2019 será um ano de mudanças na indústria de semicondutores, quando novas áreas de pesquisa estimularão avanços tecnológicos
O ano de 2019 começou com um otimismo cauteloso sobre a indústria de semicondutores, apesar de todas as nuvens negras que se acumulam no horizonte. Segmentos de mercado como criptomoedas e realidade virtual não atendem às expectativas, o mercado de smartphones parece saturado,
os preços de
DRAM estão caindo, o que torna necessário reduzir custos. As empresas envolvidas na automatização do design de dispositivos eletrônicos estão falando sobre a suspensão das vendas na China à luz da guerra comercial entre ele e os Estados Unidos. O mercado de eletrônicos de consumo está passando por uma desaceleração, como evidenciado pelos dados mais recentes sobre os ganhos da Apple.
Mas, no contexto de tudo isso, alguns momentos nos fazem sentir uma alegria alegre. A rápida adoção da
IA está impulsionando o progresso em áreas como a indústria automotiva e a Internet das coisas. O 5G, outra oportunidade importante, está se preparando para uma grande implantação. O número de novos componentes eletrônicos em desenvolvimento está crescendo, o que leva à restauração do ASIC e ao aparecimento de FPGAs incorporados.
Grandes decepções
A maioria das criptomoedas caiu 75% durante 2018, e não há sinais de estabilização até o momento. "O Bitcoin continua caindo e pode não se recuperar em 2019", alerta Tom Vaughn, diretor de marketing e design da
Cadence Design Systems . “Isso afetará seriamente a produção de substratos de silício, pois um grande número deles consome a indústria de criptografia. Devido ao fato de o custo da mineração exceder o valor do bitcoin, muitos mineradores deixaram o mercado. E essa tendência captura não apenas os comerciantes privados. Eu prevejo que, para as mineradoras industriais, isso resultará em um problema ainda maior devido à sua sobrecarga (eletricidade, infraestrutura de servidores, edifícios etc.). Eu acho que alguns deles podem fechar completamente.
Outra decepção de 2018 foi a realidade aumentada e virtual. "Os problemas com a adoção de AR e VR são que eles ainda não são adequados para um mergulho sério", diz Simon Forest, diretor de conectividade e casa conectada para tecnologias de imaginação. "E a tecnologia não falha com a resolução gráfica ou a qualidade visual, mas com a qualidade do trabalho com ela como um todo, que ainda permanece baixo".
Thomas Urman, diretor de desenvolvimento de negócios do EV Group, concorda com ele. "Criar conteúdo é outro problema", diz ele. - O uso da tecnologia será limitado até que a velocidade de transmissão de vídeo seja alta o suficiente e até atingirmos valores de atraso aceitáveis nos quais a pessoa não será abalada. Ele pode substituir a tela do computador, mas, para uso amplo, o AR precisará esperar até que o 5G seja implantado, e isso levará algum tempo. ”
E isso pode não ser todos os problemas. “Vídeo em 360 ° e áudio espacial, que cria o efeito da presença, parece promissor para expandir o mercado além das necessidades dos jogadores hardcore, mas precisamos de um conjunto de padrões para vídeo e áudio em torno dos quais os fornecedores de conteúdo possam se reunir”, acrescenta Forest. - Além disso, precisamos de padrões relacionados a sentimentos humanos adicionais, tato e olfato. Isso distinguirá a VR de um grupo de formatos de conteúdo com um efeito de presença mais fraco. Até então, a VR continuará sendo um tópico de nicho, com aplicação limitada. ”
Líder da IA
Existem vários pontos positivos no mercado de semicondutores que devem acelerar o crescimento e compensar a queda nos preços da memória. "Em particular, o aumento crítico no investimento em novos processadores especializados, como IA e aprendizado de máquina, inspira grandes promessas", disse Wally Raines, diretor honorário da Mentor, uma empresa de propriedade da Siemens. “Para muitas aplicações do campo de reconhecimento de padrões e análise de dados, os chips com arquitetura tradicional não fornecem velocidade adequada e economia de energia necessária para os algoritmos MO mais recentes. Como resultado, o desenvolvimento de chips especializados acelerou bastante. Também incentivou o desenvolvimento de novas metodologias de design de chips, muitas das quais usam IA para melhorar o processo. ”
No entanto, é preciso ter cuidado ao acreditar que a IA acelerará esse setor. "É provável que a IA de muitas empresas entre na fase de" livrar-se das ilusões "do famoso
ciclo sensorial do Gartner, alerta Forest. "O setor perceberá rapidamente que a IA não pode responder a todas as perguntas, e o hype vai diminuir." Alguém mudará rapidamente o foco do desenvolvimento, garantindo a preservação dos recursos úteis da IA que complementam os sistemas existentes, mas a IA não permanecerá necessariamente o pilar central do trabalho desses sistemas. ”
É necessário definir expectativas. "Todos nós sonhamos com dispositivos ou robôs de IA que podem executar pedidos de forma gratuita, como" lavar a louça "," pintar a cerca "ou" ir à casa dos pais ", mas vejo que em 2019 o crescimento da IA estará conectado a simplificando tarefas rotineiras que podem ser automatizadas com a adição de IA, principalmente nas áreas de reconhecimento de voz ou imagem ”, disse Mark Greenberg, diretor de marketing de produtos do IP Group da Cadence. “Por exemplo, se você não gosta de digitar o tempo de cozimento no teclado do micro-ondas, o reconhecimento de voz - como um aplicativo separado ou trabalhando usando o portal do assistente virtual - permitirá que você solicite que o micro-ondas aqueça sua comida em voz alta. Veremos mais sistemas de segurança de escritório que usam o reconhecimento de rosto para abrir portas e, possivelmente, alertar a equipe de segurança nos casos em que alguém estiver tentando passar por um usuário autorizado por uma porta aberta ".
