2019 wird ein Jahr des Wandels in der Halbleiterindustrie sein, in dem neue Forschungsbereiche technologische Durchbrüche vorantreiben werden
Das Jahr 2019 begann mit vorsichtigem Optimismus in Bezug auf die Halbleiterindustrie, trotz aller schwarzen Wolken, die sich am Horizont zusammenziehen. Marktsegmente wie Kryptowährungen und virtuelle Realität erfüllen nicht die Erwartungen, der Smartphone-Markt sieht gesättigt aus, die
DRAM- Preise fallen, was eine Kostensenkung erforderlich macht. Unternehmen, die an der Automatisierung des Designs elektronischer Geräte beteiligt sind, sprechen über die Einstellung des Verkaufs in China angesichts des Handelskrieges zwischen ihm und den Vereinigten Staaten. Der Markt für Unterhaltungselektronik verzeichnet eine Verlangsamung, wie die neuesten Daten zu den Apple-Erträgen belegen.
Aber vor dem Hintergrund all dessen sorgen einige Momente für freudige Aufregung. Die rasche Einführung von
KI treibt den Fortschritt in Bereichen wie der Automobilindustrie und dem Internet der Dinge voran. 5G, eine weitere wichtige Gelegenheit, bereitet sich auf einen umfassenden Rollout vor. Die Zahl der neu entwickelten elektronischen Geräte nimmt zu, was zur Wiederherstellung des ASIC und zum Auftreten eingebetteter FPGAs führt.
Große Enttäuschungen
Die meisten Kryptowährungen fielen 2018 um 75%, und es gibt bisher keine Anzeichen für eine Stabilisierung. „Bitcoin fällt weiter und erholt sich 2019 möglicherweise nicht“, warnt Tom Vaughn, Marketing- und Designdirektor bei
Cadence Design Systems . „Dies wird die Produktion von Siliziumsubstraten ernsthaft beeinträchtigen, da eine große Anzahl von ihnen die Kryptoindustrie verbraucht. Aufgrund der Tatsache, dass die Kosten für den Bergbau den Wert von Bitcoin übersteigen, verließen viele Bergleute den Markt. Und dieser Trend erfasst nicht nur private Händler. Ich gehe davon aus, dass dies für industrielle Bergleute aufgrund ihres Overheads (Strom, Serverinfrastruktur, Gebäude usw.) zu einem noch größeren Problem führen wird. Ich denke, dass einige von ihnen möglicherweise vollständig geschlossen werden. “
Eine weitere Enttäuschung des Jahres 2018 war Augmented und Virtual Reality. „Die Probleme bei der Einführung von AR und VR bestehen darin, dass sie noch nicht für einen ernsthaften Tauchgang geeignet sind“, sagt Simon Forest, Direktor von Connectivity & Connected Home für Imagination Technologies. "Und die Technologie scheitert nicht an der Grafikauflösung oder der visuellen Qualität, sondern an der Qualität der Arbeit insgesamt, die immer noch niedrig ist."
Thomas Urman, Business Development Director der EV Group, stimmt ihm zu. "Das Erstellen von Inhalten ist ein weiteres Problem", sagt er. - Der Einsatz von Technologie wird begrenzt, bis die Videoübertragungsgeschwindigkeit hoch genug wird und bis akzeptable Verzögerungswerte erreicht sind, bei denen die Person nicht geschaukelt wird. Es kann den Computerbildschirm ersetzen, aber für eine weit verbreitete Verwendung muss AR warten, bis 5G bereitgestellt wird, und es wird einige Zeit dauern. “
Und das sind vielleicht nicht alle Probleme. „360 ° -Video und räumliches Audio, das den Effekt der Präsenz erzeugt, scheinen vielversprechend zu sein, um den Markt über die Bedürfnisse von Hardcore-Spielern hinaus zu erweitern, aber wir brauchen eine Reihe von Standards für Video und Audio, um die sich Inhaltsanbieter versammeln können“, fügt Forest hinzu. - Darüber hinaus benötigen wir Standards in Bezug auf zusätzliche menschliche Gefühle, Berührungen und Gerüche. Dadurch wird VR von einer Gruppe von Inhaltsformaten mit einem schwächeren Präsenzeffekt unterschieden. Bis dahin bleibt VR ein Nischenthema, dessen Anwendung begrenzt ist. “
