조셉 사위키 지멘스 EDA 사업부 수석 부사장은 기자간담회를 통해 현재 진행되고 있는 메가 트렌드의 대부분은 진정한 설계의 혁신을 필요로 한다고 강조했다.

지멘스 디지털 인더스트리 소프트웨어, 지멘스 EDA 사업부 (http://www.siemens.com/eda)는 오늘, 잠실롯데 호텔 3층에서, 국내 대표적인 연례 EDA 행사인 ‘Siemens EDA Forum 2023’과 기자간담회를 개최했다.

‘지멘스EDA포럼2023’은 반도체/전자 설계/검증 엔지니어를 위한 가장 최신의 설계 방법론과 기술 트렌드를 소개하는 EDA 분야 최고의 기술 컨퍼런스다. 이번 행사에서는 격변하고 있는 현재의 디지털화된 시장과 반도체 설계의 모든 영역에서 꼭 필요한 최신 기술을 소개했다.

조셉 사위키(Joseph Sawicki) 지멘스EDA 수석부사장은 ‘불확실성의 시대를 극복하는 강력한 성장 동력(Emerging stronger from the downturn)’이라는 주제로 기조연설에 나서, 지멘스의 기술 리더십을 발표했다.

조셉 사위키 지멘스EDA 수석부사장은 “반도체 산업은 대규모의 공급망 붕괴와 글로벌 팬데믹을 포함하는 전례 없는 시기를 통해 성장하고 발전하였다. 지난 3~4년은 이례적인 시기였으며, 이제 업계가 재고 조정 및 기타 구조적 변화를 보여주며 불확실성이 발생하고 있다. 이는 단기적 위축을 유발할 수도 있지만, 뉴 노멀 시대에 접어 들면서 미래를 보다 희망적으로 예측하는 설득력 있는 사례도 있다. 업계 역사상 이렇게 많은 메가 트렌드가 동시에 나타난 경우는 흔치 않다. 이러한 메가 트렌드의 대부분은 진정한 설계의 혁신을 필요로 한다”라고 강조했다.

지멘스 EDA 조셉 사위키 부사장은 반도체 산업의 과거 동향에서 어떻게 희망적인 미래를 위한 동력을 찾을 수 있는지 소개하고, 다가오는 경기 회복기에 고객의 성공을 위하여 EDA가 어떻게 새롭고 능력 있는 조력자가 될 수 있는지 설명했다.

**지멘스 EDA 포럼 기조연설 주요 내용***

IC 시장 전망자료에 따르면 칩 수익 및 주문 내역은 2023년에 하락세를 보이다가 4분기에 회복세를 보일 것으로 예상된다. 특히 메모리 시장은 전체 IC 시장 성장에 큰 영향을 미친다.

2022년 4분기 이후 아날로그(Analog) 유닛 출하량 약세: 단위 출하량의 장기 추세션은 계속 증가하는 반면 ASP는 안정적으로 유지될것으로 예상된다.

2023년의 경기 침체로 부진겪는 메모리 유닛 출하량 및 ASP: 분기별 MOS 메모리 ASP 및 단위를 살펴보면, 단위 거래량은 1-3분기까지 40% 감소하고, 4분기까지 낮은 수준을 유지할 것으로 예상된다.

2022년 4분기 MOS 로직 판매량이 급증은 4분기에 동등한 ASP 하락으로 상쇄되지만, 단위 출하량의 장기적인 추세는 계속 증가하는 모습을 보이고 있다. (Source: Tech Insights (VLSI Research) February 14th, 2202)

PC 및 서버 최종 시장 출하량은 지난 2022년 4분기와 23년 1분기에 최저점을 찍었으며, 올해 4분기부터는 성장세로 돌아설 것으로 예상된다. 이러한 PC 및 서버 연간 및 년 단위 성장률은 메모리 단위 성장을 이끌어 4분기에는 모두 성장세로 들어설 것으로 예상된다. (Source: Gartner, February 7, 2023)

전문 애널리스트들의 반도체 시장 전망에 따르면, 2023년에 바닥을 찍고 2024년에 회복될 것으로 예상된다.

주요 성장 동력

모든 주요 산업이 반도체 성장에 기여. 자동차 및 전자 산업(Industrial electronics)은 가장 빠르게 성장하는 시장이며, 통신(Communication) 및 컴퓨팅(Computing) 부문은 큰 점유율의 주요 시장이다.

오늘날 반도체는 전자제품 시장의 25%를 차지하여, 지난 2012년의 16% 수준에서 크게 높아져, 시스템 제품 가치에서 반도체가 차지하는 비중이 증가하고 있다.

최첨단 시스템 기업이 새롭게 SoC(System on Chip) 설계를 하고 있으며, 파운드리 수익의 23%에 해당된다.

칩당 트랜지스터의 수는 여전히 무어의 법칙을 따르고 있다.

반도체 회사들은 도메인 특정 AI 칩을 설계하고 있다.

