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Le tecnologie dei semiconduttori vivono e muoiono secondo gli standard del settore, ma ci sono momenti in cui ha senso costruire un dispositivo di memoria fortemente personalizzato, persino proprietario?
Il settore dei chip è pieno di organizzazioni di standard che guidano l’evoluzione dei dispositivi di memoria ampiamente adottati. JEDEC è responsabile, tra gli altri, di DRAM, LPPDR, GDDR e memoria a larghezza di banda elevata (HBM). Il Peripheral Component Interconnect Express Special Interest Group si occupa del protocollo più onnipresente per lo spostamento dei dati, mentre NVMe Express e il Consorzio CXL hanno costruito le loro specifiche con PCIe come base. Più recentemente, l’UCIe è stato sviluppato per portare le migliori pratiche ai chiplet.
Graham Allan, senior manager del marketing di prodotto presso Synopsys, opera nel settore DRAM dal 1985. “L’autostrada delle tecnologie DRAM è disseminata di memorie non conformi allo standard JEDEC”, ha affermato. “Se qualcosa non è conforme allo standard JEDEC, o se un fornitore di DRAM cerca di fare da solo qualcosa con cui vuole differenziarsi, è destinato a morire.”
Tra i tanti ricordi abbandonati che non hanno mai visto un uso diffuso ci sono il concorrente HBM di Micron Technology, Hybrid Memory Cube, e la DRAM a canale virtuale di Rambus, anche se quest’ultima aveva il sostegno di Intel. “Tutte queste cose muoiono perché non hanno il beneficio dell’intero ecosistema”, ha detto Allan.
Di Shingo Kojima, Ingegnere capo senior dell’elaborazione integrata, Renesas Electronics 26.03.2024
Di Dylan Liu, Geehy Semiconductor 21.03.2024
Di Lancelot Hu il 18.03.2024
Ha affermato che il valore di un dispositivo di memoria standardizzato è che può avere origini multiple: un prodotto SK Hynix si collegherà alla stessa presa di un prodotto Micron.
Questo non vuol dire che alcuni fornitori non offrano funzionalità speciali, ha osservato Allan. “Ci saranno fornitori di DRAM che avranno le proprie funzionalità speciali da sbloccare per clienti speciali, e si tratterà comunque di DRAM standard”, ha affermato. “Se hai la tecnologia sotto il cofano per sfruttare queste piccole cose extra che hanno inserito, questo renderà il prodotto molto migliore.”
Gli scenari di fornitura esclusiva mettono i fornitori in un angolo
Alcune memorie sviluppate da più di un fornitore possono mostrare potenziale ma vengono successivamente abbandonate da tutti i fornitori tranne uno. La DRAM a latenza ridotta è stata inizialmente sviluppata da Infineon Technologies alla fine degli anni ’90; Micron è stata successivamente introdotta come partner di sviluppo e seconda fonte, ma Infineon ha deciso di uscire dal mercato.
Allan ha affermato che la sfida di essere l’unica fonte di un prodotto di memoria che ha una forte base di clienti, soprattutto se si tratta di un cliente di livello 1, è che è difficile porre fine al ciclo di vita del prodotto. “Quando ottieni alcuni successi di progettazione chiave per qualcosa che è un prodotto personalizzato di nicchia e non standard, vieni risucchiato in quel vortice”, ha affermato.
Il pericolo per un venditore di essere l’unico a vendere un dispositivo di memoria è che si rischia di essere inseriti nella lista nera da quel cliente per molto tempo se decidono di interromperne la produzione, ha aggiunto Allan.
Jim Handy, analista principale di Objective Analysis, ha affermato che ci sono molte caratteristiche che possono classificare un dispositivo di memoria come proprietario, ad esempio una DRAM che sia ampia e stretta per soddisfare le esigenze del cliente. “Non è raro”, ha detto.
Il modo in cui una memoria è confezionata può renderla proprietaria, anche se al suo interno c’è un chip standard, ha detto Handy, perché viene utilizzata in un ambiente difficile, come l’esplorazione delle profondità marine.