KI-Anführer
Auf dem Halbleitermarkt gibt es mehrere Lichtblicke, die das Wachstum beschleunigen und den Rückgang der Speicherpreise ausgleichen sollten. "Insbesondere die kritische Zunahme der Investitionen in neue spezialisierte Prozessoren wie KI und maschinelles Lernen ist vielversprechend", sagte Wally Raines, Honorary Director von Mentor, einem Unternehmen von Siemens. „Für viele Anwendungen auf dem Gebiet der Mustererkennung und Datenanalyse bieten Chips mit traditioneller Architektur keine ausreichende Geschwindigkeit und Energieeinsparungen, wie sie für die neuesten MO-Algorithmen erforderlich sind. Infolgedessen hat sich die Entwicklung spezialisierter Chips stark beschleunigt. Es hat auch die Entwicklung neuer Chip-Design-Methoden gefördert, von denen viele KI verwenden, um den Prozess zu verbessern. “
Man muss jedoch vorsichtig sein, wenn man glaubt, dass KI diese Branche beschleunigen wird. "Es ist wahrscheinlich, dass die KI für viele Unternehmen in die Phase der" Beseitigung der Illusionen "von Gartners berühmtem
Sinneszyklus eintreten
wird , warnt Forest. "Die Branche wird schnell erkennen, dass die KI nicht alle Fragen beantworten kann, und der Hype wird nachlassen." Jemand wird den Schwerpunkt der Entwicklung schnell ändern und sicherstellen, dass die nützlichen Fähigkeiten der KI, die bestehende Systeme ergänzen, erhalten bleiben, aber die KI wird nicht unbedingt die zentrale Säule der Arbeit dieser Systeme bleiben. “
Es ist notwendig, Erwartungen zu definieren. „Wir alle träumen von KI-Geräten oder Robotern, die Aufträge in freier Form ausführen können, z. B.„ Geschirr spülen “,„ Zaun streichen “oder„ zum Elternhaus gehen “, aber ich sehe, dass 2019 das Wachstum der KI damit verbunden sein wird Vereinfachung von Routineaufgaben, die durch Hinzufügen von KI automatisiert werden können, insbesondere in den Bereichen Sprach- oder Bilderkennung “, sagte Mark Greenberg, Leiter Produktmarketing bei IP Group bei Cadence. „Wenn Sie beispielsweise die Garzeit nicht gerne auf der Mikrowellentastatur eingeben, können Sie mit der Spracherkennung - als separate Anwendung oder über das Portal für den virtuellen Assistenten - die Mikrowelle bestellen, um Ihr Essen laut aufzuwärmen. Wir werden mehr Bürosicherheitssysteme sehen, die Gesichtserkennung verwenden, um Türen zu öffnen, und möglicherweise Sicherheitspersonal alarmieren, wenn jemand anderes versucht, einen autorisierten Benutzer durch eine offene Tür zu passieren. "
Die KI steckt trotz aller Entwicklungsgeschwindigkeit noch in den Kinderschuhen. "Es wird viel über die Gefahren der KI gesprochen, aber es scheint auf Konzepten der Singularität und Ethik zu beruhen, die aus Science-Fiction stammen", sagte David Harold, Vizepräsident für Marketingkommunikation bei Imagination. "Heute liegt der Einsatz von KI in den Händen von Menschen - und genau diese Menschen, insbesondere diejenigen, die über gesetzgeberische Fähigkeiten verfügen, sollten wir beachten, um sicherzustellen, dass KI der Gesellschaft hilft und sie nicht belastet."
Für die Implementierung von KI gibt es zwei sehr unterschiedliche Bereiche: Training und logisches Denken. Rückschlüsse können entweder im Rechenzentrum oder auf der Clientseite auftreten.