A IA ainda está na infância, apesar de toda a velocidade do desenvolvimento. "Muito se fala sobre os perigos da IA, mas parece basear-se em conceitos de singularidade e ética retirados da ficção científica", disse David Harold, vice-presidente de comunicações de marketing da Imagination. "Hoje, o uso da IA está nas mãos das pessoas - e é precisamente sobre essas pessoas, especialmente aquelas que são dotadas de capacidade legislativa, que devemos prestar atenção, tentando garantir que a IA ajudará a sociedade, e não a sobrecarregará."
Para a implementação da IA, existem duas áreas muito diferentes: treinamento e raciocínio lógico. Inferências podem ocorrer no centro de dados ou no lado do cliente.
A IA nos datacenters está começando a mudar significativamente. "Hoje, as GPUs Nvidia e Intel Xeon dominam as redes neurais do data center", disse Geoff Tate, diretor da Flex Logix. - O Tesla T4 da Nvidia foi o único cartão usado em massa para o treinamento de data centers. O Goya da Habana será o primeiro produto cujo custo e desempenho superam em muito o Tesla T4. Em 2019, novos mecanismos serão lançados com um processo de construção lógica otimizado e sua implementação nos datacenters será acelerada, o que reduzirá drasticamente a participação de mercado ocupada pela Nvidia. Aceleradores de decisão próprios, por exemplo, a Inferentia da Amazon, contribuirão para essa tendência. ”
E é provável que a tendência continue. "O domínio da Intel nos data centers diminuirá", acrescenta Tate. - Os motores especialmente projetados para treinamento e tomada de decisão ocuparão uma parte significativa do processamento de dados das redes neurais construídas nos processadores Xeon. As redes neurais adquiridas pela Intel ainda não ganharam força. E isso é extremamente importante, pois as redes neurais respondem por uma parcela cada vez maior das cargas de computação nos data centers, e os processadores [comuns] não podem competir com os chips otimizados para redes neurais ".
Avançar para arquiteturas otimizadas permitirá implementar sistemas de tomada de decisão no lado do usuário. "No próximo ano, veremos um progresso significativo no desenvolvimento de sistemas adaptativos de aprendizado que podem ser usados na nuvem e em aplicativos independentes de baixo consumo de energia no lado do usuário", diz David White, diretor sênior de IC personalizado, pesquisa e desenvolvimento Cadence PCB Group. "Isso exigirá uma combinação mais eficiente de aprendizado de máquina e aprendizado aprofundado com uma adaptação direcionada à otimização". Também forçará mais controle sobre os sistemas usando IA na indústria e no transporte. "Esse não é um problema tão grande quanto o marketing na nuvem ou a velocidade de processamento de imagem, mas no processo de integração da IA e do aprendizado profundo em transporte, fabricação, Internet das coisas, outras áreas em que a segurança é crítica, esse problema aumentará".