Confini sfumati tra personalizzato e proprietario
Handy notò che la HBM iniziò come una memoria proprietaria: era una memoria che SK Hynix realizzò per AMD. Ha detto che questo non accade spesso perché uno dei punti focali dei ricordi come azienda è che sono identici tra loro. “Ciò finisce per renderli molto più economici, perché invece di avere qualcosa che viene acquistato solo da AMD, hai qualcosa che viene acquistato da AMD e da altre 170 società”, ha affermato.
Handy ha affermato che è importante distinguere tra “personalizzato” e “fonte esclusivo”. Quando viene sviluppata secondo le richieste del cliente, è una memoria personalizzata; unica fonte è quando il produttore è l’unico produttore del prodotto.
Entrambi i percorsi saranno più costosi e, idealmente, è preferibile poter acquistare componenti commerciali standard, anche per applicazioni specializzate presenti nei settori militare e aerospaziale, perché l’utilizzo di un prodotto standard è più economico di un chip personalizzato.
Le memorie standard ispirano la costruzione di un ecosistema ingegneristico attorno ad esse, il che significa che i clienti corrono meno rischi: se il loro fornitore preferito esce dal mercato per qualsiasi motivo, hanno altre opzioni.
La tecnologia Optane basata su 3D Xpoint di Intel ha richiesto una grande quantità di ingegneria per essere implementata. “Intel ha speso molti soldi per cercare di realizzare questo obiettivo”, ha detto Handy. Micron sapeva che la tecnologia non era redditizia per Intel, motivo per cui non ha mai lanciato sul mercato un SSD o DIMM 3D Xpoint. “Se ci fosse un mercato abbastanza grande, Samsung avrebbe decodificato il prodotto e avrebbe capito come realizzarne uno proprio.”
Il rischio iniziale può ripagare in futuro
Per Macronix International, produttore di dispositivi integrati nel mercato delle memorie non volatili, lo sviluppo di un prodotto proprietario per un cliente può valere il rischio a lungo termine se porta a volumi elevati e ad una partnership a lungo termine.
In un’intervista esclusiva con EE Times, il presidente e CEO di Macronix Miin Wu ha affermato che è lui il responsabile ultimo nel decidere se ha senso fornire un prodotto proprietario o altamente personalizzato a un cliente con requisiti specifici. A parte la ricompensa finanziaria nel caso in cui l’investimento iniziale ripaghi, il lavoro in sé può essere piuttosto gratificante per coloro che lavorano su una nuova linea di prodotti.
Wu ha affermato che alcune applicazioni e segmenti di mercato hanno maggiori probabilità di avere requisiti personalizzati che Macronix può risolvere, come i giochi e la sicurezza. Lavorare con un cliente o un partner su un progetto personalizzato potrebbe non sembrare immediatamente un’opportunità di business ad alto volume, ma può aprire le porte a opportunità future.
La tecnologia ArmorFlash di Macronix è un esempio di prodotto personalizzato progettato per una specifica opportunità del cliente che ha dato vita a una categoria di prodotti più ampia perché affronta le sfide di sicurezza comuni man mano che sempre più dispositivi si connettono a Internet e vengono spinti ai margini della rete.
Wu ha affermato che Macronix è focalizzata sullo sviluppo di nuove soluzioni sul mercato piuttosto che essere semplicemente un altro fornitore in competizione con altri venditori che vendono prodotti simili. “Stiamo creando il nostro prodotto; stiamo creando il nostro valore”, ha affermato.
Qualsiasi prodotto personalizzato realizzato da Macronix deve soddisfare standard di alta qualità, ha affermato Wu, e devono esserci forti indicazioni che diventi un business ad alto volume. Alcune applicazioni aumentano la probabilità che ci siano vantaggi a lungo termine nell’assumersi un rischio su un prodotto personalizzato o proprietario, come la sicurezza o l’aerospaziale, che porteranno a opportunità di mercato più ampie, ha affermato, soprattutto nei settori che richiedono un elevato grado di qualificazione per ambienti difficili con temperature estreme.