Die KI in Rechenzentren beginnt sich erheblich zu ändern. "Heute dominieren Nvidia- und Intel Xeon-GPUs die neuronalen Netze von Rechenzentren", sagte Geoff Tate, Director von Flex Logix. - Nvidias Tesla T4 war die einzige Massenkarte für die Schulung von Rechenzentren. Habanas Goya wird das erste Produkt sein, dessen Kosten und Leistung den Tesla T4 bei weitem übertreffen. Im Jahr 2019 werden neue Engines mit einem optimierten logischen Konstruktionsprozess eingeführt und ihre Implementierung in Rechenzentren beschleunigt, wodurch der von Nvidia belegte Marktanteil stark reduziert wird. Eigene Entscheidungsbeschleuniger, beispielsweise Amazon Inferentia, werden zu diesem Trend beitragen. “
Und der Trend dürfte sich fortsetzen. "Intels Dominanz in Rechenzentren wird abnehmen", fügt Tate hinzu. - Engines, die speziell für Schulungen und Entscheidungen entwickelt wurden, werden einen wesentlichen Teil der Datenverarbeitung von neuronalen Netzen übernehmen, die auf Xeon-Prozessoren basieren. Von Intel erworbene neuronale Netze haben noch nicht an Dynamik gewonnen. Dies ist von entscheidender Bedeutung, da neuronale Netze einen schnell wachsenden Anteil der Rechenlasten in Rechenzentren ausmachen und [normale] Prozessoren nicht mit für neuronale Netze optimierten Chips konkurrieren können. "
Der Übergang zu optimierten Architekturen ermöglicht die Implementierung von Entscheidungssystemen auf der Benutzerseite. „Nächstes Jahr werden wir bedeutende Fortschritte bei der Entwicklung adaptiver Lernsysteme sehen, die sowohl in der Cloud als auch in eigenständigen benutzerseitigen Anwendungen mit geringem Stromverbrauch verwendet werden können“, sagt David White, Senior Director von Custom IC & Research & Development Cadence PCB Group. "Dies erfordert eine effizientere Kombination von maschinellem Lernen und vertieftem Lernen mit einer Anpassung, die auf Optimierung abzielt." Es wird auch mehr Kontrolle über Systeme erzwingen, die KI in Industrie und Verkehr einsetzen. "Dies ist kein so großes Problem wie Cloud-Marketing oder Bildverarbeitungsgeschwindigkeit, aber bei der Integration von KI und Deep Learning in Transport, Fertigung, Internet der Dinge und anderen Bereichen, in denen Sicherheit von entscheidender Bedeutung ist, wird dieses Problem zunehmen."
Der Wechsel zur Client-Seite dauert einige Zeit. „Um diese KI auf der Client-Seite zu implementieren, müssen wir innovative Methoden in Betracht ziehen, um die Packungsdichte von Transistoren auf der Basis von Siliziumchips zu verbessern“, sagt Forest. „Wir erwarten völlig neue Wege, um Systeme auf einem Chip zu erstellen, die sowohl die Fähigkeit besitzen, durch Schulungen neues Wissen zu erwerben, als auch die notwendigen logischen Fähigkeiten zur Anpassung. Es müssen noch einige Jahre vergehen, bis sich solche Möglichkeiten ergeben. “
5g
Die Kombination von AI und 5G wird eine große Hilfe für die Branche sein. "AI und 5G sind die Technologie, die für den Bau von Roboterfahrzeugen benötigt wird", sagte Lauro Ricati, ein Kontrollberater. - Diese Technologien werden auch dazu dienen, neue Geräte aus dem Bereich des Internet der Dinge zu erstellen, die in vielen Bereichen angewendet werden, nützlich und nicht sehr. AI und 5G werden noch mehr Geschäftsmöglichkeiten schaffen und neue Arbeitsplätze für Ingenieure schaffen als 2018. "
Wir können auch eine Netzwerkerweiterung erwarten. „Im Jahr 2019 wird 5G als Upgrade für vorhandene Dienste eingesetzt“, sagt Forest. - Die Technologie wird unweigerlich zuerst in Städten funktionieren und dann innerhalb weniger Jahre den Anwendungsbereich erweitern, wenn Smartphones beginnen, 5G-Funktechnologien zu unterstützen. Unternehmen werden mit 5G experimentieren, um Daten von der KI in die Cloud zu liefern. Unter Geräten aus dem Internet der Dinge werden wahrscheinlich 5G-Modems angezeigt, und es besteht möglicherweise auch der Wunsch, energiesparende 5G-Modems zu entwickeln, um die Verbreitung dieser Technologie unter den Produkten zu unterstützen für das Internet der Dinge. "
In einigen Fällen werden diese Technologien zu schnell bereitgestellt. "5G wurde in Tokio aktiv beworben, aber sie waren der Annahme des Standards voraus", sagt Urman. - Wir werden viele Ergänzungen sehen. Das alles ging zu schnell. Diese Geschichte sollte sich im Zeitraum 2020-2021 entwickeln, und dann wird AR auf den Markt kommen. Aber für die Produktion in großem Maßstab in drei Jahren sollte die Technologie heute bereit sein. Um AR nutzen zu können, benötigen Sie keine physische Verbindung - Sie benötigen Zentren, Sie müssen die Möglichkeit haben, die Räumlichkeiten zu demonstrieren - hier spielt der Inhalt eine Schlüsselrolle.