Mover para o lado do cliente levará algum tempo. "Para implementar essa IA no lado do cliente, precisamos considerar métodos inovadores para melhorar a densidade de empacotamento dos transistores baseados em chips de silício", diz Forest. “Esperamos ver maneiras completamente novas de criar sistemas em um chip que tenham a capacidade de adquirir novos conhecimentos por meio de treinamento e as habilidades necessárias de construção lógica para adaptação. Mais alguns anos devem passar antes que essas oportunidades surjam. ”
5g
A combinação de IA e 5G será uma grande ajuda para a indústria. "AI e 5G são a tecnologia necessária para construir veículos robóticos", disse Lauro Ricati, consultor de controle. - Além disso, essas tecnologias servirão para criar novos dispositivos do campo da Internet das coisas, que serão aplicados em muitas áreas, úteis e não muito. A IA e o 5G criarão ainda mais oportunidades de negócios e criarão novos empregos para os engenheiros do que em 2018. "
Também podemos esperar expansão da rede. "Em 2019, o 5G funcionará como uma atualização para os serviços existentes", diz Forest. - A tecnologia começará inevitavelmente a funcionar primeiro nas cidades e, em alguns anos, expandirá a área de aplicabilidade quando os smartphones começarem a incluir suporte para tecnologias sem fio 5G. As empresas experimentarão o 5G para fornecer dados da IA para a nuvem, entre dispositivos da Internet, os modems 5G provavelmente aparecerão, e também pode haver um desejo de criar modems 5G com baixo consumo de energia para ajudar essa tecnologia a se espalhar entre produtos pela internet das coisas. "
Em alguns casos, essas tecnologias estão sendo implantadas muito rapidamente. "O 5G foi promovido ativamente em Tóquio, mas eles estavam à frente da adoção do padrão", diz Urman. - Veremos muitas adições. Tudo isso aconteceu rápido demais. Essa história deve se desenvolver em 2020-2021 e, em seguida, a AR entrará no mercado. Mas, para produção em larga escala em três anos, a tecnologia deve estar pronta hoje. Para usar o AR, você não precisa de uma conexão física - precisa de centros, precisa da oportunidade de demonstrar as premissas - aqui o conteúdo terá um papel fundamental. ”
Transporte a motor
As tecnologias usadas nos carros robóticos mudarão não apenas o movimento de carros e caminhões, mas também o cenário financeiro associado à sua compra, manutenção e seguro, e também as tecnologias que funcionarão sob o capô ou atrás do painel. "Honestamente, é muito cedo para dizer quem vencerá a corrida e será o primeiro a oferecer um carro autônomo, mas podemos dizer que todas as principais montadoras e novatas nesta área estão investindo ativamente no desenvolvimento e desejam entrar no mercado mais cedo", diz Bryce Johnston , diretor do segmento automotivo da Imagination. "Aposto que os primeiros avanços significativos ocorrerão em áreas comerciais, como eixos de robôs e comboios de caminhões, que atraem a maior atenção do público - quando essa tecnologia funciona, há algo sobrenatural nela".
Alguém quer comprar seu próprio robomóvel. "Em 2019, veremos a mudança da indústria de carros robóticos para a velocidade máxima, quando mais testes piloto começarem a ocorrer em todo o mundo", diz Jan Pei, diretor e co-fundador da Cepton Technologies. “Os consumidores já poderão aproveitar os recursos de segurança ativa de terceiro nível assim que autorizados pelas autoridades - possivelmente já em 2019. Entre essas funções estão a assistência em aceleração, direção e frenagem, o que aumentará ainda mais a segurança na direção. Com o aumento do número de pedidos de lidares de montadoras e OEMs, as empresas lidam serão testadas quanto à sua força. Veremos uma consolidação séria do mercado lidar, já que muitas empresas ainda não estão prontas para produzi-las na escala exigida pela indústria automotiva. Como resultado, uma pequena parcela das empresas florescerá e muitas outras serão compradas por empresas maiores, se fundirão com outras ou até mesmo fecharão. ”
Com o avanço da indústria automotiva, novos requisitos também estão sendo feitos para o desenvolvimento de chips. "Os fabricantes de autopeças estão exigindo rejeição zero de chips dos fornecedores para garantir que um aumento na participação de componentes eletrônicos em um carro não aumente o número de carros com defeito", diz Art Schaldenbrand, gerente geral de produtos da Cadence. “A julgar pelos dados sobre devoluções de produtos, cerca de 80-95% dessas devoluções são devido a elementos analógicos. Como resultado, os fabricantes independentes de chips que fornecem produtos para os fabricantes de automóveis precisam obter ferramentas para analisar a cobertura de seus testes. Em 2019, o IEEE P2427, um padrão para modelagem e cobertura de defeitos analógicos que define como as falhas do modelo estão envolvidas no cálculo da cobertura de testes, entra em vigor. ”
Em 2019, também veremos atualizações da ISO 26262. “A nova geração da ISO 26262 foi lançada em dezembro de 2018”, acrescenta Schaldenbrand. “A norma ISO 26262-11: 2018, os padrões para aplicação da ISO26262 em semicondutores, forneceu os primeiros padrões definidos para a análise de segurança de circuitos semicondutores.”
