Todos los países se dan cuenta de la importancia de producir diseñadores de chips capacitados que puedan decidir su éxito como soldados mediante la creación de chips de IA avanzados para ganar la guerra de chips. Además, todos los países ahora se están preparando para construir un buen ecosistema de fabricación de semiconductores para equilibrar la cadena de suministro global de semiconductores que podría superar cualquier otra interrupción de la cadena de suministro experimentada durante la pandemia. Pero las fundiciones avanzadas sin diseñadores de chips de última generación serían lo mismo que 'Fabricantes sin chips'. Entonces, en este artículo, quiero inspirar a los ingenieros eléctricos y electrónicos que pueden liderar la industria de los semiconductores como la próxima generación de diseñadores de chips, compartir mis conocimientos y explicar cómo 'los semiconductores gobiernan el mundo'. Además, espero que este artículo inspire a las empresas de diseño de VLSI a mejorar sus habilidades y apoyar a su fuerza laboral de diseño de chips para su desarrollo profesional a largo plazo en VLSI, priorizando e invirtiendo en sus iniciativas de aprendizaje y desarrollo.
1.Guerra de fichas
La guerra fría geopolítica de IA entre EE. UU. y China se percibe como Chip War. La tecnología de inteligencia artificial es una de las tecnologías esenciales para que cualquier país emerja como el país más poderoso con su próxima generación de tecnologías espaciales y de defensa. La guerra de chips se trata de luchar por su dominio en la IA.
Los sistemas de IA se pueden entrenar en grandes centros de datos construidos con chips de IA de última generación. Por lo tanto, todos los países están financiando y colaborando con empresas mundiales de fabricación de chips para construir fábricas avanzadas para su futuro.
El avance y la implementación de la tecnología de IA se basan en semiconductores y exige mejoras arquitectónicas de semiconductores. Las mejoras en el diseño de chips para IA tendrán menos que ver con mejorar el rendimiento general y más con acelerar el movimiento de datos dentro y fuera de la memoria con mayor potencia y sistemas de memoria más eficientes.
Solo con nodos de tecnología superior podemos fabricar SoC complejos como chips de inteligencia artificial de vanguardia que integran memorias y motores neuronales complejos utilizando nuevas tecnologías como Chiplets. Entonces, todos los países se están preparando con fábricas avanzadas.
2. Industria de chips
Nuestro viaje en la industria de los semiconductores comenzó con la fabricación de circuitos integrados con cuatro transistores, y continúa produciendo SoC complejos con cientos de miles de millones de transistores.
2.1 Historia:
La defensa ha sido un factor clave para la evolución de la industria de los semiconductores. Los departamentos e institutos de defensa, especialmente DARPA en los EE. UU., financiaron la invención de tecnologías de chips e introdujeron el concepto de usar chips para crear tecnologías de defensa avanzadas, como sistemas de guía de misiles de última generación.
El primer IC monolítico fue inventado por Robert Noyce en Fairchild Semiconductor. En 1960 se creó el primer IC operativo en Fairchild. Más tarde, el ecosistema de fabricación de chips se construyó con una cadena de suministro [máquinas y materiales] que se extendió por Taiwán, los Países Bajos, Corea del Sur, Japón y otros países, además de los EE. UU. La industria de chips surgió de Texas, Silicon Valley y se expandió a otros países como Taiwán, como una industria global. En la actualidad, más del 90 % de los chips avanzados se fabrican en Taiwán, principalmente por las mejores fundiciones como TSMC. El libro de Chris Miller 'Chip War' puede guiarlo a través del increíble viaje y la evolución de la industria de los chips.
2.2 Ecosistema de semiconductores:
La industria global de semiconductores genera ingresos anuales de más de 500 mil millones de dólares y crece exponencialmente para generar 1 billón de dólares para 2030. En mi opinión, refleja la evolución de la tecnología VLSI. En términos de tecnología, estamos fabricando SoC con más de 100 mil millones de transistores y evolucionando hacia la fabricación de chips con 1 billón de transistores para 2030.
2.3 Invenciones e innovaciones:
El ecosistema de semiconductores incorpora varios jugadores como OEM, IDM, Fabless-IP, EDA y Foundries. El ecosistema está evolucionando con todos los inventos e innovaciones de sus jugadores/partes interesadas. Cada parte interesada contribuye por igual al crecimiento de la industria global de semiconductores, y algunos de los aspectos más destacados se enumeran aquí para su referencia.
Ecosistema de semiconductores
OEM: Apple está adoptando un enfoque de diseño de teléfonos inteligentes para sus MacBooks. Sus SoC de la serie M ahora están construidos con procesadores ARM RISC que usan tecnología de 5 nm, reemplazando el popular procesador CISC de escritorio, y la complejidad varía de 16 mil millones a 100 mil millones de transistores.
IDM: Intel está ampliando su negocio de fundición con la visión de crear un sistema de fundición abierto para empoderar a los fabricantes de chips para crear un Sistema de Chips [SoC] usando varias tecnologías como empaques avanzados 2.5D y 3D, Chiplets con Universal Chiplet Interface UCIe y soluciones de software de sistema.
Fable-IP/Chip: ARM sigue gobernando la industria de los semiconductores como la empresa de IP más exitosa, con el crédito de tener cientos de miles de millones de dispositivos electrónicos enviados con núcleos ARM. La supercomputadora más rápida del mundo, Fugaku, construida con más de 7 millones de núcleos ARM, es uno de los aspectos más destacados más allá de su dominio en los segmentos de mercado de teléfonos inteligentes, IoT y automotriz.
