机器学习
找到关键数据,在预设参数下利用机器对数据规律进行外推,这就是机器学习的基础。这种方法已经应用于汽车自动驾驶领域,机器学习系统将辅助并最终取代人类去驾驶汽车,自动驾驶系统做决策时,需要根据行驶场景给出多种预案。
在半导体设计与制造中,也会利用机器学习来提高质量、可靠性及良率。
“采用合适的比例来抽取数据做分析,就能应用于未来的设计,”eSilicon市场副总裁Mike Gianfagna说道,“如何将机器学习算法应用于新领域是关键,在过去7年中,我们在这方面积累了很多经验,我们知道如何挖掘开发数据的价值。当你拥有大量数据时,怎么去抽取分析这些数据?如果抽取数据比例太高,你会迷失在大量数据中,如果抽取数据比例过低,又可能得不出结论。”
Gianfagna表示,在降低风险与增加效率的基础上,实现数据变现是机器学习的目标。“要做到这一点,你需要从全局上来看待大数据分析。”
与很多由大云端服务商提供服务的大数据分析相比,半导体设计和测试行业产生的数据量很少,不过半导体设计与测试数据可能更复杂。
“当前主要任务是收集数据,”NI解决方案市场总监George Zafiropoulos说道,“下一阶段的目标是通过数据分析来给出改进方法。无须刻意寻找,你就能发现数据中的价值吗?你要找的,是数据的趋势和相关性,可以将机器学习应用于任何环节。如果软件提示,本周四产线产出较低,为什么会产出低?或者特定温度与特定电压对产品性能的影响。(这些都可以用数据分析来指导)”
Zafiropoulos指出,可以将更好的芯片设计作为目标。“作为工程师,我们围绕设计来制定规则,但如果你想面面俱到,那么效率就不会高。如果在保证可靠性与性能基础上,可以减少保护规则,那将会有很大价值。很多大数据分析都是针对多个数据采集点,一座城市可能有一万个传感器,每天产生大量数据,而亚马逊的订单更是数不胜数。半导体数据比个人能处理的数据显然要多,但也远达不到亚马逊交易数据这个量级。”
然而,系统数据可能就比设计数据高几个数量级了,特别是涉及多物理层仿真时。“我们认为,7纳米将是首次导入机器学习和大数据分析的节点,数据量将会膨胀,处理速度也需要增加。” ANSYS总经理兼副总裁John Lee说道,“你需要做同步热分析。热效应影响系统的可靠性,但如果数据量增大到当前技术无法解决,那么就要引入新的方法,所以我们需要大数据技术。最新的GPU有210亿个晶体管,而且可应用于汽车,但这种规模的芯片发热量巨大,(如果散热设计不好),发热时会增加对电路板的压力,并可能导致板子弯曲,但要知道,车用芯片使用寿命长达十年。”
总结
大数据分析在半导体产业应用还处于中段(发展期)。一方面,为提高芯片的性能、效率和可靠性,半导体产业的数据量在增长,数据分析任务在增加;另一方面,半导体产业也在发展各种技术,以充分挖掘数据用途。
这为产业带来了新的增长机会。Cadence 总裁兼CEO 陈立武表示,2015年全球联网汽车市场规模为240亿美元,到2020年,将发展到370亿美元,与之相应,深度学习市场规模2020年将达100亿美元(2015年为6亿美元),云和数据中心市场规模将达800亿美元(2015年650亿美元)。“这将给半导体产业带来机会,”他说道,“从优化物联网到云端,都将给半导体带来很大的机会。”
现在的问题是,围绕这些数据还能做些什么,以及到底如何去实现。这将是半导体产业的一个全新机会,也许会推动半导体产业发展登上一个新台阶。