데이터 트래픽은 기하급수적으로 늘어나고 있다.

모바일 사업자는 5G 인프라에 막대한 투자를 하고 있으며, 5G는 스마트폰 기기에서 반도체 성장을 주도하고 있다.

2028년 차량용 반도체 콘텐츠가 차량 1대당 1,000달러에 달할 것으로 예상되고 있으며, 차량용 반도체는 연평균 11%씩 성장하고 있다.

데이터 센터는 여전히 반도체 회사에 성장의 기회를 제공하고 있으며 ASIC 설계도 증가할 것으로 예상된다.

반도체 R&D는 2021년에 15.5% 성장하여 사상 최고치인 816억 달러를 기록했다.

성장을 이끄는 기술 분야

지멘스 EDA는 트랜지스터에서 시스템까지 확장 가능한 솔루션을 갖추고 있으며, 혁신을 위해 지멘스 EDA 전반에 걸친 광범위한 투자에 나서고 있다.

지멘스 EDA는 AI 기술이 적용된 ML(머신러닝) 솔루션을 생산하고 있으며, 전체 설계 흐름에 걸쳐 시프트-레프트(Shift-Left) 기술을 적용하고 있다.

디지털화와 애플리케이션에 AI 적용 확대라는 추세에 맞춰 지멘스 EDA가 투자하는 3가지 분야(Three pillars of Siemens R&D Investment)’ 분야는 다음과 같다.

첫째는 기술 스케일링(technology scaling, 노드 및 3D 지원)이다. 새로운 노드 및 3D를 지원하여 고객이 최첨단 제조 프로세스를 활용할 수 있도록 보장하며 2.5D/3D 칩렛 패키징을 지원하는 통합 솔루션을 제공한다.

곡선형 마스크(전통적인 직선 위주의 포토마스크 패턴에서 곡선 형태(Curvilinear)의 패턴을 사용하여 해상도를 높임)로 첨단 노드를 위한 컴퓨팅 리소그래피의 패러다임을 전환하고 있으며 상관 관계 데이터와 머신러닝으로 근본 원인 파악을 가속화하고 수율을 개선하여 첨단 노드 도입의 비용 절감을 가능하게 한다. 설계자 중심의 시프트 레프트(shift left) 물리적 검증 제품인 캘리버(Calibre) nmLVS-Recon 접근 방식은 회로 검증 사용 모델에 대한 완전히 새로운 패러다임을 제시하였고, 솔리도 설계 환경은 AI 기반 편차 인식 설계 및 검증을 제공하여 검증 시간을 1,000배 이상 빠르게 하며 솔리도 AI 기반 (특성분석) Characterization 제품은 테이프아웃 일정을 가속화한다.

둘째는 설계 스케일링(design scaling, 통합 활용)이다. 사용 가능한 모든 트랜지스터를 최대한 통합 활용할 수 있도록 지원한다. 높은 수준의 합성을 활용하여 고품질의 설계 전용 IP를 빠르게 생성하고, 업계 최고의 즉시 사용 가능한 PPA를 통한 고급 디지털 구현 플로우를 지원하고, 데이터 기반의 고급 검증으로 귀중한 설계 인사이트를 제공하고, 테스트 구현 및 실행을 줄여주는 엔드투엔드 테스트 솔루션을 제공한다.

캐타펄트(Catapult) 합성 툴은 AI IP생성을 가속화 하는데, 검증은 8배 가속화 하고, 설계 시간은 절반으로 절감시키면서 SoC 프로젝트 시간을 최대 50% 줄일 수 있게 한다. 아프리사(Aprisa)는 상관관계(correlation)에 초점을 맞춘 차세대 디지털 구현 플랫폼으로 다양한 디자인 유형 및 노드에서 3~6배 빠른 디자인 클로즈를 가능하게 한다. 테센트(Tessent) SSN 솔루션은 50%의 스캔 테스트 비용을 절감하게 하며, 새로운 데이터 중심 접근 방식을 도입한 새로운 Verification IQ는 디자인 마감을 3배 이상 빠르게 한다.

마지막 세 번째는 시스템 스케일링(system scaling, 검증 및 디지털트윈)이다. 시스템 컨텍스트(System context)는 마이크로일렉트로닉스(microelectronics, 초소형전자공학)의 성공이 점점 더 중요해지고 있다. 성공적인 설계, 검증 및 전력/성능 분석을 위해서는 SoC에서 시스템 소프트웨어를 실행하는 것이 중요하다. 복잡한 시스템의 올바른 작동을 보장하려면 시스템 컨텍스트 내에서 SoC 기능을 통합하고 검증할 수 있도록 지원한다.

지멘스의 페이브360(Pave360)과 벨로체 시스템은 자율주행차 디지털 트윈을 위해 상호 연결되며 실리콘 레벨부터 전체 시스템까지의 성능을 최적화할 수 있다