芯片短缺,或许能带来硬件创新的新时代

2021-05-25 11:00:00 徐继 33

随着智能化的推进,越来越多的行业需要芯片,但由于天气、疫情、火灾、地缘政治等因素的影响,芯片的供应反而愈发紧张。缺“芯”的情况导致业界开始思考解决方案:要么将更多的功能整合到一块芯片上,要么用软件替代硬件。芯片创新有望造就硬件创新的新时代。


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对于电子零部件的客户来说,情况很糟糕。半导体短缺问题非常严重,主流媒体对此均进行了报道。与此同时,各种各样的政治家都在招呼手下研究全球的供应链问题。的确,从短期来看,芯片的短缺已经导致了生产延误,企业对零件的重新设计,并推高了设备价格。但是从长远来看,这也可能会引发对电子零件设计方式的全面反思。

Geus是Synopsys的董事长兼首席执行长,Synopsys是工程师用来设计芯片的最大软件供应商。这个职位使Geus先生对一个有着60年历史的行业保持了准确的见解,这个行业直到最近才显示出它的底蕴。

现在,每个人似乎都希望得到Geus的意见,正如他在最近一次为客户的在线聚会所致而收到的数十封电子邮件,来电和评论中所显示的那样。Synopsys表示,有408家公司参加了在线研讨会,这是上一次于2019年举行的面对面活动的人数的两倍多,而且许多公司不是传统的芯片制造商。

他们来自云服务,消费电子公司,国防承包商,汽车零部件提供商,美国政府机构,大学,比特币矿机公司和家具制造商。他们的首要问题是:如何更快地开发芯片?

即使芯片短缺给各行各业带来麻烦,半导体领域正在进入一个令人惊讶的创新时代,从行业巨头到创新型初创企业,传统上那些避开芯片的风险投资资金正在激增。

安富利(Avnet)负责全球销售管理与供应商支持的副总裁Peggy Carrieres称,她预计芯片短缺会促使工程师减少所使用的物理部件的数量,转为用软件来处理过去靠硬件完成的功能。芯片短缺再加上疫情肆虐是这场转变的加速器,但随着行业逐渐适应摩尔定律的终结,并且竭力用更低成本实现更高性能,这场转变其实已经进行多年了。
我之所以要跟安富利取得联系,是因为我对在芯片短缺问题旷日持久的情况下该公司从客户那里看到的东西很感兴趣。安富利作为一家电子元件分销商,在电子零件供应商和这些零件的最终客户之间充当着中间人的角色。比方说,有人开发出新的电子设备之后可以跟安富利合作,从已有设计中采购零件,或者利用价格在特定范围内的可用零件进行开发设计。
不管是哪种方式,安富利在这场芯片短缺中都处在中间的角色,所以看到了短缺对两端的影响。Carrieres在安富利之前就曾花了数年的时间进行规划,以及处理包括On Semiconductor和Freescale在内的芯片公司的定价,这家公司表示,经过了2018年和2019年销售的相对平缓之后,2020年预计将会成为半导体行业的增长年,但去年年初发生的疫情对此造成了打击。后来发生的是一场趋势的完美风暴,她预计这会对芯片行业以外的所有需要芯片的行业产生连锁反应。
电动汽车和物联网本该是2020年芯片销售回升的两大推动力。这是因为电动汽车所需要的计算机以及基于芯片的组件要比燃油车多得多,而物联网则要给过去不需要芯片的设备增加这个东西。Carrieres说:“有一次我曾经见过一款包含有12个部件的灯泡的设计 [我的团队]问我这是不是只是个想法,我不得不告诉他们这是一款真正的产品。”
因此,不仅2020年的需求预期将会增加,而且芯片行业也已经为此做好了准备。但后来疫情爆发,汽车制造商因为担心COVID-19的影响而搁置了新产品的生产。芯片公司刚开始的时候只需要把产能转移到其他买家就行了。但是,不管怎样,天气事件,员工感染,以及火灾等的连环打击还是对供应造成了抑制。
与此同时,消费者对更智能化产品的需求开始猛增。很多人迫切需要为了在家开Zoom视频会议而购买新的计算机设备,照明设备与摄像头,有些人甚至为了实现智能家庭而买新房。至于车企,他们很快就意识到需求并没有下降,于是开始想提高产量。但是,如果没有芯片(这是任何“智能”产品的基础要素),这些公司就得等,这也解释了为什么现在是出售二手车的好时机,以及为什么你现在租不到车。
在汽车方面,随着汽车走向电动化,以及功能变得更智能,从而实现自动驾驶,汽车业的供应商性质正在发生变化。这为新的初创企业和做事方式创造了空间。比方说,采用触摸屏而不是旋钮或按钮可以访问更多功能,从而把曾经属于硬件的组件转换成软件程序。而现在,由于芯片短缺,汽车业的供应商正在寻求更多的方法将以前是电子零件的东西变成软件。
最后,正在发生的还有第三种转变。这场转变这将会改变未来的芯片和硬件市场。成本在不断上升。劳动力成本正在不断攀升,因为保护工人不受病毒感染需要付出更高的成本。另外,在很多的制造业当中,已经没有大量新工人来代替那些不再返工的人了。与此同时,由于人工和运输成本的上升,材料的成本也在上升。最后,由于摩尔定律放慢,芯片行业的经济性也在发生变化。
几十年来,制造工艺的进步意味着芯片制造商每18个月至两年就可以把芯片晶体管的数量增加一倍(而晶体管决定着性能)。这就是以发明人英特尔的联合创始人戈登·摩尔的名字命名的摩尔定律。摩尔定律意味着每隔两年左右,新一代的计算机功能就会变得更加强大。而这将导致内存,CPU甚至基本GPU的价格下降。
但是,现在要想实现这些性能提升已经变得越来越难。此外,还有很多的产品(比方说电源管理芯片或计时芯片)享受不到摩尔定律的好处。因此,随着芯片经济的基本面发生变化,供应商也得被迫适应新常态。Carrieres预期部分芯片公司会评估自己的产品线,将利润率较低的旧产品线淘汰掉。与此同时,她说,很多工程师和设计师还会因为部分零件的短缺而将其从产品的设计中排除掉。
他们可能会选择把更多的功能集成到较新的专用芯片里面,或把以前靠硬件处理的事情交给软件来处理。能够进行这些集成以及开发相关软件的芯片制造商会更有优势。这也为想解决这个问题的初创企业提供机会。如果我是做VC的话,我会去跟初创企业和工程师见见面,看看他们是不是正在设法把更多的硬件整合到一块芯片上的单个系统上,或者完全把它废弃掉。
对于芯片公司来说,对于数量越来越多的需要依赖芯片的行业来说,现在是艰难时期。但是这种压力往往会带来真正的创新,而我们现在正需要这种创新。


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