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作者: 凌 琳， 西門子 EDA 全球副總裁兼中國區總經理

2022年，通脹上升，外部摩擦、終端市場需求疲軟，加上反復的疫情，種種不確定性將全球半導體市場推入了一個調整周期。面向2023年，眾家知名分析機構給出的預測都帶有一絲悲觀底色，然而，作為一個周期性行業，作為各產業之基礎，半導體調整本是常態，轉折即是起勢也是蓄勢，我們看到摩爾定律與后摩爾技術都在2022年取得了重要進展，持續的創新將為我們建立應對變化的能力和韌性。2023 年，我們認為有以下幾個行業趨勢值得關注：

趨勢1 - 更多的系統公司開始垂直整合并設計 IC

十年前，系統公司約占用百分之一的 IC 代工產能，如今，這一占比已經超過了 20%。越來越多的系統公司開始著手開發自己的 IC。原因何在？ 

首先，系統價值在很大程度上體現在半導體層面，系統公司渴望更多的價值增長，必然會更傾向于設計自己的 IC。 

其次，系統價值能夠通過自研 IC獲得更好的差異化。今天的電子系統已經十分智能，而如何應用這些嵌入式智能以及通過優化器件來實現這種智能，是實現產品差異化的關鍵所在。以蘋果公司為例，多年前蘋果決定率先采用 64 位計算，這讓他們不僅擁有了 64 位額外地址空間，還獲得了效率更高、功耗更低的存儲器訪問能力，使其設備比競爭對手的產品運行速度更快、續航時間更長。

現在很多公司都在運用人工智能和機器學習（AI /ML）技術提高系統的差異化程度，越來越多的 AI 被整合到邊緣設備當中，同時，一些領先公司還通過構建自行優化的 AI 加速器以實現更高的差異化，讓自身優勢更加凸顯。

趨勢 2 - 電子、機械和軟件在綜合數字孿生中的融合

無論是對于自動駕駛、5G，還是“從芯片到城市”的應用，提前知曉系統在真實輸入和輸出環境中的表現都將帶來更高的靈活性。在自動駕駛方面，IC 行業面臨著兩大障礙，一個是功耗，另一個是確定系統在復雜的真實環境中需要處理多少計算。這些挑戰帶來了對數字孿生的高度需求，這些數字孿生能夠仿真機電系統在真實環境中的運行情況。在完全自主的環境中，由軟件指揮的電子機械系統要在一個更大的系統網絡中運行，這就要求它先在虛擬世界中經過詳盡測試，確保過關后才能在現實中進行測試并部署。

趨勢 3 - 3D IC 逐漸成為主流，chiplets進一步崛起 

3D IC 設計目前已經對行業展現出了足夠強的說服力：在 IC 層面，它使芯片公司能夠開發更小的裸片，同時還能提高每個晶圓的良好裸片產量；在系統層面，3D IC 使各家公司能夠進一步小型化，并降低 BOM 成本。同時，3D IC 使設計團隊能夠放置或堆疊不同類型的 IC——SoC、模擬 IC 和存儲器 IC，以實現比傳統 PCB 甚至 SoC 配置更高的系統性能和功能。 

3D IC 需要采用系統架構思維，不僅要在多個基底之間進行系統級規劃，還需要使用一個集成的解決方案來執行 IC、封裝和 PCB 級設計、分析和測試，這些要在設計階段的每個級別（IC、中介層、封裝和 PCB）中進行，還要從整體層面進行。理想情況下，3D IC 需要一個解決方案來考慮機械應力以及供應鏈，并統一跟蹤和管理所有這些數據。因此能夠提供綜合性的3D IC 解決方案，包括 IC、中介層、PCB 設計封裝、分析/測試以及機械、供應鏈等在內的合作伙伴將更具優勢。 

隨著 3D IC 日益成為主流，面向“chiplet”的新行業標準也呼之欲出。在 2022 年，UCIe 等標準機構宣布成立，其目的是建立一個生態系統，以期將小芯片的即插即用能力變成現實。如此一來，各個 EDA 公司就需要積極參與這些工作，以確保 IC 工具套件有助于開發符合標準并可插接的chiplet，還要確保更大的 3D IC 解決方案也能夠做到這一點。  更快地為chiplet 制定正式標準，使其成為一個蓬勃發展的新行業，才能引領新一波由 3D IC 集成驅動的新系統創新。

趨勢 4 - AI /ML 將得到更廣泛的應用

無論是開發新品，還是實現更小的修復，AI/ML技術無疑都是實現創新的“快速通道”。AI已經在今天多個行業場景下得到應用，例如，利用 AI /ML修復工具存在的缺陷，這些缺陷本質上與特定代工工藝規則并沒有太多關聯。我們可以預計，AI /ML在2023年將繼續得以廣泛應用，并成為EDA 工具中的一個常規組成部分。EDA 行業一直對 AI /ML 寄予厚望，它不僅要能夠更好地執行快速分析、更快地探索設計可能性，還要成為一個能夠實際支持設計開發的工具，而這也是各家 EDA 廠商都在努力的方向。

面對市場波動與供應需求的結構性分化，有戰略眼光的企業一方面在磨練自己的“內力”，一方面向更長的產業周期推進產能布局。堅守創新之本，緊跟最新技術，將是我們直面新挑戰，新機會，新市場的最佳方法。