שוק השבבים משתנה כל כך מהר שמתכנני השבבים חייבים להגיב בטווחי זמן קצרים בהרבה מבעבר.

כמה מנציגי התעשיה דנו באתגרים המרכזיים של תעשיית המיקרואלקטרוניקה במהלך הפנל המרכזי של ChipEx2015

במסגרת מושב המליאה שהתקיים בבוקרו של כנס ChipEx2015  נערך הפנל המרכזי אשר התמקד באתגרי התעשיה בשנים הקרובות. בפנל השתתפו: רנדי סמית, סגן נשיא לשיווק בחברת Sonics, צחי פלדמן, מנהל  טכני בברודקום, אלי זיס סגן נשיא לתכנון סיליקון באלטייר ופרופ' עמנואל כהן, איש סגל בכיר, הטכניון . את הפנל הנחה שלמה גרדמן שפתח ושאל:

תעשיית המיקרואלקטרוניקה נמצאת כיום בפני אתגרים רבים.. יש לנו על הבמה ן נציגים של החברות הגדולות, של הסטארטאפים, של חברות כלים ושל האקדמיה. מהם לדעתכם שלושת האתגרים הגדולים ביותר שאתם רואים לחברה שלכם בשנים הקרובות?

פלדמן: בברודקום, כמי שמפתחת את המיתוג באינטרנט אנו צופים גידול בפעילות משום שכל דבר יצטרך להיות מחובר. באופן כללי,  IOT משמעותו פתרונות תקשורת חסכוניים באנרגיה בצד של החיישן ורשת חזקה מאוד בקצה השני.

אנחנו מתמחים בתקשורת קצרת טווח בעלת צריכת חשמל נמוכה מ-WIFI ועד זיגבי. עבורנו אלו חדשות טובות. כמובן תהיה לנו הרבה תחרות אבל אנחנו טובים בתחרות.

מההיבט הטכני המשמעות היא שנידרש לעבד הרבה יותר נתונים בזמן קצר. כלומר כשמרכזי הנתונים (דטה סנטר) גדלים, הביקוש מצד ספקי השירותים יגדל.  אנו נידרש להכפיל את הקיבולת בכל דור טכנולוגי  והדבר מהווה אתגר תכנוני מבחינת צריכת הארנרגיה והמהירות. למעשה אנחנו עוברים ל-16 ול-10 ננו רק כדי לעמוד בקצב.

הדבר גם מצריך אותנו לעבוד על תכנונים מורכבים יותר וכדי לעמוד בהם אנו נדרשים להתאים את הכלים ובין היתר לעשות שימוש בכלי EDA בעלי קיבולת – מתאימה. זו  סוגיה חשובה מאוד.

אלי זיס: שמענו הבוקר (בכנס ChipEx2015) שני פרופסורים שדיברו על הקישוריות של התקני ה-IOT לאינטרנט. עצם החיבוריות היא אתגר גדול.  פעם התחברנו דרך כבלים, ואחר כך עברנו לפרוטוקולים אלחוטיים כגון WIFI וזיגבי, אבל אלו פתרונות לרשת המקומית.כיום ה אתגר הוא כיצד אנחנו מחברים את ההתקנים הללו לאינטרנט כאשר איננו נמצאים ברשת המקומית. חיבוריות סלולארית היא הפתרון אבל אז צריך למצוא דרך לעשות אותה חסכונית באנרגיה כדי שנוכל להפעיל את המכשירים על ידי סוללות, בעיקר כשמדובר בהתקנים לבישים.

האתגר הוא ליישם את זה בסיליקון ואחר כך לשדר את האותות על גבי הרשת הסלולארית ועדיין לפעול באמצעות סוללות קטנות.  האתגר הוא כיצד לשלוט באנרגיה של ההתקנים בתחנות הבסיס ושהפתרון יהיה זול. כידוע האינטרנט של הדברים לא יוכל לפרוץ ללא הוזלת העלויות. מחיר של התקן צריך להיות פחות מדולר. זה אתגר גדול  לכן אין משמעות הדבר ללכת על תהליך הייצור האחרון אם רוצים ללכת לתחום של המערכות הזולות.

פרופ' עמנואל כהן. יצרניות התקני IOT מנסות לאמץ פתרונות מוכרים מעולם התקשורת הסלולארית ולשחק עם היחסים בין צריכת האנרגיה והעלות אבל לדעתי השיטה צריכה להיות שונה – צריך לתכנן התקנים כאלה מלמטה למעלה. אתגר נוסף יהיה בגמישות התכנון. מכיוון ששוק ה-IOT הוא שוק רחב יש צורך בחיישנים שיוכלו למדוד למשל טמפרטורות  ואחרים שיידרשו לצלם וידאו באיכות גבוהה. לפיכך התכנון האנלוגי צריך להיות גמיש כדי לאפשר יישומים רבים. היבט נוסף הוא ההתעוררות. התקני IOT נמצאים במצב שינה רוב הזמן וצריך ל"העיר" אותם מדי פעם. צריך לדאוג שתהליך ההתעוררות יהיה מהיר ככל האפשר אך גם שידרוש את נפח העיבוד המינימאלי.  הפתרון הוא להעיר בשלבים ובכל פעם לבדוק האם צריך להתקדם לשלב הבא וכך להגיע לביצועים המלאים רק אם  הדבר נדרש.