RISC-V open ISA comenzó su viaje de la era abierta de la informática desde el cementerio de CPU, donde fuimos testigos del entierro de muchas ISA especializadas propietarias. Ahora, RISC-V está emergiendo como un ISA abierto estándar de la industria para todo tipo de procesadores, procesadores de uso general y especializados. Esperanto, SiFive, Western Digital, Alibaba y muchos más han estado creando nuevos procesadores potentes y chips de IA de última generación con RISC-V open ISA y potenciando el ecosistema de semiconductores.
Nvidia y AMD continúan gobernando la industria global de semiconductores como fabricantes de chips sin fábrica con sus GPU y CPU de última generación.
AED: EDA está adquiriendo inteligencia utilizando tecnologías de IA para ayudar a los diseñadores a lograr resultados óptimos de PPA. Synopsys lanzó recientemente Synopsys.ai como la primera suite EDA impulsada por IA de pila completa para fabricantes de chips, luego de su exitoso DSO.ai para la optimización del espacio de diseño. EDA en la nube similar a SaaS y las soluciones de sistema multi-die son algunas de las otras soluciones innovadoras de EDA de la industria de EDA.
Fundición: Intel está ampliando su negocio de fundición con su visión de fundición de sistema abierto para la fabricación avanzada. TSMC también está expandiendo su negocio de fundición en EE. UU. más allá de Taiwán. Otros jugadores como Samsung y Micron también están invirtiendo fuertemente en la construcción de nuevas fundiciones con tecnología de fabricación avanzada. Tras la financiación de la Ley de chips de EE. UU., todos los demás países conocidos por el diseño de semiconductores, incluida la India, están invirtiendo fuertemente en este espacio de fabricación para volverse autosuficientes.
2.4 Inversiones:
EE. UU. introdujo la financiación de Chips ACT con USD 280 10 millones para impulsar la I+D y la fabricación de semiconductores en EE. UU. Actualmente, EE. UU. produce solo el 30 % de los chips fabricados a nivel mundial y tiene como objetivo alcanzar el 2030 % para XNUMX.
India presentó un paquete de incentivos de USD 10 mil millones para construir un ecosistema de fabricación de chips semiconductores en India. Foxconn y Vedanta buscan traer al fabricante de chips europeo ST Microelectronics como su socio tecnológico en su unidad de fabricación propuesta en India. ISMC (inversión de 3 millones de USD) e IGSS, con sede en Singapur (inversión de 256 millones de INR) establecerán plantas de semiconductores en Karnataka y Tamil Nadu, respectivamente.
2.5 Oportunidades:
Según el informe de Deloitte, 2 millones de empleados directos dirigen la industria global de semiconductores, y esta industria de rápido crecimiento necesita 1 millón de trabajadores adicionales para 2030.
India tiene una industria de fabricación de diseño de sistemas electrónicos (ESDM) de muy rápido crecimiento. Según el Departamento de Electrónica y Tecnología de la Información, casi 2,000 chips se diseñan anualmente en India. Más de 20,000 XNUMX ingenieros de VLSI están trabajando en varios aspectos de verificación y diseño de chips.
Las unidades de fabricación de semiconductores requieren grandes inversiones, galones de agua para la producción, suministro de electricidad ininterrumpido, altos costos operativos y reemplazo frecuente de tecnología. Esta es la razón por la cual la contribución de India a la industria global de semiconductores se ha centrado en sus competencias técnicas en I+D, diseño, etc., debido a su grupo de talentos en diseño de TI e ingenieros de I+D.
La academia con más de 2500 facultades de ingeniería produce 1.5 millones de ingenieros en la India. Solo 2.5 lakh de ingenieros logran conseguir trabajo en el sector de TI. Excluyendo los servicios de software de TI, solo 50000 ingenieros ingresan a la industria central, incluidos todos los dominios. La cantidad de ingenieros que ingresan directamente a la industria india de semiconductores podría estar en el rango de 5000 a 10000, lo cual es insuficiente. Entonces, nosotros en Maven Silicon cerramos la brecha entre la academia y la industria de semiconductores, colaborando con nuestros socios de la industria y la academia en la India. También, Silicio experto surgió como un Centro de Excelencia VLSI [VLSI-COE] para la industria global de semiconductores, mejorando las habilidades de la fuerza laboral [ingenieros VLSI experimentados] en todo el mundo utilizando nuestras soluciones de capacitación VLSI corporativas.
3.Resumen
Los gigantes del software Amazon, Microsoft, Google y Facebook ahora están construyendo sus centros de diseño de chips y fabricando sus chips para sus centros de datos. Las tecnologías emergentes AI, 5G, Cloud, IoT y Automotive exigen chips más avanzados y aceleran aún más el crecimiento de la industria de los semiconductores. Entonces La industria global de semiconductores necesita millones de ingenieros VLSI calificados para satisfacer esta creciente demanda y emerger como una industria de un billón de dólares para 2030..
Es muy evidente a partir de la historia que la industria de los semiconductores gobierna el mundo más allá de las guerras. Robert Noyce, Jack Kilby, Gordon Moore, Morris Chang y muchos más grandes ingenieros y empresarios gobernaron esta industria de semiconductores con sus inventos e innovaciones y construyeron el ecosistema de semiconductores como arquitectos. Como ingeniero eléctrico curioso que lee este artículo, usted podría ser el próximo en continuar este increíble viaje como nuestra esperanza.
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- Fuente: https://semiwiki.com/semiconductor-services/maven-silicon/328918-chip-war-without-soldiers/
