Motius Silicon - Unser Chipdesign Geheimplan

Was tut sich im Halbleitergeschäft?

Die Chip-Knappheit im letzten Jahr hat viele Unternehmen gelehrt, dass sie mehr in diesen Teil ihrer Lieferkette investieren und mehr Unabhängigkeit und Kontrolle über die von ihnen verwendeten Chips erlangen sollten. Aber es gibt auch viele positive Trends in der Branche, die dies zu einer guten Idee machen:

Entwurf vs. Herstellung

Sich an der Entwicklung von Chips zu beteiligen, bedeutet nicht, dass man sie selbst herstellen muss - und andersherum. Beispielsweise haben Apple und AMD derzeit die besten Designs für Prozessoren, aber keiner von beiden hat Fabriken. TSMC entwirft keine Prozessoren, hat aber die besten Fabriken. AMD und Apple haben sich mit TSMC zusammengetan, und jetzt haben sie die besten Produkte auf dem Markt. Der Bau von Fabriken ist unglaublich teuer, und das war früher ein großes Hindernis für den Einstieg in den Chipmarkt. Heutzutage kann man neue Chips entwerfen und sie in einer geeigneten Fabrik herstellen lassen, ohne vorher Milliarden investieren zu müssen. In einer idealen Zukunft wird es so einfach sein, kundenspezifische Chips zu entwerfen und sie bei einem Hersteller zu bestellen, wie es heute bei Leiterplatten der Fall ist.

Besseres Design

In den ersten Jahren führten Verbesserungen in der Fertigung (mehr und kleinere Transistoren) schneller zu besseren Leistungen, als die Designer ihre Chips optimieren konnten. Dies ist heute nicht mehr der Fall, so dass die Optimierung der Entwürfe immer wichtiger wird. Dies bedeutet auch, dass die Chips länger relevant bleiben, so dass der Entwickler mehr Zeit hat, damit Geld zu verdienen, was wiederum bedeutet, dass die Bedienung kleinerer Nischen wirtschaftlich rentabel wird.

FPGAs (Field Programmable Gate Arrays)

FPGAs sind spezielle Chips, die für die Implementierung einer digitalen Schaltung konfiguriert werden können. Sie stellen einen viel einfacheren Zwischenschritt vor der eigentlichen Herstellung kundenspezifischer Chips dar, bieten aber dennoch viele Vorteile. FPGAs sind nicht neu, aber sie sind in den letzten Jahren sehr viel zugänglicher geworden.

RISC-V

RISC-V ist ein offener Standard für die Herstellung von Prozessoren. Er ist ähnlich wie ARM (z. B. aarch64), aber da er offen ist, ähnlich wie Open-Source-Software, eröffnet die Freiheit, ihn zu verwenden und ihn nach Belieben zu verändern, viele Möglichkeiten.

Warum wollen wir in das Chipspiel einsteigen?

Zunächst einmal: Es macht Spaß. Aber auch Geschäft. Wir skizzieren hier einige unserer Gedanken, die unsere Motivation begründen, aber jedes Unternehmen da draußen muss dies für sich selbst bewerten.

Die Herstellung von kundenspezifischen Chips wird in Zukunft wie die Herstellung von kundenspezifischen PC's sein

Es wird vielleicht nicht so einfach sein, aber es wird sehr viel näher kommen. Der Vorstoß zu kleineren Knoten am oberen Ende wird mehr Produktionskapazitäten auf den "älteren" Knoten freisetzen, die für spezialisierte Chips immer noch äußerst vorteilhaft sind. So ist 22nm für einen Smartphone-Prozessor ein alter Hut, aber perfekt für einen stromsparenden Mikrocontroller mit einem speziellen KI-Beschleuniger.

Die derzeitige Chip-Knappheit führt auch zu hohen Investitionen in die Produktion, insbesondere für das obere Ende des Marktes. Der Aufbau dieser Fabriken dauert eine Weile, aber wenn sie erst einmal in Betrieb sind, werden die Siliziumproduktionskapazitäten der Welt ein ganzes Stück gewachsen sein. Wir glauben, dass in naher Zukunft jeder, der ein gutes Design für einen der älteren Produktionsknoten hat, in der Lage sein wird, es kostengünstig zu produzieren.

Zusätzlicher Wert als Gegenwert für verlorenen Wert

Die großen Automobilhersteller verkaufen etwa 2 (BMW, Mercedes) bis 5 (VW, Toyota) Millionen Autos pro Jahr. Wir schätzen, dass jedes Auto etwa 100 Mikrocontroller enthält. Im Vergleich dazu verkauft Apple etwa 200 Millionen iPhones pro Jahr. Wenn ein Autohersteller die in einem Auto verwendeten Steuergeräte standardisiert (d. h. immer wieder denselben Chip statt verschiedener Chips verwendet), käme er auf 200 bis 500 Millionen Chips, wobei vielleicht 2 oder 3 verschiedene Designs verwendet werden. Dies entspricht einem Umsatz von etwa 1 bis 2 Milliarden Euro pro Jahr, wobei die Gewinne nicht mit einem Zulieferer, sondern nur mit dem Chiphersteller geteilt werden müssten.

Für die traditionellen Automobilhersteller bedeutet die Umstellung auf Elektrofahrzeuge, dass sie die Wertschöpfung aus der Produktion von Motoren und Getrieben verlieren. Das Erfassen der Wertschöpfung bei der Herstellung von Batterien - und vielleicht auch von Chips - wird den Unterschied ausmachen, ob man ein Stylist für Autos oder ein industrielles Kraftwerk ist.