רנדי סמית':  החברה שלנו סוניקס מייצרת רשתות על שבב (Noc) ואנו רואים שלקוחות רבים סובלים מזמן פיתוח ארוך. אני נמצא בתחומי ה-EDA וה-IP מאז 1979. הרבה חברות נאבקות עם זמני תכנון של 15 חודשים ובמקרה הטוב 12 חודשים.  שוק ה- IOT משתנה כל כך מהר שמתכנני השבבים חייבים ל להגיב בטווחי זמן קצרים בהרבה מבעבר.  חלק מהבעיות נפתרות באמצעות ה-IP. ככל שה-IP משתפר, ניתן  לתכנן תכנונים גדולים יותר. אחד הדברים שאני עובד עליהם היא מתודולוגית IC גמיש (Agile IC).  צריך לראות כיצד ענף התוכנה ביצע שינויים שהפכו אותו לגמיש יותר ולאמץ את השינויים הללו גם בתחום תכנון השבבים – החומרה.

תחום אחר שהוזכר הוא האנרגיה. כאשר מכתננים רשת על שבב, ניתן לשלוט יותר בגורמים לבזבוז אנרגיה ולשפר את הביצועים.

שלמה – בואו נדבר על תעשיית הרכב. כיום יש שבבים רבים ברכב. זה מגזר חדש עבורינו, והוא כולל חיישנים, NFC, מערכת בידור, תקשורת רכב לרכב. כיצד המגזר הזה  ישפיע על עסקיכם?

סמית': אנו עובדים עם חברות המייצרות שבבים לרכב מזה שנים.  אנחנו עוזרים להם במעבר בין היתר ביןתקנים חדשים כגון 26262. יש גם מגוון רחב של מערכות החל ממערכות לא קריטיות כגון מערכת הבידור ברכב ועד למערכות חשובות כגון מערכת הבלימה. הדבר מחייב אותנו לעבוד קרוב יותר עם לקוחותינו לעזור להם להשתמש בטכנולוגיה שהפכנו לזמינה כדי לפתח את סוגי המערכות שהם רוצים.

אנחנו מעבירים נתונים דרך מערכות ואז יש כמה סכנות: הנתונים יכולים להיות משובשים,  הנתונים יכולים להגיע למקום הלא נכון. אלו דברים פשוטים ואנחנו יכולים להפוך את המערכת לחזקה מספיק אבל הלקוחות צריכים להחליט מה הם עושים עם זה.

זיס: מה שחשוב ברכב הוא שתוכל לבנות מודולים קטנים שניתן יהיה להכניס לתוך המכונית, וכן נדרשת מהם זמינות גבוהה ויכולת לתקשר על גבי הרשת הסלולארית ושיענו על תקנים שונים בענף הרכב. כמו כן צריך לזכור שבתעשיית הרכב נדרש משך חיים ארוך. לוקח כמה שנים לפתח דגם חדש של מכונית, וכאשר הוא עובר לייצור המוני הוא נמכר במשך 5-7 שנים  בניגוד למחזור חיים של שנה-שנה וחצי בתחומים אחרים בהם מעורבים שבבים.  זה גם טוב מהבחינה העסקית כי הדבר מאפשר לנו לעשות עסקים למשך 5-10 שנים ולא להידרש לזכות כל פעם מחדש בעסקים.

פלדמן: "אמינות ואיכות הן המפתח להצלחה בענף הרכב.  אנו משקיעים מאמצים גדולים יותר בבדיקות ."

גרדמן: שאלה לעמנואל – היום אתה פרופסור בטכניון אבל בעבר עבדת עבור משרד הבטחון ואינטל. מהיכרותך עם התעשיה אתה יודע שיש ביקוש גדול לשבבים אנלוגיים ותכנון אנלוגי. מהם האתגרים הגדולים ביותר בתכנון אנלוגי וכמובן בתחום ה-IOT?

כהן: "האתגר הגדול ביותר הוא צריכת  האנרגיה. כיום בישומי -IOT אנו נדרשים להגיע לרמת הננו וואט, להוריד את הוולטאג'  ל 0.5-0.6. כמו כן מרבית המערכות האנלוגיות מכילות הרבה חוכמה דיגיטלית כדי לפצות על השינויים הגדולים המתרחשים בוולטאז' כזה נמוך.

זיס: האתגרים באנלוג וב-RF – קודם כל נדרשים עובדים. באקדמיה נעשה מעט מאוד מחקר בתחום והם לא מכשירים מספיק מהנדסי אנלוג  . לנו חסרים עובדים.

גרדמן: "מה אתם עושים בטכניון כדי להכשיר מספיק מהנדסי אנלוג לתעשיה ולענות על הביקוש הגובר?

כהן:: "אנחנו בטכניון ובאוניברסיטאות האחרות מגבירים את המחקר ואת ההכשרה בתקווה שהדבר יאפשר הכשרת מספיק מהנדסים מס . התחלתי מהתחלה – בניתי מעבדת המחקר, ואני עובד על מציאת כיוון לדוקטורנטים. גם כך מפתחים באנלוג צריכים לדעת היום הרבה יותר.. יש היום הרבה קוד דיגיטלי גם במערכות אנלוגיות, והמתכנן האנלוגי נדרש לדעת את כל הדיגיטל שמסביב. " אנו עושים ככל יכולתינו לסייע בכיוון.,