Att bara tillverka halvledare är snart inte någon lysande affärsidé. Halvledarföretagen måste erbjuda mer: system på kisel och programvarubaserade systemprodukter. Så gick tongångarna på Electronica Forum, det tillfälle under mässan Electronica när halvledarbranschens direktörer fick tillfälle att redogöra för sina visioner.


- Halvledarindustrin som vi ser den idag är snart mogen. Om några år kommer fem- sex tillverkare att stå för större delen av halvledarproduktionen. Resten blir nischföretag, spådde ST Microelectronics chef Pasquale Pistorio.

- Om vi ska fortsätta växa i samma takt som idag måste vi erbjuda mer av programvarudrivna produkter på systemnivå, sade Arturo Krueger, Motorolas europachef för halvledare.

Han fick delvis medhåll av Ulrich Schumacher, Siemens Semiconductors chef, som menade att tillväxten i halvledarindustrin, som i snitt legat kring 15 procent årligen, annars riskerar att hamna i samma storleksordning som andra mogna industrier - på några enstaka procent.

- År 2000 tror jag att halvledarindustrin som vi känner den idag har nått den punkt när marginalerna börjar minska. Man kan uttrycka det som att vi nått 85- procentig mogenhet, sade Krueger.

- System på kisel och programvarudrivna produkter på systemnivå däremot är en betydligt yngre bransch där tillväxtmöjligheterna är oerhört goda under de kommande tio åren.



Processens roll minskar


Han hävdade att i dagsläget står processtekniken för ungefär hälften av bidraget till en produkts prestanda. Resten beror på konstruktionstekniken (en fjärdedel), programvaran och tillämpningen (en åttondel var).

Men om åtta-tio år är förhållandet omvänt. Då har processteknikens bidrag minskat till en fjärdedel. Tillämpningen och programvaran har blivit dubbelt så viktiga och står tillsammans för hälften av bidraget till prestandan medan konstruktionsteknikens bidrag är ungefär i samma storleksklass som idag.

- Processföretagen håller på att tappa farten, sade Krueger.

Morgondagens kretsar kommer naturligtvis inte att se ut som dagens. De kommer inte bara att vara snabbare, utan också mer komplexa än dagens konstruktioner.

Hastighetsökningen blir ganska linjär - den hänger ju intimt samman med halvledarprocessernas förutsägbart minskande geometrier. Enligt Krueger kommer varje års kretsar därför att kunna klockas med ungefär 50 MHz mer än förra årets kretsar. Det innebär att vi om ungefär tio år kommer att uppleva 1 GHz som standardfrekvens för marknadsledande kretsar, i runda tal en dubblering av dagens värde.



Produktiviteten är utmaningen


Komplexiteten kommer också att dubbleras på samma tid spår Krueger. Men här är problemen större. Processtekniska framsteg som ger ökad klockfrekvens är relativt lätta att förutsäga. Men att åstadkomma de produktivitetsökningar som krävs för dubblerad komplexitet är betydligt svårare.

- Produktiviteten måste minst dubbleras var 22:a månad, konstaterade Krueger.

Hans slutsats bygger på en enkel beräkning. En processor av toppklass idag innehåller ungefär 3,5 miljoner transistorer och tar ungefär 3 600 manmånader att utveckla till en kostnad av runt 50 miljoner dollar. Det innebär drygt 14 dollar per transistor.

Med bibehållen produktivitet skulle en krets av toppklass år 2010, som enligt prognoserna innehåller 400 miljoner transistorer, kosta 5,7 miljarder dollar i utveckling. Det är naturligtvis orimligt.

Om man å andra sidan bibehåller utvecklingstiden på 3 600 manmånader ökar kravet på produktivitet till 111 000 transistorer per manmånad, en ökning på 114 gånger på tolv år.



Dagens idéer räcker inte


Hur detta ska gå till i praktiken är alltså den stora utmaningen, sade Krueger, och fick på denna punkt kraftigt medhåll. Dagens recept brukar heta återanvändning av IP-block (intellectual property), beteendesyntes och samverifiering av program- och hårdvara. Men dessa idéer räcker inte mer än några år fram i tiden.

- Den uppenbart felande länken ligger mellan programvara och hårdvara.

Lösningen ligger i en konstruktionsmetodik där systemet beskrivs i programvara som sedan i sin tur driver syntetiseringen av hårdvaran. Och detta gäller oavsett om slutmålet är en integrerad krets, ett system på kisel, eller en multichipmodul.

I framtiden kommer halvledarbranschen inte heller att definiera sig själv på samma sätt som idag. Ingen biltillverkare hävdar ju längre att den har "fem procent av marknaden för verkstadstekniska produkter", och på samma sätt kommer troligen tillverkare av minnen, logik, processorer, kraftelektronik med mera att sluta jämföra sig med varandra.

Adam Edström