半导体的未来正在不断演变，当前的趋势预示着更高水平的创新和竞争。在2023年之前，不断增加的需求、地缘政治冲突、工厂关闭以及通货膨胀导致了半导体的短缺和生产下滑。随之而来的是，毕马威和全球半导体联盟发布的2022年半导体行业信心指数降至56/100，较上一年的历史最高水平下降了18个百分点。
然而，这种波动性是短期的。我们不仅看到了芯片短缺的结束，而且毕马威调查的高管中，超过四分之一的人预计即将出现芯片供应过剩的情况。生产量的增加意味着企业将需要适应新的技术和流程。
本篇文章将探讨了半导体领域的未来，包括趋势、哪些行业将受到最大影响，以及您的企业该如何取得成功。
半导体行业的未来会怎样？
许多半导体公司通过将多个功能集成到一个芯片中来扩大市场份额，直到最近依旧是这样。这种想法认为芯片只需设计一次，就能在各种不同的情境中使用。
基于小芯片（Chiplet-Based）的设计
IP复用仍然是半导体行业未来的一个焦点——在2023年Perforce半导体状况调查中，大多数行业领导者称其为首要关注点——但现在的设计已经转为通过定制来实现市场增长。半导体设计的未来不是设计单一的单片芯片，而是依赖于小芯片。这些是专用的模块化芯片，可以组合在一起，以创建复杂的系统级芯片（SoC）。
这些基于小芯片的设计是由更小的、可定制的构建块所组成的。这种方法可以带来更轻的硬件，降低消费者的成本，并提高可持续性。一些IP供应商正在将小芯片与“IP软核”的理念连接起来，即企业根据其特定需求配置的IP。《麻省理工学院技术评论》也将这种转变（也称为“多芯片系统技术”）认定为半导体行业的未来。虽然基于小芯片的设计越来越受欢迎，但它们要足够普及、甚至成为行业标准之前，可能还需要五年左右的时间。
全球化
除了半导体设计的未来转变外，该行业还将变得更加全球化。当毕马威询问半导体高管他们的公司是否计划扩大全球招聘、与多个公司的多个分布式团队合作时，有71%的人给出了肯定的回答。
半导体行业在增长吗？
半导体行业正在迅速发展。随着自动驾驶汽车等产品的出现，以及融合了人工智能和机器学习产品的出现，对于半导体的需求变得更加迫切。
麦肯锡公司预测，到2030年，半导体将成为价值数万亿美元的产业。
尽管今年半导体行业的收入预计将略有下降，但到2024年，该市场预计年增长率将达到18%。
半导体行业未来的主要趋势
有一些趋势正在重塑半导体的未来，其中包括新技术和市场的拓展，还有一些现有技术的新颖用法，例如在成熟的工艺节点上使用小芯片2.5D封装。
利用新技术
如今驱动半导体行业未来的三大关键技术趋势是：
- 开源硬件正在颠覆市场，并改变公司对设计的看法；
- 物联网增加了对具有成本效益的半导体的需求；
- 5G提高了对高性能计算设备的需求。
拓宽市场
半导体的应用范围已经显著扩大了。从智能手机到自动驾驶汽车传感器，如今半导体驱动着一切。《麻省理工学院技术评论》2023年的调查结果指出，客户期待并要求更多的个性化。企业也在响应这一需求，超过一半的受访高管表示，他们计划扩展业务的“智能”产品范围。
新型垂直一体化系统公司的崛起
垂直一体化系统公司也将推动半导体设计的需求，因为非传统的半导体公司正在生产自己的设备和平台来支持他们的生态系统。
以苹果公司为例，他们在2022年发布了新的M1处理器。苹果公司的自主研发以及对这项专利的拥有代表了半导体未来的一个强劲趋势：更多公司进入市场，竞争日益激烈。
那么，为什么其他系统公司都在效仿苹果呢？
“苹果正在设计更多的自有芯片，以更好地控制其设备的性能，并将其与竞争对手区分开来。（彭博社)
通过垂直一体化，这些公司能够从可追溯性中受益。如果您没有一个可追溯的平台，难免遇到挑战。但是，如果您拥有一个具有可追溯性的IP管理系统（例如Methodics IPLM），您就会知道您拥有什么，以及它们的位置。这有助于加速创新并提高性能。
