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2022년 시스템 및 설계 툴, 방법론의 시장 전망

<Joseph Sawicki(조셉 사위키)/지멘스EDA 수석부사장>

지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어, 지멘스 EDA 사업부 (http://www.siemens.com/eda)는 오늘 시스템 및 설계 툴, 방법론 및 흐름, IP등을 포함한 2022 EDA 시장 전망을 소개했다. 다음은 Joseph Sawicki(조셉 사위키) 지멘스EDA 수석부사장이 주요 시장 동향에 대한 전망을 제시한 내용이다.

1. 올해에는 어떤 새로운 기능이나 툴이 제조 및 패키징 기술, 안전 및 보안 분야의 변화에 부응하게 되리라 예상됩니까?

A. 2021년에 지멘스EDA의 Tessent 실리콘 라이프사이클/임베디드 분석 제품군은 눈부신 성장세를 보였으며, 이러한 성장세는 2022년에도 계속될 것으로 예상했다. 임베디드 분석은 지멘스EDA가 수년 전에 MissionMode를 선보이며 개척하여 UltraSoC로 리더십을 확고히 다진 분야다. 기업들은 Tessent Embedded Analytics를 통해 모니터링 IP를 IC에 내장해 IC의 전력, 성능, 안전 및 보안과 같이 갈수록 늘어나는 속성들을 해당 IC의 수명주기 내내 추적 및 분석할 수 있다. 시스템의 관점에서는 예방적 유지관리 같은 작업을 수행할 수 있다. 반도체 엔지니어링의 관점에서는 피드백 루프를 제공하여 보다 나은 차세대 제품을 실현할 수 있도록 지원한다. 자동차, 항공우주, 데이터 센터 및 통신과 같은 특정 애플리케이션에서는 이러한 기능이 주어진다는 사실이 정말이지 멋진 일이 아닐 수 없다.

생산진단 및 수율학습과 같이 새로이 부상하고 있는 일련의 기능들은 수율 향상과 제품수율 성숙화에 중대한 영향을 미치는 것으로 드러나고 있다. 이 분야에서 지멘스EDA가 하고 있는 일은 생산실패 로그를 물리적 분석 및 머신러닝과 결합하여 특정 제조 핫스팟을 알아낸 뒤 이를 조정해 보다 높은 수율을 달성할 수 있도록 하는 것이다. 많은 고객들이 이를 자사 제조 공정의 표준적인 일부로서 사용해 왔지만, 특히 올해에는 업계가 겪고 있는 공급망 문제로 인해 이에 대한 관심이 크게 증가하고 있다.

2. 2022년에는 '모어 댄 무어(More than Moore)'가 표준이 될까요?

A. 더 많은 2.5D 및 3D IC 설계가 이루어질 것은 틀림없어 보이지만, 말씀하신 '표준'이 되기까지는 아직 갈 길이 멀다. 현재의 칩 부족 사태와 생산용량 적체 문제도 고려해야 한다. 3D IC를 제조하기 위해서는 사실상 더 많은 칩이 필요한 데다가 이러한 IC를 첨단 패키지에 탑재할 수 있는 생산 능력도 필요하다. 하지만, 기업이 최첨단 노드로 도약할 생각이 없거나 이기종 통합이 필요 없는 애플리케이션의 경우에는 이를 보다 실행 가능한 옵션으로 만들어줄 인프라가 이제는 확립되어 있다. Siemens EDA는 3D IC 솔루션을 보유한 디자인 윈 분야의 선도 업체다.

3. ML/AI와 같은 새로운 아키텍처에 대응할 것으로 예상되는 새로운 기능들은 무엇입니까?

A. AI/ML 아키텍처는 EDA분야에 두 가지 혁신을 요구합니다. 하나는 이러한 설계의 규칙성으로 인해 이러한 규칙성을 활용해 보다 큰 설계 효율성을 달성할 수 있는 기법이 중요시된다는 것이다. 이는 컴파일러를 설계해 이러한 설계를 검증 단계로 훨씬 더 신속하게 보내는 것일 수도 있고, 계층적 테스트 기법을 통해 테스트 효율성과 생산 테스트의 제조라인 적용 효율성을 크게 높이는 것일 수도 있다. 또 하나는 아키텍처 탐색이라는 중요한 측면을 가능케 해주는 새로운 기법으로서, 이를 통해 최적의 전력곡선 운영 아키텍처를 특히 에지 기반의 AI 칩에 탑재할 수 있다. 상위수준 합성(HLS)이 등장하는 것은 바로 이 부분이다. 이를 통해 디자이너는 아키텍처를 탐색해 RTL로 나아가는 매우 빠르고 생산적인 경로를 찾아내고 설계 흐름의 전통적인 부분으로 나아갈 수 있다.

