2016年5月底，在清華大學(xué)西階梯教室，Synopsys的主席和Co-CEO Aart de Geus博士為清華大學(xué)的學(xué)生呈現(xiàn)了一場(chǎng)“Silicon to Software：Smart Everything!”的講演。
Geus博士是清華大學(xué)微電子學(xué)研究所的外聘教授。
以他的觀點(diǎn)來(lái)看，從硅至軟件的環(huán)節(jié)，有兩大驅(qū)動(dòng)趨勢(shì)：一是基于半導(dǎo)體低功耗和低成本的能力，10多年來(lái)硅技術(shù)的發(fā)展持續(xù)增強(qiáng)了計(jì)算能力，并將我們引入到由傳感器驅(qū)動(dòng)的物聯(lián)網(wǎng)（IoT）世界；二是，這些進(jìn)步得益于巨量軟件的推動(dòng)，包括嵌入到硬件中的軟件以及專用應(yīng)用軟件。
“我們正在邁入Smart everything（萬(wàn)物智能）的年代，其將改變技術(shù)和商業(yè)模式。” Geus博士表示，“而業(yè)界的一個(gè)賭注是半導(dǎo)體工業(yè)將驅(qū)動(dòng)下一輪創(chuàng)新，因?yàn)閿?shù)字智能對(duì)軟件和硬件關(guān)鍵性的交匯點(diǎn)的影響力在不斷加強(qiáng)。”
他的觀點(diǎn)在此也許還不是很好地得到理解，請(qǐng)閱讀全文，你應(yīng)該會(huì)更好地把握他想表述的理念。
智能面部識(shí)別和心理數(shù)據(jù)分析。
圖：Synopsys的主席和Co-CEO Aart de Geus博士。
與Geus博士有過幾次溝通，這是他首次直接從產(chǎn)業(yè)未來(lái)方向開始了他的演講。
他首先回顧了80年代計(jì)算時(shí)代和2000年代移動(dòng)時(shí)代出現(xiàn)的殺手應(yīng)用，指出PC、Internet、以及發(fā)展至今出現(xiàn)的云概念均為計(jì)算時(shí)代的標(biāo)志性應(yīng)用，而智能電話、APP等則是移動(dòng)時(shí)代的標(biāo)簽。“那么，目前被熱論的IoT（物聯(lián)網(wǎng)）的代表應(yīng)用又是什么？” 他并沒有馬上回答這個(gè)問題。
圖：不同時(shí)代的標(biāo)志性應(yīng)用。
“無(wú)疑，我們正在進(jìn)入一個(gè)充滿智能的年代，而所有的這些設(shè)備的一個(gè)共性是具備硬件和軟件。” Geus表示。
圖：硬件和軟件。
以他的觀點(diǎn)來(lái)看，可穿戴設(shè)備、智能健康設(shè)備、智能家庭、智能汽車和工業(yè)自動(dòng)化等都將是這個(gè)智能時(shí)代的產(chǎn)物。
圖：智能設(shè)備的例子。
以他的觀點(diǎn)來(lái)看，數(shù)字智能（Digital Intelligence）將在未來(lái)的智能世界中扮演重要的角色。
“在這些應(yīng)用中，數(shù)字智能（DI）和傳感器將與硬件和軟件共同組成創(chuàng)建萬(wàn)物智能應(yīng)用的平臺(tái)。”他強(qiáng)調(diào)到。
圖：萬(wàn)物智能的組成因素。
無(wú)疑，這是個(gè)很難準(zhǔn)確回答的問題。
“IoT在不同的層次，包括The Edge、The Fog、The Cloud、The Apps，都會(huì)出現(xiàn)機(jī)會(huì)。從半導(dǎo)體的角度來(lái)看，傳感器、能量捕獲、處理器、RF器件等也孕育著大量的機(jī)遇。”Geus說。
圖：IoT會(huì)在不同層次出現(xiàn)機(jī)會(huì)。
他以大數(shù)據(jù)為例提出了“Techonomics”的概念，即將技術(shù)與經(jīng)濟(jì)相結(jié)合，從需求入手，經(jīng)過技術(shù)的支持，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益。而值得注意的是不同級(jí)別的需求（市場(chǎng)需求）將最終導(dǎo)致不同的經(jīng)濟(jì)效益（產(chǎn)品準(zhǔn)確度、單品價(jià)格等）。
圖：Techonomics概念。
圖：一個(gè)大數(shù)據(jù)的分析實(shí)例。形象！
“我們要特別注意的一個(gè)現(xiàn)象是軟件在驅(qū)動(dòng)硬件！“Geus博士分享到， “軟件和數(shù)字智能在系統(tǒng)中所占的比例會(huì)越來(lái)越大，而硬件所占的比例相對(duì)基本維持不變。”確實(shí)，得益于半導(dǎo)體技術(shù)追求高性能、低功耗、低價(jià)格的趨勢(shì)，硬件的趨勢(shì)實(shí)際上是走向更小尺寸。
