未来市场和科技行业将发生变化

Aart de Geus的董事长兼联合首席执行官Synopsys对此《半导体工程》(Semiconductor Engineering)与我们一起探讨了自动驾驶汽车的发展之路、行业分解和重新聚合、安全问题，以及谁将为高级节点的芯片买单。

SE:突然之间，我们有了一堆新的电子产品市场。我们开发了辅助和自动驾驶、人工智能和机器学习、虚拟现实和增强现实，以及云技术。这一切都发生在手机市场开始趋于平缓之后。你料到事情会变成这样吗?

de Geus:事实上，如果你看看移动性，技术真的从未放慢脚步。问题在于进步的经济回报没有那么高，已经拥有一两部手机的人开始越来越多。所以从经济的角度来看，出现了放缓。但事实是，技术继续高速发展，这实际上为我喜欢称之为“智能一切”时代打开了大门，因为它确实以一种仍有待决定的方式触及一切。这是一个非常强大的技术特征，当技术沿着一条直线在对数图上发展时，你会得到这些拐点。昨天还被认为是不可能和科幻的事情，明天每个人都将拥有它。

你是说像人工智能?

de Geus: AI就是一个极好的例子。但是这个例子和昨天没有人有手机没有什么不同。而且不只是移动电话，而是可以获取世界上所有知识的电话。今天，如果你没有，你可能一直在冬眠。30年前，没有人家里有电脑。现在每个人都有很多旧的。我们现在看到了第三波加速。计算改变了世界上的生产力，移动改变了世界上的连通性和获取知识的途径，现在人工智能将改变设备突然增加一些智能的概念。看看它的定义是什么会很有趣。这样的例子已经出现在科幻小说中。 The car that is autonomous is really an unbelievable thing. Except that now we see those bubble tops driving around in Silicon Valley and we understand the technology, but we also understand how far this technology still has to go.

图1:来自谷歌/Waymo的“气泡顶”汽车。

SE:三年前，没有人认为特斯拉会推出自动驾驶汽车，大型汽车制造商认为这是一个15年的周期，对吗?

de Geus:是的，我记得我在德国的一家汽车公司工作，他们刚从硅谷的特斯拉试驾回来，他们简直不敢相信。他们认为，‘这仍然是一个爱好，柴油将会很棒。然后突然间，柴油就不好了——真的不好了。一夜之间，整个德国汽车行业都在大规模电气化，同时转向自动驾驶汽车。人们不应该低估这些变化的组合有多大，也不应该低估它的发展速度有多快。

SE:电气化是一个大问题，不是吗?你不能只是把现有的加油站加一条440伏的电线。你必须想出一个替代系统，可能有多种不同类型的燃料。

de Geus:目前还没有定论。很明显，如果你能在汽车的利用率方面，有一个电动引擎你实际上已经简化了很多问题。有趣的是，我们可以看到内燃机的电子控制系统已经达到了令人难以置信的复杂程度，如果你把它应用到电动发动机上，你就可以得到一些简单得多的东西。

SE:大概有2000到200个零件，对吧?

de Geus:在那些数量级上。当然，我们正在迅速增加1900个部件，包括摄像头、传感器和大量电子设备，以学习、解释并积极地使汽车越来越自主。从防守驾驶的角度来看，我们已经看到了这样做的好处。如果你看看事故数量的改善，除了去年，事故数量又上升了，事故数量一直在下降。开车时发短信是致命的，而且不只是在车里。人们在过马路的时候发短信。科技的进步正处于一个拐点，昨天的科幻小说实际上正在成为现实。对于电气化，最大的挑战是基础设施。与此同时，电池技术也取得了令人难以置信的进步，这不仅关系到存储容量和驾驶距离，还关系到充电时间。如果你能解决这些问题，我们会的，这会打开很多扇门。 If, in addition, the car is autonomous, it will charge itself somewhere. If it’s somewhere that’s just fine, because somewhere we can put cables to them. It’s just not every gas station that is already in your neighborhood.

