La conception de CI à base de transistors n’est encore qu’à ses débuts selon Wally Rhines PDG de Mentor

Technologies | 22 octobre 2018

Par eeNews Europe

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« Après un taux de croissance annuel composé (CAGR) de 3% pendant plusieurs années, les deux dernières années ont été marquées par une croissance de 22% et par une augmentation des dépenses de R&D de 9,8% en 2017, avec une augmentation du financement en capital risque des sociétés de semi-conducteurs Fabless » a déclaré le PDG.

Montrant une un graphique qui retrace les investissements annuels en capital-risque dans les startups de semi-conducteurs Fabless depuis l’année 2000, Rhines a indiqué que si la moyenne était d’environ 2,5 milliards de dollars il y a 20 ans, elle a plafonné à 1,7 milliard de dollars en moyenne entre 2002 et 2007, avant de continuer à baisser à moins de 382 millions USD pour la période allant de 2013 à 2016. Mais la courbe a bondit soudainement à 946 millions de dollars en 2017 et 1,8 milliard de dollars en 2018.

C’est grâce aux nouveaux entrants dans le jeu de conception de circuits intégrés, interprète le PDG, avec des entreprises informatiques qui conçoivent elles-mêmes leurs propres puces, les constructeurs automobiles et il semble que tout le monde veuille concevoir des circuits intégrés maintenant. Tesla indique, par exemple, devoir recourir à des circuits intégrés personnalisés pour respecter les exigences de performances nécessaires aux futurs véhicules autonomes. Ce faisant, il remplacera aussi les GPU à usage général et anticipe une augmentation de 10 fois de ses performances par rapport aux technologies actuelles.

Mais l’un des principaux moteurs des nouvelles conceptions de puces provient de la Chine, avec des incitations gouvernementales croissantes pour les investissements dans les semi-conducteurs. Près de 120 milliards de dollars ont été investis au cours des cinq dernières années (dont 20 milliards soutenus par le gouvernement), et la Chine est sur le point d’accélérer la formation de nouvelles startups avec un fonds supplémentaire de 47 milliards de dollars soutenu par le gouvernement, selon des informations parues dans le journal de Wall Street.

«En Chine, les entreprises de conception de circuits intégrés étaient peu nombreuses», a commenté Rhines sur un autre graphique, jusqu’en 2000. Les dix années suivantes affichent une solide moyenne de 500 entreprises de conception de circuits intégrés, atteignant près de 1400 entre 2016 et 2018.
« Leur taille augmente également, avec 43% d’entre eux employant entre 100 et 500 employés », a déclaré Rhines, soulignant que les conceptions de ces startups étaient dominées par des architectures spécifiques à un domaine, l’IA et l’apprentissage automatique qui sont largement davant le peloton (presque d’un facteur de 3 par rapport au domaine le plus proche le Crypto Currency).

Rhines, qui a travaillé sur l’intelligence artificielle dès les années 80, tenait à souligner que le moment était venu pour l’adoption de l’intelligence artificielle, avec une puissance de calcul abondante et de vastes ensembles de données à exploiter (qui manquaient à l’époque).
En 2018 seulement, 14 sociétés d’intelligence artificielle ont été créées et au deuxième trimestre 2018, ces sociétés ont cumulé 1,376 milliard de dollars. En fait, les nouveaux cycle de financement en Chine ont dépassé les États-Unis en 2018, annulant littéralement tout effort de la concurrence.

« La principale chose qu’ils font, c’est la reconnaissance des formes, suivie de la deuxième plus grande catégorie qui est celle de l’analyse de données », a poursuivi le PDG à propos des ASIC AI / Deep Learning spécifiques, notant que de nombreux utilisateurs comme Amazon, Google, Facebook ou Alibaba veulent de meilleures analyses de leurs données afin d’améliorer leurs services, et ils souhaitent également utiliser l’informatique déportée pour le prétraitement des données nouvellement générées.

« Ces architectures spécifiques à un domaine nécessitent de nouveaux outils et de nouvelles méthodologies de conception. Un grand nombre d’entreprises qui utilisent des puces AI utilisent une synthèse de haut niveau, car elles peuvent reutiliser le même code C sur différents nœuds et FPGA », a déclaré Rhines, soulignant que les outils de Mentor sont les premiers en ligne pour aider avec ces nouveaux modèles. « La synthèse de haut niveau est environ quatre fois plus rapide que la RTL manuelle traditionnelle », a-t-il ajouté, citant nVidia ayant réussi à améliorer sa productivité de 50% et réduire ses coûts de vérification de 80% en utilisant une synthèse de haut niveau pour un décodeur vidéo 10M gates sur le Tegra X1. La société a même converti son convertisseur VP9 / H.265 de 8 à 10 bits couleur en quelques semaines, puis réoptimisé l’IP de 20 nm à 500 MHz à 28 nm à 800 MHz en à peine trois jours.

Bien sûr, Mentor voit toute cette activité de conception de circuits intégrés comme une très bonne chose, mais l’industrie des semi-conducteurs a-t-elle atteint sa maturité? Les jours des transistors tels que nous les connaissons sont-ils comptés? Le PDG s’est posé ces qustions comme s’il craignait que ses outils ne soient bientôt plus pertinents.

Rhines a répondu avec sa formule prédictive préférée, la courbe de Gompertz, qu’il a ajustée aux données historiques sur les volumes cumulatifs annuels d’unités de transistors à ce jour. L’année 2020 n’était qu’au tout début de la courbe, ce qui signifie que les transistors au silicium devaient encore augmenter en nombre avec le pic de croissance identifié en 2018 ne commençant à ralentir que vers 2045.

The Gompertz curve shows plenty more silicon transistors to be designed and produced in ASICs.

« Quelle est la durée de notre avenir avec les transistors et avons-nous besoin d’une alternative aux transistors au silicium? La réponse est, pas avant un bon moment », a conclu le PDG.

« Ce qui remplace la loi de Moore, c’est la courbe d’apprentissage qui fait référence à toutes les méthodes de réduction des coûts et d’amélioration des performances, telles que la croissance de circuits dans la dimension verticale, le packaging 3D et de nouvelles stratégies de conception », a poursuivi Rhines.

« TSMC a tenu une réunion il y a deux semaines et avait une feuille de route claire pour la montée en puissance de la technologie à 7 nm, alors que 5 nm est déjà considérée comme plutôt stable et que le 3 nm est en route. Parallèlement, nous continuons à augmenter le niveau d’abstraction pour la conception de circuits intégrés. Quand je suis entré chez Mentor ( il y a longtemps…), toute la mise en page était réalisée manuellement sur papier et nous devions calculer la largeur et la longueur des portes, numériser la mise en page, créer un masque, cela ne fonctionnait pas et nous devions recommencer. Aujourd’hui, acune des personnes impliquées dans la conception ne travaillent au niveau des transistors, nous ne formons pas les gens à la disposition des transistors, c’est l’ordinateur qui le fait « .

Ce niveau d’abstraction ne fera qu’augmenter, a indiqué le PDG, qui a révélé qu’environ 28 projets en cours chez Mentor utilisent l’apprentissage automatique et des techniques basées sur l’IA pour améliorer l’outil de vérification et de validation de circuits intégrés de l’entreprise.