圖：軟件規(guī)模越來(lái)越大。
下一張圖給出了Geus博士對(duì)于繼計(jì)算時(shí)代和移動(dòng)時(shí)代之后第三個(gè)時(shí)代的預(yù)測(cè)：Smart。而盡管他并沒有指出殺手應(yīng)用具體是什么，但已表述出了其應(yīng)該具備的三個(gè)特性，即:傳感器、硬件/軟件、以及數(shù)字智能。
圖：第三波智能浪潮的特征。
半導(dǎo)體技術(shù)已開始進(jìn)入到談?wù)搯螖?shù)字納米工藝的階段，以Geus博士的觀點(diǎn)來(lái)看：EDA工業(yè)是摩爾定律的另半個(gè)體現(xiàn)。
圖：EDA行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。
而在這其中，他領(lǐng)導(dǎo)的Synopsys將扮演從硅走向軟件時(shí)代中橋接的部分，即交匯點(diǎn)。
結(jié)合前面分享的多圖以及下圖，你現(xiàn)在可以理解Geus博士對(duì)于公司定位的理念了嗎？
圖：由硅走向軟件的交匯點(diǎn)。
是的，接下來(lái)Geus分享的就是他該如何扮演這個(gè)角色，從半導(dǎo)體設(shè)計(jì)、模擬和混合信號(hào)設(shè)計(jì)、驗(yàn)證、IP、軟件五個(gè)方面。
圖：下一代半導(dǎo)體產(chǎn)品要求更多的規(guī)則。
圖：工藝進(jìn)步將使半導(dǎo)體器結(jié)構(gòu)帶來(lái)變化。
圖：驗(yàn)證所包括的功能。
圖：驗(yàn)證左移。
圖：IP的發(fā)展趨勢(shì)。
圖：電子產(chǎn)品和工具的軟件代碼數(shù)量井噴。
圖：黑客通過軟件漏洞攻擊電子設(shè)備的實(shí)例。
圖：軟件安全檢查的必要性。
按照Geus的表述，軟件主要包括三個(gè)部分：所有系統(tǒng)級(jí)應(yīng)用軟件，包括銀行、互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)供應(yīng)商、電信公司等廣泛用戶；二是任何電子設(shè)備、嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)中運(yùn)行的軟件；三是EDA廠商和其他廠商自身開發(fā)的軟件工具。
“即使是IC設(shè)計(jì)公司，目前軟件工程師的數(shù)量也約是硬件工程師的2至3倍。”他舉例到。
按照Geus博士的表述，Synopsys目前營(yíng)收比例約為EDA工具占61%、IP和軟件安全驗(yàn)證工具占28%，其他占11%。“未來(lái)，我們?cè)谲浖系臓I(yíng)收會(huì)實(shí)現(xiàn)更快的增長(zhǎng)率。”他表示。
在Geus博士的演講中反復(fù)提及到了摩爾定律。
“我現(xiàn)在并沒有看到傳統(tǒng)的摩爾定律在準(zhǔn)確地運(yùn)行著。有一部分原因是當(dāng)有人問到傳統(tǒng)的摩爾定律到底是什么？你得到的答案是更小的晶體管、更多的晶體管、或者是便宜的晶體管。摩爾定律在這些領(lǐng)域已出現(xiàn)變緩的趨勢(shì)，但無(wú)論如何，從晶體管技術(shù)和尺寸的角度來(lái)說，你可以看到它進(jìn)行的還很順利，”他陳述了他的觀點(diǎn)，“在創(chuàng)造下一代晶體管時(shí)，經(jīng)濟(jì)效益相對(duì)于物理尺寸受到了更大的挑戰(zhàn)。現(xiàn)在我們還無(wú)法知道價(jià)格會(huì)下降的程度，但從競(jìng)爭(zhēng)的角度看，首先就看誰(shuí)能在更先進(jìn)的工藝技術(shù)下獲得更好的產(chǎn)量，這是摩爾定律的其中一個(gè)視角。”
“另一個(gè)我喜歡的角度是不僅僅是摩爾定律本身，而是‘摩爾定律的概念’。摩爾定律的概念就是我們必須不斷提升。只要我們做一個(gè)擴(kuò)展和改善的事，它將會(huì)打開奇妙之門。我喜歡硬件和軟件交匯點(diǎn)的理由是我認(rèn)為這兩者結(jié)合會(huì)產(chǎn)生一個(gè)摩爾定律式的現(xiàn)實(shí)行為，接近一個(gè)蘊(yùn)藏?zé)o限能力的新空間。”