SE:如果你有车库，而且可以充电的话，电动汽车是可以的，但租车的人可能不具备这种能力。如果他们在高层建筑里，他们在哪里给汽车充电?

de Geus字体即使是在工作的时候，我们工作场所的充电器数量也在不知何故地一夜之间增加。它们似乎在黑暗中繁殖。易用性和自动化实际上是一个很好的答案。随着时间的推移，自动化变得比人类做的更好。

SE:这个进程中的棋子并没有以相同的速度移动。你总是有这些脱节，一块在这个层次，另一块在不同的层次，我们必须等待它赶上来。但现在不同了吗?

de Geus每一个高科技项目都是这样。硬件准备好了，软件也准备好了吗?在汽车行业，我们现在有很多软件。如果你必须等待软件准备好，你就有大量的资本支出被束缚在停车场里。为了缓解这一问题，我们正在努力在硬件真正准备好之前建立原型，以便软件人员可以在其上运行。项目很快就能找到关键路径。谁先解决这个问题谁就有好处。

东英证交所:正因如此，我们在系统公司中看到的是更多的整合还是更少的整合?他们开始把事情搞砸了吗?

de Geus:你得到系统财团，这是明显的发展。让我们以特斯拉为例，它一直是一个领导力的例子。特斯拉还拥有一家电池工厂，从事太阳能电池业务，所以现在他们可以在你的房子里提供一个超级电池，让这一切变得更加顺畅。问题是这些东西能持续多久，因为技术发展得如此之快。尽管如此，你还是有这些类型的趋势。英特尔(Intel)也收购了MobilEye，希望走在数据的道路上，这并不是因为他们必须以汽车为导向，而是因为走在数据的道路上特别适合他们的天然云和计算中心业务。每个人都能找到自己的邻接点。如果你有一定的技术能力，与这个伙伴的邻接性更强还是与那个伙伴的邻接性更强?高科技行业最令人兴奋的地方在于，整个风险投资社区都在说，‘这个赌注加上那个赌注，是一个更好的赌注。与此同时，也有真正的大型公司，比如facebook、谷歌、亚马逊(Amazon)、百度等等，这些公司有如此多的收入，可以自己尝试。 It will be interesting to see what they provide. But is this really any different than the late 1990s when networking came up? Did you need to be a networking and compute company at the same time? Did you need to be a software company?

SE:改变的是，在过去，公司试图拥有更多的业务。这可以追溯到亨利·福特时代，所以没什么新鲜的。不同的是，现在的系统是连接到其他系统的，所以你是否能拥有所有这些部分，以及如果你拥有了所有这些部分，你会得到什么，这并不清楚。亚马逊就是一个例子，他们拥有云，所以他们也有云租赁业务。所以有一些奇怪的杂交体。

de Geus:你看到混合的原因是因为你在优化某些东西，同时必须找到正确的平衡和妥协。以混合动力汽车的时代为例。许多人开始优化电力的功能，同时仍然需要只有内燃机才能带来的距离。混合通常要么是找到新价值的妥协，要么是过渡时期的妥协。高科技就像一个永无止境的过渡。

SE:但这些转变不是变得更频繁、更快了吗?

de Geus或者这只是我们的感觉?我们在高科技领域一直处于指数级增长，人们总是觉得它发展得越来越快。线性地说，它是。指数上，不是。摩尔定律现在是指技术持续的指数级影响。它可能与每个晶体管的严格价格有不同的形式，但就增加的功能交付而言，它没有不同的形式。

SE:是的，它不再只是一个心理医生了。这是心理医生加的。

de Geus:或者‘加-加-加’。以电动汽车为例。它的基础设施是“加分加分”。

SE:我们已经开始向这个方向发展了。5G也将是一项大规模的基础设施建设，对吗?

de Geus：5克就是一个很好的例子。这是对4G的飞跃，而4G则是对3G的巨大进步。你可以说存在不连续性，但它们可能只是一种指数级的技术进步，大到足以保证人们重新思考他们的标准。

SE:但是这些信号的频率很高，特别是当我们开始谈论毫米波时，它们不会走得太远。他们不会穿过窗户。我们将不得不在每个地方都安装天线，这将是一个巨大的建设。这需要时间，而且并不总是一致的，对吧?

de Geus:我们喜欢我们的设备变得更好，又讨厌它，因为它什么都不好用。这和过去没有什么不同。但是所有这些技术都面临着另一个挑战，那就是安全性。我们不应该低估，当复杂性增长10倍时，潜在的裂缝也会增长10倍，恶意的人可以利用。多年来，我一直认为，我们已经实现的转变是从规模复杂性向系统复杂性的转变，在系统复杂性中，规模只是在芯片上有更多的晶体管。现在你有很多芯片，很多系统，很多软件环境都相互作用，所以你深入到系统的复杂性。事实上，系统复杂性本身特别适合人工智能方法——因为它不是对很多事情的逻辑正确/错误答案，它更像是“看到模式”——从安全的角度来看也是一个挑战。这些都是进步的步骤，但也会带来挑战。我们正在进入一个高科技发展和影响的巨大浪潮。Synopsys很幸运，因为我们在数字设计浪潮的最开始就进入了这个领域。 If you look at the history of design, massive automation came in with two things—digital simulation and digital synthesis. Before that, most of the design was模拟，混合信号，那就是香料而且一次只有几个晶体管。与模拟而且合成突然之间，我们真的完全跟上了摩尔定律。