A indústria automobilística está exigindo um aumento no número de diferentes ferramentas de segurança. "A segurança funcional tornou-se uma grande preocupação na indústria de semicondutores e no design de sistemas, e os robomobiles são sua principal aplicação", disse Sergio Marchese, gerente técnico de marketing da OneSpin Solutions. “Em 2019, veremos um aumento nos problemas de segurança que precisam ser abordados em outras áreas. Os proprietários de casas e empresas não querem que alguém perca um inseto ou uma partícula alfa para desligar alarmes ou sensores, tornando-os vulneráveis a invasões. ”
Internet das Coisas (IoT)
Nos últimos dois anos, a penetração [desta área em nossas vidas] continuou inaudivelmente. “O próximo ano se concentrará em simplificar o desenvolvimento e a implementação em larga escala de soluções verticalmente integradas, usando especificamente a IoT”, diz Vivek Mohan, diretor de IoT da Semtech. - Um exemplo é o setor de varejo. Nesta área, continuaremos a investir significativamente em tecnologias de IoT, tanto online quanto em lojas físicas, o que permitirá que os participantes do mercado obtenham mais segmentos. "Essas redes serão pressionadas pelas demandas por maior eficiência em áreas como economia de energia e conformidade com padrões como segurança alimentar, privacidade de dados, segurança do trabalhador, etc."
Isso afetará muitos aspectos da comunidade. “Em 2019, haverá um aumento na aparência de produtos para a“ casa inteligente ”, o controle inteligente da IoT será comprovado em áreas como iluminação doméstica, irrigação e aquecimento / refrigeração, aumentará a automação e a eficiência das tarefas diárias”, prevê Arm. “No entanto, o desenvolvimento de aprendizado de máquina e visão por computador permitirá que as autoridades da cidade não apenas reduzam custos (por exemplo, instalem iluminação pública LED inteligente), mas também envolvam cidadãos na vida da cidade e levantem fundos de áreas como violações do sinal de trânsito vermelho, ponto de acesso Wi-Fi , Serviços 5G, arranha-céus inteligentes, detecção e análise de crimes, transmissão de informações. ”
O consumo de energia é um grande problema com muitos aplicativos de IoT. "Em 2019, muitos se concentrarão em sistemas de energia ambientalmente sustentáveis que permitirão a adoção generalizada da IoT", diz David Su, diretor da Atmosic Technologies. - Para reduzir o consumo de energia dos dispositivos IoT, a indústria aplicará tecnologias avançadas de desenvolvimento, dimensionará e melhorará os processos tecnológicos, otimizará e customizará o design. Como resultado, aumentaremos a vida útil da bateria. Melhorar o design permitirá implementar recursos como despertar sob demanda para esclarecer os ciclos de sono e a operação do dispositivo, o que reduzirá ainda mais o consumo de energia. O objetivo final de reduzir o consumo de energia é a bateria "eterna". Em 2019, veremos dispositivos nos quais a bateria dura o tempo todo de sua vida. ”
Outra questão importante da IoT é a segurança. “Embora em 2018 vimos o início de um trabalho conjunto para melhorar a segurança dos dispositivos semicondutores conectados à rede, em 2019 ainda mais empresas trabalharão juntas e fornecerão soluções mais simples e confiáveis para a implementação de produtos e serviços”, diz Martin Scott, CTO, vice-presidente sênior e gerente geral de criptografia da Rambus. “Uma maneira de trabalhar juntos é usar código aberto e hardware.
A natureza aberta do RISC-V ISA pode inspirar inovação e promover a adoção generalizada, levando ao compartilhamento das melhores práticas. Mas não podemos nos limitar apenas ao hardware - há uma necessidade real de melhorar a segurança do software e das conexões de rede. ”Há muito trabalho a ser feito para garantir a segurança do SoC. "As informações confidenciais não devem vazar durante o processo de desenvolvimento e devem ser protegidas contra hackers e outros ataques externos", diz Marchese. - Trojans em hardware, como disjuntores ou backdoors introduzidos com propósitos maliciosos, estão se tornando um dos principais problemas. A maioria dos integradores de SoC e provedores de informação não leva esse risco a sério. Esperamos que, em 2019, muitas empresas comecem a se familiarizar com esse tópico, e alguém estudará novas ferramentas e processos que permitem capturar cavalos de Troia. ”