【 Capgemini 】芯片业核的软件变革 2024

Softwarizationfor 半导体 芯片行业核心的软件革命 半导体的柔化 我们时代数字化转型的核心——从天空中的卫星到我们手中的消费设备——一切都归结于微小而复杂的半导体芯片。如今，芯片行业正在经历一场平静的演变，将深刻影响数字世界。 芯片公司以及其他行业可以期待什么？ 在这个观点中，我们将探讨芯片公司在这个转折点上面临的机遇以及沿途的一些挑战。我们将回答以下问题： •是什么推动了这种软件化转变？ •这为半导体公司创造了什么机会？ •这些公司期望在哪里找到价值？ •是什么阻碍了公司的发展？ 许多半导体公司都有变得更加“以软件为中心”的目标，但缺乏加速转型的明确路线。一些公司已经朝着正确的方向迈出了第一步，但意识到软件化比预期的还要复杂。 让我们在前面的道路上照亮一些。 软件的行军 在2010年代初期，汽车行业诞生了一个新想法。一位崭露头角的工程师需要软件来完成他的愿景，但在市场上找不到。他决定由他的公司来构建它。 特斯拉的长期首席信息官JayVijayan分享了导致他们开发“Warp”系统的原因 ： Elon的愿景是建立一个垂直整合的组织信息流无缝地跨部门发生，我们为客户提供了一个封闭的反馈回路。 特斯拉既是一家软件公司，也是一家硬件公司。 埃隆·马斯克 特斯拉在传统上被认为是纯硬件产品的车辆上创建了一个整体软件平台。这彻底改变了汽车行业的整个思维。 从那时起，汽车行业软件的发展就势不可挡。（请参阅 –Capgemini将客户置于移动体验的核心）从外围开始 –在许多方面，汽车原始设备制造商今天制造他们的车辆的物理组件，以满足他们的软件需求。 对于汽车领导者来说，这种转变并不容易。在一个传统上需要数年时间进行产品迭代的世界中， 软件开发的速度需要全新的系统、商业模式和思维方式。发布MVP软件产品的想法与传统汽车制造完全矛盾，在传统汽车制造中，一个缺陷可能是灾难性的。创新的作用和节奏也不同。工程进展往往是缓慢而稳定的，而软件能力的爆炸式增长甚至很难跟踪，更不用说利用创新产品了。 在电信行业，医疗保健行业等等，都在进行着同样的过程。软件的稳步前进。 但是半导体公司呢？哪些公司将为此做好准备？ 机会在地平线上 第一个问题是：我们正在寻找什么视野？随着半导体公司从标准芯片的批量生产发展到生产更多特定任务的芯片，新的机会出现了。以下是我们可以预期的一些趋势： 更多定制芯片： 事实上，一切都更定制，芯片也不例外。多种趋势正在推动对更专业芯片的需求，这些芯片通常被称为专用集成电路(ASIC) 机器学习和AI： 标准CPU没有针对机器学习所基于的矩阵操作进行优化。其他供应商的Google张量处理单元(TPU)和神经处理单元(NPU)等定制芯片专门用于这些任务。 移动和物联网设备的能效： 定制芯片可以优化能源效率，这对于电池供电的设备至关重要。 安全性: 芯片的设计可以从头开始考虑安全性。（例如，Apple的T2芯片用于安全启动和加密存储。） 边缘计算： 随着计算越来越接近数据源，需要针对AI推理等边缘计算任务进行优化的低功耗定制芯片。 量子计算： 随着这项技术的成熟，设计用于量子处理器的专用芯片可能会变得更加普遍。 以硬件为中心的方法 在为一个行业开发“定制芯片”时，半导体公司的现状主要集中在制造芯片的定制硅设计上具有所需的特性和功能，以满足汽车，医疗保健或电信等目标行业的需求。 这就是我们所说的“以硬件为中心”的方法。 如今，这些机会主要是通过以硬件为中心的方法来满足的。重点是首先创建满足行业独特硬件需求的产品，而主要价值在于物理芯片 能力。软件起着“支持作用”，在其规范建立后，为补充和支持硬件而开发。 当然，即使在以硬件为中心的方法中，软件也是充分利用芯片潜力的关键。软件通过提供必要的接口、控制和定制，使硬件对最终用户具有可访问性和价值。 