Progetti unici guidano l’innovazione e lo sviluppo delle competenze
Le partnership con altre società, come il rapporto di Macronix con Nvidia, sono esempi di come entrare presto a far parte di un mercato in via di sviluppo può portare a grandi profitti: Wu ha osservato che Nvidia ha essenzialmente creato un nuovo mercato.
Prendere la strada meno battuta consente inoltre a Macronix e ai suoi dipendenti di sviluppare nuove competenze che possono essere applicate a tutti i settori dell’azienda. “Se creiamo un progetto in cui i nostri ingegneri possano mettersi alla prova, alla fine ciò ci aiuterà davvero a creare protezioni nelle nostre attività future”, ha affermato Wu.
Come Macronix, Phison non ha interesse ad essere un “fast follower”, ma l’azienda è esigente quando si tratta di sviluppare prodotti di nicchia o proprietari.
In un’intervista esclusiva con EE Times, Sebastien Jean, CTO di Phison, ha affermato che tutto ha dei limiti quando si tratta di sviluppare soluzioni proprietarie o fortemente personalizzate per i clienti, e il confine tra loro è labile. “Se vuoi personalizzare effettivamente la segnalazione di basso livello, dimenticalo”, ha detto. “Nessuno realizzerà qualcosa che sia interoperabile con il tuo dispositivo a meno che tu non sia Samsung e realizzi tu stesso tutte le parti e le vendi a te stesso.”
Jean ha affermato che realizzare dispositivi che vanno contro gli standard scambiando segnali e pin può letteralmente causare scintille: creare qualcosa di proprietario non vale la pena perché nulla finisce per funzionare insieme e i clienti si sentono frustrati.
Un esempio di dispositivo di archiviazione veramente proprietario è stata la memory stick di breve durata di Sony, ha detto Jean, che aveva un formato unico che somigliava molto a una scheda SD schiacciata e allungata. Non ci sono stati benefici evidenti, ha detto. “Lo facevano per vincolare le persone a un fattore di forma in modo da poterle acquistare solo da Sony. Un po’ come le cartucce d’inchiostro della stampante.”
Il controllo del cliente è fondamentale
La personalizzazione che sfrutta i protocolli basati su standard ha valore, ha affermato Jean, ma solleva problemi relativi alla proprietà intellettuale (IP): “Esiste una distinzione legale”. Ha detto che i clienti che si rivolgono a Phison sanno quali modifiche desiderano possedere la proprietà intellettuale, ma se Phison trova la soluzione, c’è l’opportunità di applicarla ad altri clienti, anche se non può rivelare i dettagli del coinvolgimento originale del cliente che ha scatenato l’idea.
Il potenziale di volumi elevati è una considerazione per Phison, ma lo è anche la fiducia che il cliente sarà presente a lungo termine, ha affermato Jean.
Ma mentre molti grandi attori rifiuteranno immediatamente il lavoro a basso volume, Phison lo prenderà in considerazione esaminando il cliente e alla fine addebiterà qualsiasi ingegneria non ricorrente (NRE), ha detto Jean. “Elimina le persone che chiedono cose e non hanno un vero piano per realizzarle o venderle, perché alla fine non guadagniamo soldi dalla NRE”, ha detto. “Copre i costi opportunità e garantisce il coinvolgimento.”
Questi progetti devono avere la sponsorizzazione esecutiva del cliente per dimostrare che sono seri, ha affermato Jean. “Altrimenti, molto probabilmente morirà sulla pianta.” Ha detto che se un cliente viene e chiede qualcosa ed è disposto a pagare per questo, Phison se ne occuperà se le sue risorse ingegneristiche saranno disponibili e non saranno impegnate altrove.
Anche se il lavoro va avanti, alla fine spetta al cliente vendere il suo prodotto, ha detto Jean.
Il vantaggio di accettare progetti personalizzati, soprattutto da parte di grandi attori, può essere prezioso in un settore affiatato, ha aggiunto, poiché si sparge la voce che Phison sta lavorando con aziende di primo livello, il che è un buon passaparola e la reputazione dell’azienda.
In definitiva, Phison deve rimanere aggressiva nel suo percorso tecnologico, ha affermato Jean. “Dobbiamo anche essere percepiti come innovatori tecnologici”.
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