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2024 업계 예측(반도체, 전자 설계 자동화)

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글/키사이트 엔지니어

Dan Thomasson/Keysight Labs 부사장 겸 중앙 기술 책임자

• 앞으로 개발될 첨단 반도체 혁신 기술: 디지털 세계와 실제 세계를 연결하려면 보다 강력한 디지털 처리 역량과 점점 더 복잡해지는 신호 물리학을 극복할 수 있는 인터페이스가 필요합니다. 이러한 목표를 달성하고 관련 과제를 극복하려면 반도체 기술이 다양하게 발전해야 합니다. 이러한 문제에는 데이터 전송 속도를 높이는 것(더 넓은 대역폭을 필요로 함)이 포함되는데, 이는 더 높은 반송파 주파수를 나타내며 무선 분야에서 THz 영역까지 확장됩니다. 극단적 MIMO 같은 기법을 사용하면 복잡성과 밀도가 더 증가하며 다양한 토폴로지를 가지는 네트워크(예: 비지상파(위성) 링크 사용)는 문제를 확대시킵니다. 이러한 문제를 해결하기 위한 혁신 중 하나는 바로 GPU 및 FPGA와 같은 상용 반도체를 맞춤형 MMIC 및 ASIC와 결합하는 것이며, 이러한 새로운 해결책을 통해 크기, 무게, 성능, 소비 전력이 대폭 개선됩니다. 이 경우 가장 넓은 대역폭에서 압도적으로 뛰어난 신호 정밀도로 신호를 캡처 및 생성할 수 있는 데이터 변환기가 필요합니다. 또한 데이터 전송 기술의 적용 범위와 용량을 확장하기 위해서는 포토닉 솔루션이 굉장히 중요합니다.

• 설계와 테스트를 위한 매끄러운 소프트웨어 솔루션: 현재 워크플로는 느슨하게 연결되어 있는 도구 집합으로 구성되어 있습니다. 그러나 가상 세계와 실제 세계가 합쳐지면 시뮬레이션과 측정 단계 사이에서 클라우드를 통해 데이터를 매끄럽게 공유할 수 있는 통일된 설계 및 테스트 워크플로가 필요합니다. 이러한 정보는 끊임없이 분석되어 시뮬레이션 및 측정 작업에 영향을 미치므로 개념부터 최종 테스트에 이르는 전체 워크플로에서 격차가 사라지게 됩니다. 시뮬레이션을 통해 얻은 통찰력은 AI 기반 도구로 전달되어 설계 및 테스트 워크플로의 속도와 생산성이 향상됩니다. 이때 디지털 트윈을 사용하여 설계와 테스트를 밀접하게 연결하기 때문에 단 하나의 실제 빌드만 필요합니다.

Niels Faché/키사이트 설계 및 시뮬레이션 부문 부사장 겸 총괄 관리자

• 전자 설계의 필수 요소인 성능 예측: 2024년에도 엔지니어들은 계속해서 전자 제품 개발 사이클을 통해 시프트 레프트(shift left) 방식을 수용할 것입니다. 설계가 실제 공간에서 가상의 공간으로 이동하면서, 엔지니어들은 가장 효율적인 방식으로 문제를 발견하고 수정하여 더 나은 통찰력을 얻고 성능을 개선할 수 있습니다. 향후 몇 년 동안은 무선, 유선, 항공우주 및 방위 등 다양한 업계의 전자 제품과 관련해 증가하는 복잡성과 더 까다로워지는 제품 출시 시간 요구 사항을 처리하기 위해 설계 및 테스트 워크플로의 연결을 계속해서 강조할 것입니다.

• 3DIC 및 이종 칩렛: 새로운 표준의 부상: 칩렛을 생성하고 고급 패키징을 사용하여 2.5D 및 3D 집적 회로로 조립할 수 있는 더 작은 지적 재산 조각으로 시스템온칩 설계를 분해하는 것과 관련해 UCIe 같은 새로운 표준이 부상하고 있습니다. 설계자들이 정확하게 다이-다이 물리 계층 상호 연결을 시뮬레이션하려면 UCIe 및 기타 표준을 기준으로 고속, 고주파수 채널 시뮬레이션을 수행해야 합니다.

• 엔지니어들을 지원하는 소프트웨어 자동화: 무어의 법칙이 한계에 도달한 오늘날, 워크플로 자동화를 통해 설계 프로세스를 개선하면 설계 엔지니어의 생산성을 높일 수 있습니다. 2024년에는 Python API 같은 소프트웨어 자동화 기법은 “동급 최고의” 도구를 상호 운용이 가능한 개방형 설계 및 테스트 에코시스템에 통합시키는 데 있어 중요성이 커질 것입니다.

• 디지털 혁신 탐구: 설계 관리 필수 요소: 디지털 엔터프라이즈 워크플로의 생성과 함께, 많은 조직들이 도구 집합, 데이터, IP 전반에서 설계 관리에 투자하고 있습니다. 앞으로 설계 데이터 및 IP 관리 소프트웨어는 지리적으로 분산되어 있는 대규모 팀을 지원하는 복잡한 SoC 및 이종 칩렛 설계의 성공에 있어 중요한 역할을 하게 될 것입니다. 요구 사항 정의와 규정 준수 간 디지털 스레드를 생성하고 PLM과 같은 엔터프라이즈 시스템과 보다 밀접한 연결 고리를 구축하는 작업이 제품 개발 사이클의 디지털 혁신에서 중요한 역할을 할 것입니다.

• 데이터 센터 혁신을 지원하는 실리콘 포토닉스: 데이터 센터는 더 높은 수준의 컴퓨팅 성능을 제공하여 기하급수적으로 증가하는 AI 및 ML 워크로드와 보다 효율적인 전력 활용 및 열 관리에 대한 요구를 지원하기 위해 진화하고 있습니다. 실리콘 포토닉스는 컴퓨팅 성능 관련 요구를 충족하기 위해 데이터 센터의 혁신을 가속하는 데 있어 아주 중요한 역할을 할 것입니다. 실리콘 포토닉스 상호 연결 기능을 포함하는 고속 데이터 센터 칩을 개발하는 설계 엔지니어들은 고급 개발 작업을 지원하는 프로세스 설계 키트(PDK)와 정확한 시뮬레이션 모델을 확보해야 합니다. 

leekh@seminet.co.kr
(끝)
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