半导体行业未来的主要挑战
目前，半导体行业面临的最大挑战是上市时间和成本。劳动力及人才短缺在最近也成为一个重要问题。
上市时间
上市时间是半导体设计中的主要关注点。Perforce年度半导体现状调查发现，缩短上市时间是大部分半导体企业高管的主要目标。当半导体不能在指定时间上市时（这在大约一半的生产情况中会发生），收入就会大幅下降。
成本
制造半导体的成本高昂。有专家指出，这是该行业一直被少数公司所垄断的原因。重新设计的成本特别高，因此公司必须确保半导体在制造和生产之前能够正常运行。
人才短缺
随着工作环境的变化，包括向远程工作和更多全球团队结构的转变，企业对人才的竞争日益激烈。德勤公司的研究发现，到2030年，半导体企业将需要超过一百万名员工来填补新岗位。尽管导致这个问题的原因很复杂，但企业会发现，简化工作流程、改善协作，并采用新的提高效率的工具，有助于减轻工作人员的不满。
是什么导致了这些挑战？
导致半导体挑战的根本原因有很多：
- 企业的工程环境跟不上设计的复杂性
- 企业报告称组件复用微乎其微
- 收购可能会产生一个个设计孤岛
- 设计数据大小正在急速增长，导致性能下降
- 制造商缺乏从需求到设计再到验证的可追溯性，导致重新设计
- 需求变化时沟通不足
- 复用现有IP时未能满足整体设计的关键要求
这些挑战都很重大，然而，您可以使用具有可追溯性的平台（例如Methodics IPLM）来克服它们。
借助Methodics IPLM更好地为半导体行业的未来做好准备
以下是使用MethodicsIPLM克服半导体设计挑战的方法。
- 实现完全可追溯性
如果没有可追溯性，您将无法跟踪重要的元数据，以及在何处使用了哪些IP。
使用MethodicsIPLM这样的平台，您可以跟踪已构建的内容、可用资源以及可复用的部分。通过获得从需求到设计再到验证的可追溯性，您可以避免重新设计，改善对需求变更的沟通。
- 实现IP复用
由于半导体的设计十分复杂，因此在设计阶段管理版本及其依赖关系是很有挑战性的。这可能导致错过上市时间。
MethodicsIPLM提供了一种解决方案，可以轻松识别和复用IP。这意味着您设计了一次 IP后，就能重复使用它。这加快了上市时间并大大降低了成本。
- 维护单一可信数据源
随着收购其他公司或扩大设计团队，维护单一可信数据源变得无比重要。
Perforce Helix Core能够在单一存储库中存储所有设计文件（包括硬件、固件和软件）并对其进行版本控制，支持文件级别的安全访问控制。它与Methodics IPLM无缝集成，通过结合使用它们，您可以联合公司设计孤岛中的所有设计数据和元数据，改善设计团队之间的沟通。
- 改善协作，甚至改善安全性
在半导体领域，协作变得愈发重要。设计团队遍布全球，增加了芯片设计协作的复杂性。由于严格的出口法规，您需要拥有更强大的IP安全保障。
通过结合使用Perforce Helix Core和Methodics IPLM，全球设计团队可以在不牺牲IP安全性的情况下加强协作。
面向未来的半导体解决方案
Perforce Helix Core通过支持模拟、数字、基础设施和软件开发的设计资产的存储、访问和管理，为全球芯片团队提供了强大支持。它专为大规模团队和复杂项目而设计，是单一可信数据源。
Methodics IPLM是设计半导体未来的理想平台。无论您的企业是半导体制造商，还是刚刚涉足芯片设计的电子公司，Methodics IPLM都是适合您的解决方案。
Perforce Helix Core与Methodics IPLM紧密集成，使团队能全面地了解IP的状态与使用情况，涵盖了从IP进入系统到交付SoC的整个过程。