Der eigene Stack bedeutet Freiheit für Innovationen

Chips und Software sind das schlagende Herz der Wirtschaft. Jemand, der von Chips und Software abhängig ist, die von anderen entwickelt wurden, ist in einer schwächeren Position, um innovativ zu sein.

Apple hat vor kurzem den Höhepunkt eines mehr als 10 Jahre dauernden Prozesses erreicht, der dazu führte, dass das Unternehmen seine eigenen Prozessoren herstellt. Diese Chips sind nun nach den meisten Maßstäben die besten auf dem Markt, und die Produkte, die Apple um sie herum baut, schlagen daher auch die Konkurrenz. Aber hier liegt das Problem: Apples großartige Hardware hilft niemandem sonst. Nintendo könnte eine unglaubliche neue Version der Switch mit Apple-Silizium bauen, aber sie können es nicht, weil Apple ihnen die Chips nicht verkaufen will. Man kann keine innovativen neuen Kundenerlebnisse schaffen, wenn man der Letzte in der Schlange ist, der die Teile für den Bau bekommt.

Was tut Motius, um reinzukommen?

Jetzt, wo wir wissen, dass wir in den Markt einsteigen wollen - wie sieht unser Aktionsplan aus? Wir starten ein internes Projekt, um unsere Ideen in diesem Bereich zu bewerten, wobei wir uns besonders auf RISC-V und die damit verbundenen Möglichkeiten konzentrieren. Wir werden versuchen, diese Fragen zu beantworten:

• Wie passt Motius in dieses Ökosystem?
• Wie können wir Mehrwert schaffen?
• Wie können wir daraus ein Geschäft machen?

Dieses interne Projekt wird auf die gleiche Weise durchgeführt und behandelt, wie wir unsere Kundenprojekte durchführen. Es wird mit einem kleinen Team besetzt sein, aber wir möchten, dass jeder bei Motius ein Teil der großen Familie ist. Tatsächlich veröffentlichen wir diesen Artikel, weil wir auch unsere bestehenden und potenziellen Kunden daran teilhaben lassen wollen. Und wir denken, dass dies für Außenstehende einen wertvollen Einblick in die Denkweise von Motius über neue Themen wie diese und in unsere Herangehensweise beim Erlernen neuer Technologien bietet.

Um alle Motius-Mitarbeiter mit ins Boot zu holen, werden unsere Sprint-Reviews "Motius Silicon Seminar" heißen und für das gesamte Unternehmen zugänglich sein. Warum?

Wir wollen, dass jeder im Unternehmen informiert, engagiert und begeistert ist. Indem wir dies tun und der Öffentlichkeit unsere Absichten offenlegen, wollen wir die Idee verbreiten und geeignete Projekte finden, um unsere Arbeit anzuwenden.

Die Suche nach geeigneten Projekten ist der Schlüssel zum Erfolg für alles, was wir tun.

So können wir auch üben, wie man über dieses Thema kommuniziert. Wenn Sie diesen Artikel lesen und etwas verwirrt sind - wir verstehen das. Es ist ein komplexes und abstraktes Thema, und es ist nicht leicht zu erklären und darüber zu sprechen. Aber je mehr wir darüber reden, desto besser werden wir darin, darüber zu sprechen.

Dies ist unser technischer Fahrplan

1. Recherchiere verschiedene Open-Source-Cores und schreibe dir einen Bericht über das Ökosystem.
2. Recherchiere die Werkzeuge im Raum und schreibe einen Bericht über das Ökosystem.
3. Nehme einen 32-Bit-Core, eine Reihe von Tools und alle Teile, die für einen Mikrocontrollerentwurf benötigt werden, und setze sie auf ein FPGA.
4. Erweitere dieses Design um einen kundenspezifischen Hardware-Beschleuniger für einen hochspezialisierten Anwendungsfall.
5. Überprüfung, Rückblick und Planung der nächsten Schritte.

Die Befolgung dieses Fahrplans wird vier Ergebnisse haben :

• Wir haben eine Menge über das RISC-V-Ökosystem gelernt
• Wir haben viel über FPGA-Programmierung gelernt, was Motius unabhängig vom Erfolg von RISC-V neue Möglichkeiten eröffnen wird (auch wenn wir am Ende nicht unsere eigenen Chips herstellen werden, können wir in Zukunft FPGA-Projekte durchführen)
• Wir haben einen Demonstrator, der eines der Hauptargumente von RISC-V zeigt: kundenspezifisches "Silizium" gepaart mit Standardmodulen
• Wir werden ein klares Bild davon haben, wie Motius dem RISC-V-Ökosystem einen Mehrwert bieten kann

Dies ist unser Geschäftsfahrplan

1. Finde einen Markt für FPGA-Entwicklungsdienstleistungen
2. Erfahre mehr über den IP-Block-Markt
3. Finde heraus, wer daran interessiert wäre, mit uns maßgeschneidertes Silikon herzustellen.
4. Finde die Schwachstellen im Prozess - welche Werkzeuge, Dienstleistungen, Beratung, IP-Blöcke könnten wir jemandem zur Verfügung stellen, der maßgeschneidertes Silizium herstellen will?

Wir freuen uns sehr auf dieses neue Unterfangen und sind gespannt, wohin es uns führen wird. Wenn du auch neugierig bist, nehme Kontakt mit uns auf.