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PDA能否取代EDA看了就知道

以前,我们将年度猜测重点放在电子产品(IC和EDA)上,然则近来将重点转向了光子学,是以我对2020年的猜测主要集中在这一领域。

从历史上看,光子学不停是砷化镓技巧。以前,现在和将来将永世是未来的技巧。阐发师们永世在猜测光子学的兴起。明年,跟着摩尔定律在电子领域的遣散或放慢,光子学将自成一体,进入其成长的曲棍球棒阶段。只管光子学以惊人的速率在我们的技巧生态系统中扮演着越来越紧张的角色,但尚未实现爆炸性的增长。

阐发师永世都在猜测光子学的崛起;明年,跟着摩尔定律在电子领域的遣散或放缓,光子学将确立自己的职位地方,进入成长的曲棍球棒阶段(曲棍球棒效应(Hockey-stickEffect),是指在某一个固定的周期,前期销量很低,到期末销量会有一个突发性的增长,而且在继续的周期中,这种征象会周而复始,其需求曲线的外形类似于曲棍球棒,是以在供应链治理中被称为曲棍球棒征象)。虽然光子学正以惊人的速率在我们的技巧生态系统中扮演着越来越紧张的角色,但估计的爆炸性增长还没有发生。

这是为什么?有几个缘故原由。首先,光子学不相符摩尔定律:光的波长便是光的波长。这是一个常数。它并不是每两年就减半,是以摩尔定律所驱动的电子学领域的惊人进步只是不适用于光子学。

接下来,电子工程师将一如既往地智慧,每当摩尔定律宣告即将遣散之时,就会有新的法子呈现,工程师们赓续地冲破电子领域曾经被觉得是弗成超越的障碍。是以,用光子学代替电子学的利用仍旧被越来越智慧的电子设计所取代。用光子学取代电子学可能仍是弗成避免的,但光阴轴仍在向前移动。

着末,在以前的半个世纪里,电子学已经成长成为本日繁杂的、运转优越的设计和制造生态系统,但这种成长还没有发生在光子学上。本日的光子门生态系统仍旧与20世纪80年代早期的电子生态系统最为相似。

2019年,更多的大年夜公司收购了主要的光电子供应商,比如思科收购了Luxtera,现在又收购了AcaciaCommunicaTIons,II-VI收购了举世领先的光通讯产品供应商Finisar,博通从富士康收购了它们的光收发设备资产。许多人觉得这一趋势是承认光子学期间的到来,以及主要电信供应商必要供给领先的光子学办理规划。

那今年呢?光子学会在2020年景为焦点吗?接下来我们将猜测几种会影响该拐点到来光阴的趋势。

在越来越短的间隔内,光子学变得越来越紧张,然后成为主流,着末成为主导。如今,电信运营商已经由过程光纤向您的家庭和商务旅行供给了数千米的远间隔通信。现在,光子学已经转移到数据中间。举世范围内的大年夜型超大年夜规模数据中间在功耗、资源、热量、带宽和数据延迟方面都处于挣扎状态。用光纤代替铜线办理了所有这些问题。与铜比拟,光纤更便宜,速率更快,延迟更短,带宽更高,并且耗损的功率更少,从而低落了热量和电力资源。

数据中间计心情架之间的光纤接收已基础完成,并且光纤已移至同一机架中的互连办事器上。是以,光子学已经从在一公里间隔的主导职位地方,成长到十米间隔的程度,再到一米间隔。到2020年,光子集成电路PIC)将会在市场上变得加倍普遍,从而使光子学在毫米间隔内变得故意义。今朝正在进行将包括激光器在内的光子学与电子芯片集成的事情,将光子学的相关性低落到微米间隔。

跟着以太网数据传输速率在2020年继承从100G迁移到200G,光子学在光纤任一端所需的收发器中变得越来越有吸引力。100G的扩展事情已经基础完成。到2020年,过渡到200G的事情将会顺利进行,早期采纳者将过渡到400G。经由过程奇妙的工程设计,电子产品可以100G的速率继承优越运行,但光子已经具有了竞争力,并且市场上有许多100G光子收发器设计可供选择。我们将从IC设计师那里看到更多的智慧才智,然则在400G时,电子产品将掉去对收发器市场的更多节制,而光子学将开始从相关性向遍及性成长。到我们达到800G和1T的时(注:这个要到今后相称长的光阴才可以达到)时,光子技巧将占主导职位地方,将险些找不到电子收发器。

FANG(Facebook,Amazon/Apple,Netflix,Google)的光子学设计团队将专注于根据自己的规格调剂光子收发器,这将加速光子在数据中间的主导职位地方。运营着宏大年夜的数据中间,他们将从光子设计中得到伟大年夜的利益,光子设计可以满意他们的特殊需求,就像我们看到的尖牙设计他们自己的集成电路一样。到2020年,我们可能看不到这项活动的成果,但它将显明前进天下光子设计能力,加速商业光子生态系统的演化。

如今的光子代工厂主要由小型商业或研发型晶圆厂所主导,例如SMARTPhotonics,LionX,Ligentec,imec,LeTI和AIM,它们平日是面向研发或供给MPW,而不是大年夜规模的商业化临盆。虽然固态晶圆厂在其光电子产品(如用于激光的磷化铟)方面处于领先职位地方,但这些晶圆厂今朝还不具备推动大年夜型商业市场的能力,而且它们还没有时机成长大年夜型半导体晶圆厂在以前几十年里建立起来的极度客户支持流程。