SE:难道EDA没有因为摩尔定律的实现而获得赞誉吗?

de Geus我们已经成功了一半。另一半是技术发展，这是非常了不起的光刻技术，因为它很快就会坏掉。它没有。制造和技术显然是最大的贡献之一，但随后的应用都是自动化的设计。这些步骤包括模拟、综合和地点和路线。自动化的东西，然后其他的东西出现了。我们很幸运地参与了20世纪80年代末/ 90年代初的所有增长。然后是一个重大的技术挫折，因为在2001年有一个超调，网络，千年虫，网络崩溃，但随后是移动。移动性和计算之前是一样的，但是有无线和低功耗。低权力没有尽头。

SE:以什么方式?

de Geus:电力有两个问题——如何获得足够的电力，以及如何消除热量。

SE:然后是快速开关，破坏电路，电迁移，噪音，电压相关的问题。

de Geus这些都是可以解决的好问题。这一进展一直在继续，我们也积极参与其中。绝大多数手机中的嵌入式处理器都是用我们的工具设计的。我们现在又处于这个中间，因为我们看到一大堆新的半导体公司正在为人工智能设计芯片。在一段时间内，这将是一个自由落体，因为所有的问题都是，“您能否为特定的应用程序优化架构?”“从根本上说，人工智能是一份令人难以置信的礼物，因为当某样东西开始一点点工作时，如果你是人工智能算法，你就会想，‘哦，那个硬件太糟糕了，我想要快1,000倍的东西，而不是快2倍。光靠增加更小的晶体管是做不到这一点的。但是您可以通过缩小适用范围来实现这一点，这样您就可以有一个集中的体系结构。我们从非常通用的计算过渡到移动计算，然后是像图形处理器、fpga和更窄的东西。

SE:从通用处理器到专用处理器和加速器，这难道不是一体化趋势的一部分吗?

de Geus让我们看看它能分解多久。让我们不要忘记“技术上的”临界量概念，即如果你有一个好主意，你可以做一些有效的样本，你能实际扩大它吗?建立一家成功的大公司并非易事。因为大公司有兴趣收购小公司而拒绝收购也不是小事。已经买了很多。

SE:那些大公司有能力迅速推动全球营销，对吗?

de Geus和垂直方向。这与我们在20世纪90年代看到的围绕网络的竞争是一样的，有很多机会，他们很快变得更加专业化。话虽如此，我们正处于这波浪潮的开始，对更多机器学习或人工智能的渴望，以及对更多计算的渴望，以及更多计算使人工智能能够实现的渴望，这一循环将在数年里全速前进。

SE:但是会有很多变化，对吧?这就是为什么人们不能巩固这些东西。并不是说你知道一个特定应用的最佳算法是什么。

de Geus:从事这项工作的人可能会有不同的看法，并说“我的是最好的。”这样的事情有很多，而这正是创业行为的本质所在。当一块油田感觉很开阔时，就会有很多船只从欧洲驶往印度，只是他们要去寻找其他的东西。同样的情况也发生在人工智能领域。随着时间的推移，我们会发现哪些船是最好的，在正确的时间朝着正确的方向前进。

SE:那么我们会看到更多的整合?

de Geus:是的，这是一个非常健康的过程。

SE:让我们回到安全问题。你曾经说过，大多数安全问题都发生在技术融合的地方。最近的漏洞，熔解和幽灵，不是接缝的问题。而是硬件本身。

de Geus我喜欢用银行来比喻。任何银行的危险区都是一样的。你看电影，他们总是在接缝处。如果一夜之间，有人发现他们可以用一些新的小发明无噪音地粉碎混凝土，那么当然，现在你正在经历一个拱顶的基本知识——一块很厚的混凝土，需要几个小时才能在没有太多噪音的情况下钻通。因此，很难做到不引人注意。如果你能用某种超强的电磁波，迅速粉碎它，那么所有的银行都处于危险之中。因此，如果基础处理器有一个新发现的漏洞，这将产生很大的影响，但它也会相对快速地得到修复——除非你拥有所有现有的系统。安全性的关键挑战之一是了解漏洞的时机，包括何时进行沟通。假设您发现正在交付的系统存在漏洞，您如何与客户沟通?你会同时通知他们吗? Do you inform them loudly? Do you inform them quietly? If you inform them loudly, you’re simultaneously informing all of their enemies. A lot of enemies are very fast.