Kraftverkehr
Die in Roboterfahrzeugen verwendeten Technologien werden nicht nur die Bewegung von Autos und Lastwagen verändern, sondern auch die Finanzlandschaft, die mit deren Kauf, Wartung und Versicherung verbunden ist, sowie die Technologien, die unter der Motorhaube oder hinter dem Armaturenbrett funktionieren. "Ehrlich gesagt ist es noch zu früh zu sagen, wer das Rennen gewinnen und als erster ein autonomes Auto anbieten wird, aber wir können sagen, dass alle großen Autohersteller und Neulinge in diesem Bereich aktiv in die Entwicklung investieren und frühzeitig in den Markt eintreten möchten", sagt Bryce Johnston , Direktor des Automobilsegments von Imagination. "Ich wette, dass die ersten bedeutenden Fortschritte in kommerziellen Bereichen wie Robotaxis und LKW-Konvois erzielt werden, die die größte öffentliche Aufmerksamkeit erregen. Wenn diese Technologie funktioniert, steckt etwas Übernatürliches darin."
Jemand möchte sein eigenes Robomobil kaufen. „2019 wird sich die Roboterautobranche auf Hochtouren verlagern, wenn weltweit weitere Pilotversuche stattfinden“, sagt Jan Pei, Direktor und Mitbegründer von Cepton Technologies. „Verbraucher können bereits die aktiven Sicherheitsfunktionen der dritten Ebene nutzen, sobald dies von den Beamten genehmigt wurde - möglicherweise bereits 2019. Zu diesen Funktionen gehört die Unterstützung beim Beschleunigen, Lenken und Bremsen, wodurch die Fahrsicherheit weiter erhöht wird. Mit der Zunahme der Bestellungen von Lidars von Autoherstellern und OEMs werden Lidar-Unternehmen auf ihre Festigkeit geprüft. Wir werden eine ernsthafte Konsolidierung des Lidar-Marktes erleben, da viele Unternehmen noch nicht bereit sind, sie in dem von der Automobilindustrie geforderten Maßstab zu produzieren. Infolgedessen wird ein kleiner Teil der Unternehmen florieren, und viele andere werden von größeren Akteuren gekauft, mit anderen fusioniert oder sogar nur geschlossen. “
Mit dem Fortschritt der Automobilindustrie werden auch neue Anforderungen an die Entwicklung von Chips gestellt. „Die Hersteller von Autoteilen fordern von den Zulieferern eine Ablehnung von null Chips, um sicherzustellen, dass eine Erhöhung des Anteils elektronischer Komponenten in einem Auto die Anzahl der defekten Autos nicht erhöht“, sagt Art Schaldenbrand, General Product Manager von Cadence. „Gemessen an den Daten zu Produktrückgaben sind etwa 80-95% dieser Rückgaben auf analoge Elemente zurückzuführen. Unabhängige Chiphersteller, die Waren an Autohersteller liefern, benötigen daher Werkzeuge, um die Abdeckung ihrer Tests zu analysieren. Im Jahr 2019 tritt IEEE P2427 in Kraft, ein Standard zur Modellierung und Abdeckung analoger Fehler, der definiert, wie Modellfehler bei der Berechnung der Testabdeckung auftreten. “
2019 werden wir auch Aktualisierungen von ISO 26262 sehen. „Die neue Generation von ISO 26262 wurde im Dezember 2018 veröffentlicht“, fügt Schaldenbrand hinzu. „Die Norm ISO 26262-11: 2018, die Normen für die Anwendung von ISO26262 auf Halbleiter, lieferte die ersten definierten Normen für die Sicherheitsanalyse von Halbleiterschaltungen.“
Die Autoindustrie fordert eine Erhöhung der Anzahl verschiedener Sicherheitstools. "Die funktionale Sicherheit ist in der Halbleiterindustrie und im Systemdesign zu einem wichtigen Thema geworden, und Robomobile sind ihre Hauptanwendung", sagte Sergio Marchese, technischer Marketingmanager bei OneSpin Solutions. „2019 werden die Sicherheitsprobleme zunehmen, die in anderen Bereichen angegangen werden müssen. Eigentümer von Häusern und Unternehmen möchten nicht, dass jemand einen Fehler oder ein Alpha-Partikel verpasst, um Alarme oder Sensoren auszuschalten, wodurch sie für das Eindringen anfällig werden. “
Internet der Dinge (IoT)
In den letzten Jahren hat sich das Eindringen von [diesem Bereich in unser Leben] unhörbar fortgesetzt. „Das kommende Jahr wird sich auf die Vereinfachung der Entwicklung und Implementierung vertikal integrierter Lösungen in großem Maßstab konzentrieren, insbesondere unter Verwendung von IoT“, sagt Vivek Mohan, IoT-Direktor bei Semtech. - Ein Beispiel ist der Einzelhandel. In diesem Bereich werden wir weiterhin erheblich in IoT-Technologien sowohl online als auch in physische Geschäfte investieren, um den Marktteilnehmern mehr Segmente zu verschaffen. "Diese Netzwerke werden durch Forderungen nach verbesserter Effizienz in Bereichen wie Energieeinsparung und Einhaltung von Standards wie Lebensmittelsicherheit, Datenschutz, Arbeitssicherheit usw. unter Druck gesetzt."