FANG是天下领先的半导体代工厂的主要客户。这些代工厂留意到光子设计项目的增添,已经进入或正在斟酌进入光子营业。这些工厂将使用其临盆常识,履历和技能来构建成熟的生态系统,从而加快其商业化进程。

在以前的几年中,TowerJazz和GlobalFoundries等领先的半导体代工厂开始为光子学营业供给办事。到2020年,其他主要的半导体代工厂将进入光子学营业。这些代工厂的新进加入将加快硅光子学的商业化利用。光子学为半导体代工厂供给的一个吸惹人的上风是不必要尖端技巧,是以不必要大年夜规模的电子产品研发和本钱投资。相反,光子学可以使用完全本钱化的半导系统体例造设备来得到可不雅的利润。

光子学成熟的一个指标是代工厂的工艺开拓套件(PDK)的呈现。第一个光子PDK大年夜约在两年前就呈现了,跟着代工厂供给针对各类设计对象的PDK,它们开始变得盛行起来。与半导体代工厂供给的库比拟,这些PDK还对照原始,但它们是商业化光子生态系统成熟的紧张且紧张的一步,必要在代工厂和光子设计自动化(PDA)公司之间建立牢靠的相助关系。他们一路临盆新的PDK,并推动现有PDK的成长。跟着更多光子IC的制造和测试,越来越多的数据可用于统计阐发。2020年将呈现基于统计的PDK,在更高档的PDA仿真对象中启用蒙特卡洛和工艺角静态阐发。这将导致更稳健的设计,新的重点放在可制造性上,这是光子学商业化的另一个要求。

成熟的EDA供应商正在留意到新兴的光电子市场。他们供给针对该市场的设计对象,并与领先的PDA公司结成关键同盟,以供给完备的集成设计流程。去年,Mentor推出了LightSuitePhotonicCompiler,同时使用其Tanner对象供给道理图和结构。Cadence经由过程CurvyCore引入了曲线功能,以启用其业界领先的定制设计平台Virtuoso用于光子学。Mentor和Cadence都将其设计流程与领先的光子仿真供给商Lumerical集成在一路。例如,Cadence供给了协同仿真功能,使全部设计流程能够经由过程Virtuoso进行驱动。Synopsys则采取了更多的自力计谋。

我们估计主要的EDA供应商的加入预示着PDA对象的价格将会更高。盛行的EDA对象的匀称售价要比PDA对象高很多。这种不平衡不是经久可持续的,由于它将阻碍对PDA的所需投资以及PDA公司在新的EPDA情况中竞争的能力。只管变动不会忽然发生,但它将是同等的。

去年呈现了集成的电子-光子设计自动化(EPDA)流程,到2020年,跟着增添的统计和制造设计(DFM)功能,它们将变得加倍繁杂。统计方面的斟酌将必要更多的谋略能力,是以在2020年,我们还将看到高机能谋略利用于PDA,AmazonAWS和MicrosoftAzure成为经由过程使用其数据中间中的所有这些光子在云中供给光子的紧张介入者。

与电子产品比拟,光子设计仅包孕一些精心制作的组件。代工厂供给的PDK中可以找到许多这些组件,然则每个前沿光子设计将始终包孕一些更通用的代工厂PDK无法供给的关键组件。这为一些定位优越的公司供给了建立光子IP(PIP)营业的时机。治理完善,拥有卓越光子设计能力和专注力的公司,以及廉价得到设计对象的时机,很可能带动这一市场的兴起。凭借对光子设计的不懈努力,这些公司将供给卓越的设计。盼望供给领先的光子设计的公司将与这些PIP供应商相助,将其组件设计外包,以便将自己的资本集中在其他增值领域,例如全部PIC设计。在起步阶段,PIP营业可能会与定制设计办事维持营业相似性。

光子学设计措施学的冲破将供给更高质量,更可制造的设计,并且将低落障碍,是以光子学设计不再必要物理学博士学位。更好的设计将推动光子学可以竞争并赢得竞争的利用。合格的设计师将使公司拥有更大年夜的能力来配备其光子学设计团队,从而导致更大年夜的竞争,从而带来更好的产品和更快的成长。

我们已经看到来自斯坦福大年夜学和Lumerical与开源社区相助的消息滥觞的光子逆设计的影响。我们开始看到,经由过程大年夜大年夜改进的品德因数,大年夜大年夜缩短了设计周期,组件设计可以更简单地完成。

纵然是最好宣布的设计,我们也看到了改进,平日必要几天的光阴才能完成。我们看到组件的数量级改进。PhotonicInverseDesign的简化的自动化设计措施将取代本日的手动迭代历程,并将在2020年利用于各类光子组件。PhotonicInverseDesign对光子学的影响将类似于逻辑综合对IC设计的影响。1980年代。这将扩大年夜合格的光子学设计职员的圈子,并加快光子学设计的上市光阴。我们觉得向光子逆设计的过渡类似于前进设计师事情的抽象水平。正如前进IC设计的抽象水平开释了IC设计职员的事情量一样。

总结

未来的技巧光子学将在2020年获得稳步的成长。增长率将是令人印象深刻的,大年夜量的利用将成为焦点。工程师们在电子技巧领域的智慧才智的耗尽,以及光子门生态系统的进化,将进一步束缚住电子学增长的脚步。跟着商业代工厂的加入和设计自动化的成熟,成熟的迹象变得越来越普遍。2020年是光子学商业化的一年。

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