4. 성장 기회가 가장 큰 분야는 어디가 될까요?

A. 성장은 반도체 기술의 지속적인 발전에 따라 설계 커뮤니티가 직면하고 있는 3대 과제를 해결해줄 분야에 집중될 것이다. EDA에 성장기회를 가져올 첫 번째 분야는 기술 확장 분야입니다. 이는 업계가 차세대의 반도체 공정기술 노드를 개발해 설계할 수 있도록 지원하고, 2.5D와 3D, 심지어는 실리콘 포토닉스(silicon photonics)까지도 주류 고객사에게 있어서 보다 실현 가능한 옵션으로 만들어 줄 것이다. EDA에 성장기회를 가져올 두 번째 분야는 설계 확장 분야다. 이는 고객사가 오늘날 IC 설계의 복잡성이 기하급수적으로 증가하는 문제를 관리할 수 있도록 지원한다. 추상화의 도약은 진작에 이루어져야 했던 사항이다. 지멘스EDA는 고객이 추상화 수준을 C 레벨로 끌어올려 그 설계 팀이 PPA 효율적인 IC 아키텍처를 보다 신속하게 개발할 수 있도록 지원하고 있다. 또한 AI/ML을 지멘스EDA 툴에 통합시켜 보다 나은 결과를 보다 빠르게 얻을 수 있도록 지원하고 있다. EDA의 세 번째 성장 분야는 시스템 확장 분야가 될 것입니다. 점점 더 많은 시스템 업체들이 더 많은 독자적 가치를 보유하고자 노력하는 추세로서, 독자적인 IC는 물론 시스템의 나머지 부분까지도 자체적으로 설계하고 있다. 이를 통해 자사 제품을 크게 차별화하고, 자체 IP를 보호하여 추격업체를 막아내며 전반적인 마진을 개선할 수 있다. 이들에게 필요한 것은 IC로부터 패키지, PCB 및 소프트웨어, 그리고 심지어는 기계적인 부분에 이르기까지 시스템 전체를 망라하는 솔루션이다. 바로 포괄적인 디지털 트윈을 개발해 광범위한 테스트를 수행한 후에 시스템을 제조할 수 있도록 도와주는 솔루션을 찾고 있는 것이다. 또한 이를 시스템의 제조 및 전체 수명주기를 개선할 수 있는 방법으로까지 확장하고자 하고 있다. 이것이 반도체의 수명주기 관리가 특히 EDA 분야에서 현재 그토록 뜨거운 화두가 되고 있는 이유 중 하나다. 고객은 이 IC를 시스템의 핵심부에 사용해 문제를 감지하고 데이터를 수집함으로써 보다 우수한 제품을 보다 신속하게 개발할 수 있다. 지멘스가 이 분야에서 보유하고 있는 포트폴리오는 EDA나 PLM 분야의 다른 어떠한 경쟁사도 필적할 수 없는 독보적인 것이다.

5. 새로운 문제나 반작용이 나타날 수 있다면 어떤 것일까요?

A. 공급망 문제와 시장 왜곡 문제는 헤쳐 나가기가 쉽지 않다. 물론 현재 나타나고 있는 무역마찰 문제 역시 그렇다.

6. EDA 툴에서 AI의 중요성은 어느 정도가 될까요?

A. AI/ML은 선형 솔버 및 스캔 라인과 함께 EDA 아키텍처 툴셋의 표준적인 일부가 되고 있다. 이는 여러 툴에서 보편적으로 사용되고 있는데, EDA가 매우 큰 규모의 데이터 세트를 다루고 있어 해당 데이터 내의 관계를 식별할 수 있는 알고리즘을 배치해야 할 경우가 많기 때문이다. 따라서 생산성이나 디바이스 성능 향상에 도움을 줄 수 있다.