它们将开发新的DSA类别。

  在整个技能仓库中,从物理层到运用层的作业负载办理需求进一步立异来推进DSA的可行性和商业成功。

  在物理和电路层,Arm和RISC-V等开源生态体系需求进一步老练,支撑依据这些构建块的DSA之上的完好软件仓库。假如没有高效的软件仓库,许多硬件级的功用优势将无法转化为实际作业负载加快。

  在体系级封装(SiP)层,需求对芯片接口规范化,完成DSA的经济和遍及集成。工业协会,如通用小芯片互连通道(UCIe)已开端构成界定这些规范。此外,美国《芯片法案》和DARPA(美国国防部高档研讨方案局)认识到完成先进封装的协作开发渠道是一个重要的出资范畴,并且他们正采纳鼓励办法来影响其开展。

  在操作体系和编译器层,高档编译器需求有用考虑单个封装中或许共存的多个ISA。

  数据中心层需求高档办理程序和和谐器以最佳办法在不同的DSA核算实例中和谐作业负载容器,平衡整个数据中心的运用率,以便为终端客户运用供给DSA层的优点。此外,云服务供货商将开发东西,支撑其终端客户了解硬件实例的最佳装备,以满意其特定核算需求,防止低效的核算资源布置。

  资料供货商应该了解先进封装的影响(例如,需求能构成2D和3D集成根底的新基板资料,需求比现有基板资料具有更好的热稳定性和机械稳定性),以及新物理层典范对前端和后端物料流的影响。

  前端东西制作商想要参加支撑DSA集成的先进封装和异构集成热潮,而这需求相似前端制作的精确界说和校准。

  晶圆代工厂需求做好预备,满意对小批量和更多特定范畴芯片和小芯片组合的需求,并找到以有用和经济办法支撑小型厂商的办法。此外,在功用性分化为使命优化的小芯片时,对非前沿和新物理层解决方案(如光子学)的支撑将越来越重要。

  芯片规划公司将需求能够考虑特定范畴的、端到端作业负载功用的人才,从栅极布局和硬件架构规划挑选到软件仓库和作业负载办理,充分运用DSA的架构优化。

  电子规划自动化(EDA)和硬件知识产权公司应该应对两个应战。首先是怎么调整他们的商业模式来支撑规划较小的、或许没有财力购买贵重的前期许可证的DSA破坏者。其次是怎么将他们的IP、规划和仿真套件从芯片层扩展到体系级封装层,来支撑体系级、多物理场(逻辑、电气、热、光学和机械)电子规划自动化在多个小芯片间和ISA,在带宽和推迟的效果下协同作业,而这之前仅在芯片层才干看到。

  云服务供货商现已认识到特定作业负载的芯片架构的价值,这体现在他们越来越多地选用 GPU,以及在数据中心硬件实例中转向内部芯片规划。由于规划草创企业持续重视人工智能和高功用核算用例的作业负载特性,云服务供货商期望亲近重视他们或许支撑并能推进将其规划化的新式赢家。

  企业客户需求了解在其特定作业负载中运用 DSA 的优点。将核算机根底设施迁移到公共云中的优点只会添加,由于云服务供货商能够大规划供给对DSA的拜访,为专用硬件实例供给总需求,并有用办理其作业负载布置。但是,企业应该在深化了解怎么优化其特定作业负载和云硬件实例装备以完成最大总具有本钱优势的根底上,取得或保存充分运用这些硬件实例的专业知识。

  特定范畴原始设备制作商(如物联网和边际设备制作商、网络设备供货商、轿车制作商和区块链渠道)期望深化了解其特定范畴核算需求和作业负载的演化,而不是依靠通用核算的开展。他们还期望了解现有的架构挑选,满意芯片规划中为其动力、本钱、占用空间和功用需求进行优化的需求。这或许需求他们逾越传统的供应链结构:例如,轿车原始设备制作商或许需求直接寻觅并与DSA草创企业树立协作,而不是依靠一级和二级供货商来取得一切的最新观念。

  摩尔定律以惊人的存续时刻推进了核算职业的开展,驱动了几十年来通用核算的功用改善,这在很大程度上消除了在作业负载专门化方面出资的必要性。跟着晶体管缩放速度的放缓,DSA将越来越多地取得特定用例的功用优势,并为价值链参加者及其客户带来严重推翻影响。

  集微网音讯 据teslarati报导,依据众包数据追寻器信息显现,到美国东部时刻7月21日14:30,特斯拉Cybertruck皮卡订单量到达1943876辆,相当于预购收入逾越1.94亿美元。

  依据众包数据显现,当时订单数量是两年多前预定量的2倍。2021年5月,在Cybertruck皮卡推出大约18个月后,该车的预定量逾越了100万辆。

  报导指出,或许不是捕获精确预定数量的最佳办法,由于100美元的预定押金对许多人来说并不算多。

  依据特斯拉在第二季度财报电话会议上泄漏的一些细节,Cybertruck电动皮卡将运用一种更先进、能量密度更高的4680电池版别,并表明“车身长度低于19英尺(约5.8米),货箱长度逾越6英尺(约1.83米)”。

  不过,特斯拉在财报电话会议上没有泄漏有关定价或装备的任何其他细节,一起称有望在今年年底前交给车辆。

  Cybertruck产值将大幅添加,以便一切预定者在合理的时刻内取得他们的车辆。特斯拉CEO马斯克表明,产值添加的速度“将与整个供应链和内部出产中最慢、最不或许的部分相同快。”

  此外,依据此前发布的信息,Cybertruck供给了三种动力装备:单电机后轮驱动、双电机全轮驱动和三电机全轮驱动。其间,三电机版别具有最强壮的动力输出,最大马力可达794匹,零百加快仅需2.9秒,最高时速为210公里/小时,最大续航路程为800公里。