Как всегда, этот доклад представил собой смесь данных, собранных из многочисленных отраслевых источников, интересных диаграмм и графиков, прогнозирующих поведение рынков в отдаленном будущем, и углубленный анализ вперемежку со смелыми предположениями относительно динамики развития технологий и средств, вкладываемых в полупроводниковую индустрию.

На следующий день компания Cadence провела дискуссию о тех проблемах проектирования на 20 нм, с которыми вскоре столкнутся разработчики полупроводниковых устройств. Количество сложных технических задач на этой норме столь велико, что они по плечу только самым опытным и щедро финансируемым командам разработчиков.

Для проектирования СнК по нынешним технологическим нормам требуется коллектив из 100–200 инженеров и бюджет размером в 25–50 млн долл.

Эти цифры относятся к разработке только одного кристалла. Если исходить из того, что один полностью загруженный инженер ежегодно обходится компании в среднем в 200 тыс. долл. (учитывая жалованье, льготы, аренду офиса, оборудование, кофе, пиццу и пр.), а на выполнение заказного проектирования СнК в среднем требуется около 1,5–2 лет, почти все выделенные на этот проект средства величиной в 25–50 млн долл. идут только на оплату труда разработчиков. При этом необходимо предусмотреть затраты на приобретение шаблонов и другие разовые расходы, связанные с производством изделий.

Как и в любой другой задаче, решение которой требует привлечения многих людей, для менее затратного проектирования СнК следует использовать более совершенные инструменты и автоматизированные процессы. Эта ответственность возлагается на индустрию САПР, представители которой собрались на конференции DAC. На мероприятии также прозвучало заявление о том, что индустрия САПР тратит около 1 млрд долл. на средства разработки для каждого нового технологического процесса, и эта стоимость увеличивается по мере усложнения используемых инструментов. Озвученная цифра наводит на некоторые размышления.

Во-первых, из-за огромной нехватки высококачественных средств автоматизации индустрия САПР инвестирует только в 20–40 полупроводниковых проектов на средства разработки, чтобы справиться с одной самой большой проблемой – стремительным ростом цен. Но поставщики САПР больше не могут себе этого позволить. Настала ситуация, в которой они вынуждены значительно снижать цены на свою продукцию, чтобы устоять в конкурентной борьбе. В результате индустрия САПР испытывает недостаток в средствах. Чтобы поправить это положение, необходимо отрегулировать правила ценообразования.

Сложился порочный круг – почти никто не может позволить себе заказать разработку СнК, т.к. она очень дорого обходится. Ее стоимость высока, потому что инструменты САПР недостаточно хороши. Эти инструменты недостаточно хороши, потому что поставщики САПР не имеют достаточного количества средств на усовершенствование инструментов. Поставщики САПР зарабатывают недостаточное количество средств, потому что мало компаний может позволить себе заказать разработку СнК. Круг замкнулся.

Индустрия САПР возникла в тех условиях, когда затраты на новые инструменты снижались при увеличении их объема выпуска. В те времена средства проектирования работали на очень многих полупроводниковых производствах. После того как произошла консолидация в производственном секторе, эффект экономии от масштаба выпуска продукции как-то нивелировался. Возможно, инструменты разработки отраслевых компаний были бы лучше, если бы каждый производитель имел собственные инструменты проектирования и предоставлял их другим компаниям, как в прежние времена. В этом случае фабрики, соперничая друг с другом, предлагали бы более совершенные инструменты и технологические процессы. Если бы независимые поставщики САПР производили хорошие инструменты, их можно было бы предлагать полупроводниковым компаниям. Такая модель позволила бы каждой полупроводниковой компании амортизировать стоимость инструментов за счет доходов от продаж, а также решить, сколько средств потратить на инструменты, чтобы ее предложение осталось конкурентоспособным.

Прежде чем назвать эту идею сумасбродной, следует вспомнить, что именно таким образом работает сегодняшний рынок FPGA. Большинство конструкторских бюро мира получает инструменты там же, где и приобретают кристаллы – от поставщика FPGA. Разработчикам эти инструменты обходятся практически даром, но их совершенствование идет полным ходом. На рынке FPGA инструменты играют значительную роль в конкурентной борьбе. Если поставщик FPGA намеревается превзойти конкурентов по техническим параметрам изделий, он оптимизирует аппаратную архитектуру или, например, программное обеспечение по размещению элементов и трассировки соединений.

С появлением на рынке нынешнего и следующего поколения FPGA открываются огромные возможности. Известно, что 70% процесса разработки СнК затрачивается на верификацию проекта, тогда как на разработку решения на базе FPGA требуется значительно меньшее время, средства и силы. Вместо коллектива из 100–200 инженеров для FPGA-проекта необходимо до 5 инженеров. Если посчитать, во сколько обойдется каждая заказная СнК при определенном объеме производства, разница в цене между СнК и FPGA окажется очень большой. При этом следует учесть и то, что через пару лет потребуется обеспечить соответствие решения на основе СнК новому стандарту, что приведет к дополнительным издержкам, тогда как обновление системы на базе FPGA не отнимет много времени.

Анализ проблем индустрии САПР позволяет достаточно обоснованно судить о будущем заказных СнК. Если ваша компания не из списка первых гигантов полупроводниковой индустрии, вам едва ли придет в голову мысль сотрудничать с участниками состоявшейся конференции DAC. Причина тому – даже не те сложные задачи, которые предстоит решить этим компаниям при переходе на 20 нм. Проблема заключается в выживании самой индустрии. Надеюсь, отрасли удастся справиться с этим испытанием.