“如果你回顧摩爾定律的歷史，摩爾定律曾給業(yè)界帶來(lái)巨大的影響：計(jì)算機(jī)是一個(gè)浪潮，網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)浪潮，服務(wù)器和云端也是一個(gè)巨大的浪潮。計(jì)算機(jī)浪潮改變了世界的生產(chǎn)力，難以置信！移動(dòng)的浪潮改變了全球化進(jìn)程及世界交流，難以置信！我認(rèn)為智能浪潮會(huì)再一次改變世界！”他進(jìn)一步闡述到。
圖：摩爾定律為人類生活質(zhì)量的進(jìn)步貢獻(xiàn)非凡。
最近，Synopsys推出了Custom Compiler模擬/混合信號(hào)圖形化定制設(shè)計(jì)工具。作為一個(gè)新的發(fā)展方向，Geus博士又是如何定位其發(fā)展策略？
“我們是從做數(shù)字工具起家的公司，逐漸我們希望可以擁有其它的技術(shù)或者是產(chǎn)品。作為一家公司，我們必須強(qiáng)調(diào)我們生產(chǎn)的是“汽車”，而不是“卡車”。但是一旦你成為一家強(qiáng)大的汽車生產(chǎn)公司，也許這時(shí)你有足夠的經(jīng)驗(yàn)生產(chǎn)卡車。”他形象地表達(dá)了公司擴(kuò)展的策略，“對(duì)我們來(lái)說，現(xiàn)在模擬設(shè)計(jì)工具與我們已經(jīng)擁有的技術(shù)更加相近。從另一方面看，我們很早就進(jìn)入到模擬仿真工具的領(lǐng)域，如SPICE等。結(jié)合SpringSoft的并購(gòu)，利用其專長(zhǎng)的Laker模擬、混合信號(hào)設(shè)計(jì)工具，我們認(rèn)為進(jìn)入到這個(gè)領(lǐng)域，而且是從高起點(diǎn)的FinFET起步，是一個(gè)水到渠成的事情。”他說到。
“其中，Analog synthesis確實(shí)是EDA領(lǐng)域的一個(gè)難點(diǎn)，多家EDA公司都在努力攻克這個(gè)難點(diǎn)，Synopsys也在其中。模擬設(shè)計(jì)工具的一個(gè)挑戰(zhàn)在于模擬器件的一些特殊要求，包括濾波器結(jié)構(gòu)等，是一個(gè)有特殊要求的行業(yè)。我們已經(jīng)關(guān)注這個(gè)領(lǐng)域很多年，希望現(xiàn)在推出的工具能更好地實(shí)現(xiàn)模擬/混合信號(hào)的自動(dòng)化設(shè)計(jì)。”
圖：圖形化模擬/混合信號(hào)定制設(shè)計(jì)工具。
“我認(rèn)為可能的殺手應(yīng)用是在你看到它之后的5分鐘后才能確定，在此之前，幾乎不可能預(yù)測(cè)。這就是為什么我的預(yù)測(cè)通常都是比較泛義的：改變有高價(jià)值的東西，并且看看是否能夠添加一些智能元素在里面。”這是他的回答。
“基于那些已經(jīng)存在的核心高價(jià)值，包括家庭、身體健康、交通、工業(yè)自動(dòng)化等，都會(huì)從智能技術(shù)不同程度的獲利。殺手應(yīng)用不僅僅是指一個(gè)應(yīng)用，它是以消費(fèi)類產(chǎn)品為導(dǎo)向的領(lǐng)域。PC曾經(jīng)是消費(fèi)類產(chǎn)品，直至其發(fā)展成為一個(gè)專業(yè)計(jì)算機(jī)。事實(shí)上，有時(shí)在專業(yè)領(lǐng)域里取得商業(yè)利益比在消費(fèi)領(lǐng)域里要多，例如自動(dòng)化機(jī)器人，但沒有人會(huì)稱之為殺手應(yīng)用。正因?yàn)樗鼘?huì)變得更加多樣化，所以也變得更加難以預(yù)測(cè)。”他補(bǔ)充到。
“我認(rèn)為技術(shù)改變了機(jī)會(huì)空間，人類的創(chuàng)造力在正確的時(shí)候帶來(lái)了正確的解決方式。有趣的是，很多年前，我訪問諾基亞公司，正好是蘋果發(fā)布iphone手機(jī)的幾周后。在與諾基亞公司一位高層聊天的過程中，他說蘋果手機(jī)不是一個(gè)好手機(jī)。他的意思是，蘋果手機(jī)根本就不是手機(jī)，它只是正好也有通話功能。在那后的幾周內(nèi)，將近10000的應(yīng)用上線。他錯(cuò)失的是iPhone不是一部電話，而是APP平臺(tái)。所以意識(shí)到根本問題可以改變事物的本質(zhì)也是一件令人驚喜的事情。”Geus博士說。
圖：演講中的Geus博士。
本文為《電子工程專輯》原創(chuàng)，版權(quán)所有，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處并附鏈接
關(guān)注最前沿的電子設(shè)計(jì)資訊，請(qǐng)關(guān)注“電子工程專輯微信公眾號(hào)”。