Dies wird viele Aspekte der Gemeinschaft betreffen. „Im Jahr 2019 wird das Erscheinungsbild von Produkten für das„ Smart Home “stark ansteigen. Die intelligente Steuerung des Internet der Dinge wird sich in Bereichen wie Beleuchtung, Bewässerung und Heizen / Kühlen von Häusern, Steigerung der Automatisierung und Effizienz alltäglicher Aufgaben bewähren“, prognostiziert Arm. „Durch die Entwicklung des maschinellen Lernens und der Bildverarbeitung können die Stadtbehörden jedoch nicht nur die Kosten senken (z. B. die Installation einer intelligenten LED-Straßenbeleuchtung), sondern auch die Bürger der Stadt einbeziehen und Spenden aus Bereichen wie Verstößen gegen die rote Ampel und dem WiFi-Zugangspunkt sammeln , 5G-Dienste, intelligente Wolkenkratzer, Aufdeckung und Analyse von Straftaten, Ausstrahlung von Informationen. “
Der Stromverbrauch ist bei vielen IoT-Anwendungen ein großes Problem. „2019 werden sich viele auf umweltverträgliche Stromversorgungssysteme konzentrieren, die eine breite Akzeptanz des Internet der Dinge ermöglichen“, sagt David Su, Direktor von Atmosic Technologies. - Um den Energieverbrauch von IoT-Geräten zu senken, wird die Industrie fortschrittliche Entwicklungstechnologien anwenden, technologische Prozesse skalieren und verbessern sowie das Design optimieren und anpassen. Infolgedessen erhöhen wir die Batterielebensdauer. Durch die Verbesserung des Designs können Sie Funktionen wie das Aufwachen bei Bedarf implementieren, um die Schlafzyklen und den Gerätebetrieb zu klären, wodurch der Energieverbrauch weiter gesenkt wird. Das ultimative Ziel der Reduzierung des Stromverbrauchs ist die „ewige“ Batterie. 2019 werden wir Geräte sehen, bei denen die Batterie die gesamte Lebensdauer ihres Lebens hält. “
Ein weiteres wichtiges IoT-Problem ist die Sicherheit. „Obwohl 2018 der Beginn gemeinsamer Arbeiten zur Verbesserung der Sicherheit von an das Netzwerk angeschlossenen Halbleiterbauelementen begann, werden 2019 noch mehr Unternehmen zusammenarbeiten und einfachere und zuverlässigere Lösungen für die Einführung von Produkten und Dienstleistungen anbieten“, sagt Martin Scott. CTO, Senior Vice President und General Manager für Kryptographie von Rambus. „Eine Möglichkeit zur Zusammenarbeit besteht darin, Open Source und Hardware zu verwenden.
Die Offenheit des RISC-V ISA kann zu Innovationen anregen und eine breite Akzeptanz fördern, was zum Austausch bewährter Verfahren führt. Wir können uns jedoch nicht nur auf Hardware beschränken - es besteht ein dringender Bedarf, die Sicherheit von Software und Netzwerkverbindungen zu verbessern. "Es muss noch viel Arbeit geleistet werden, um die SoC-Sicherheit zu gewährleisten. "Vertrauliche Informationen sollten während des Entwicklungsprozesses nicht verloren gehen und vor Hacking und anderen externen Angriffen geschützt werden", sagt Marchese. - Hardware-Trojaner wie Leistungsschalter oder Hintertüren, die mit böswilligen Zwecken eingeführt wurden, werden zu einem der Hauptprobleme. Die meisten SoC-Integratoren und Informationsanbieter nehmen dieses Risiko nicht ernst genug. Wir gehen davon aus, dass sich 2019 viele Unternehmen mit diesem Thema vertraut machen werden und jemand neue Tools und Prozesse untersuchen wird, mit denen Trojaner gefangen werden können. “