SE:尤其是在你还没有堵住漏洞的情况下。

de Geus:没错。这给这个问题带来了一个修正。你是不是只在知道该怎么做的时候才通知?这些问题都没有简单的答案。

SE:让我们向上移动几千英尺。你如何描述现在的Synopsys ?

de Geus我们把它描述为从硅到软件。我绝对相信重心是硬件和软件的交叉点。现在，从安全到安全的一切都在向硬件转移。这是银行的具体部分。然后在软件中，在拱顶上建造了许多建筑物，它们都有各自的挑战。所有这些的结合需要一个相当可观的学科。去年年底，我们收购了一家名为黑鸭的公司，这是一次非常好的收购，因为它带来了另一个方面。如果你看看软件，有大量的IP重用。在硬件方面，Arm和Synopsys是最大的两家这样做的公司。在软件领域，有一大堆人在做开源软件，这些软件正在被重用。 There’s a lot of very effective reuse. But how safe is it? Who did it? Is it secure? If there’s an issue, will anyone fix it? You get all of these issues. Black Duck can look at the executable in your product set and diagnose whether anyone used open source, and there’s a registry of any known vulnerabilities in open source that gets updated all the time.

SE:对一个人来说很难追踪吗?

de Geus:不可能的。管理团队很难追踪他们是否有任何开放源码。我们现在正与更多的汽车公司合作。我们总是会问他们是否在使用开源软件。“绝对不行，太危险了。我们还会询问他们的供应商是否使用开源软件。“你在检查，对吧?”“不，我以为你在检查。”他说，现在人们对漏洞所在的理解已经有了很大的进步。在任何情况下，黑鸭都可以浏览别人的整个软件并找到它。 By the way, when you acquire a company, it’s pretty important, too, because with different sources of software there’s not only vulnerabilities, there are also legal rules. With some open source, if you use it, anything you connect to it now becomes open source, too.

SE:当我们进入汽车行业时，这变得非常有趣，因为你必须建立一个责任链。

de Geus:是的，责任链在汽车的生命周期中继续存在，因为您需要定期根据对过去漏洞的新了解进行更新。当你更新时，你确定你做对了吗?汽车行业是供应链管理最为复杂的行业。

SE:它已经领先了120年。

de Geus:供应链自我优化。不过，就汽车行业而言，供应链需要能够保持多年不变。它有规定，你需要有多个供应商，它有一套不断增加的标准，专门用于安全。

SE:如果我们在一些用于汽车的芯片上降低到10/7纳米，它们在过去的设计中并没有考虑到可靠性。我们不是在改变这里的动态吗?

de Geus在汽车行业，这种情况已经存在一段时间了。

SE:但从来没有在最先进的节点。

de Geus:不，因为他们没有使用最先进的节点。现在你有另一个碰撞的机会，那就是自动驾驶的汽车需要大量的计算。我们用的是什么节点呢?我们想要最好的，最低的功率。现在我们有许多汽车公司设计先进的finFETs这在五年前是不可想象的。

SE: finfet在这些极端条件下可靠吗?

de Geus这都是你如何设计事物。这就是为什么设计安全规则，ISO 26262ASIL-B, C和d，这些都是不同类别的规则，以相当高的严格程度回答了这个问题。

SE:这么做的经济效益如何?设计7/5nm芯片的成本非常昂贵。你必须担心大量的模拟可靠性，功率域，相互作用，噪声和其他一切。如果你是在处理iPhone的问题，这是可行的，你可以改变销售10亿部。但是这些汽车公司并不是在同一个芯片上。每一款手机都在做自己的事情，手机的数量远不及iPhone。

de Geus这还有待观察。如果经济足够丰富，这种差异化让你要么卖更多的车，要么要价更高，你就没问题。一旦情况开始变得不一样，你就会说，‘为什么我不和我的邻居合作呢?现在我们在一起比那个家伙强，因为我们找到了一个权衡。这就是价值链自我组织的方式。在过去，芯片设计是在多个用户上摊销的。这将是一个持续的优化过程。这些芯片是水平的还是垂直的?现在我们回到系统复微分。当多件事情同时发生变化时，不同的公司会尝试不同的事情，并疯狂地观望，以防他们走错了方向。这是激动人心的时刻。这是一个赢家和输家的时代，输家会被重新吸收，因为人才的价值很高。 Or they get acquired and then realign, hopefully behind the winning value proposition.