这种以硬件为中心的方法有几个挑战，即： 以硬件为中心的方法带来的其他挑战是库存和物流复杂性以及更有限的客户体验。 a.长交货时间。由于定制硬件的复杂性，设计和制造过程耗时-通常导致错过上市时间目标。 b.刚性解决方案和固定功能。硬件具有为行业内的特定任务而设计的固定功能，一旦部署硬件，更新或更改的灵活性有限。 c.软件成本构成整体预算的很大一部分（高达40％），但没有有效的相应收入模式。软件是开展业务的成本，而不是要出售的产品。 d.硬件限制了软件定制的可能性 -因此，几乎没有机会获得额外的基于SW的收入。 Nvidia和在生成AI中的主导地位 Nvidia使芯片推动了GenerativeAI革命 -毫无疑问，这是一场革命。然而，尽管Nvidia制造了像H100和现在的H200这样的芯片，但Nvidia并不是一家半导体公司。它 是一家平台公司，平台意味着软件。Nvidia专注 将开发人员带到他们的软件平台上，这给其他芯片制造商的新兴AI芯片带来了转换成本。 软件化的案例 借助SoftwarizationforSemiductors，可以及时，经济高效地实现芯片到工业的愿景。目标是开发一套更加标准化，有限的基础芯片，可以通过软件为各个行业和解决方案进行定制。 这个想法是减少独特的硬件设计的数量，而不是利用软件来提供特定于行业的功能 –将“逻辑”从硅转移到软件。竞争的基础变成了软件 栈，而不再是硬件栈。 “半导体的软件化以及时且具有成本效益的方式实现了芯片到行业的愿景” 7 行业框架 软件设计的定制硅是针对行业框架进行验证对于性能和功能，集成解决方案（硬件加软件）必须满足特定行业的严格性能和功能标准。 An“产业框架”是由行业团体、监管机构或标准制定组织制定的一组标准、法规、指南或规范。这些框架可确保产品和服务在特定行业内满足特定的质量、性能、安全性、兼容性和互操作性级别。具体而言，它可以包括： 质量认证:产品质量和可靠性基准 ，如ISO9001质量管理体系或汽 车质量标准IATF16949。 特定行业的软件协议：软件框架可能包括编码标准，体系结构指南和在特定行业中广泛接受的协 议。 技术标准:产品设计、材料、工艺和 例如,在电信中,像3GPP或IEEE这样的标准定义了设备应该如何通信和互操作。 产业框架 安全协议：在数据安全的行业 最重要的是，像金融或医疗保健一样，有特定的数据保护标准和 网络安全(例如，用于医疗保健数据的HIPAA 用于支付卡安全的美国或PCIDSS)。 全法规：确保产品安全运行的指南，在汽车（例如，ISO26262 汽车安全）和医疗保健（例如，FDA医疗器械法规）等行业中至关重要。 环境标准:专注于环境影响的法规，如欧盟的RoHS（有害物质限制）和WEEE（废弃电气和电子设备） ，这些法规管理电子产品中某些物质的使用。 互操作性指南：确保来自不同制造商的产品可以无缝地协同工作，共同的家庭自动化（例如Zigbee或Z -Wave标准）或数据技术（例如USB或蓝牙）。 关于凯捷 凯捷是全球业务和技术转型合作伙伴，帮助组织加速向数字化和可持续发展世界的双重转型，同时为企业和社会创造切实的影响。凯捷是一个负责任的多元化团队，在50多个国家拥有34万名团队成员。 凯捷拥有55年的历史，深受客户信赖，能够释放技术的价值，以满足其广泛的业务需求。它利用从战略和设计到工程的优势提供端到端服务和解决方案，所有这些都得益于其在AI，云和数据方面的市场领先能力，并结合其深厚的 行业专业知识和合作伙伴生态系统。该集团报告2023年全球收入 225亿欧元。 获得你想要的未来|www.capgemini.com 有关更多详细信息，请联系： BrettBonthron 凯捷全球技术与数字执行副总裁 拉维·古普塔 印度半导体趋势主管高级总监，凯捷 SanjivAgarwal Capgemini全球半导体趋势主管副总裁 版权所有©2021凯捷。保留所有权利。