為了應(yīng)對(duì)海量數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)，西門子EDA做了這些事！

自芯片設(shè)計(jì)進(jìn)入自動(dòng)化的年代，EDA工具就扮演著推進(jìn)半導(dǎo)體技術(shù)的關(guān)鍵角色，無論是在規(guī)劃設(shè)計(jì)層面，還是在驗(yàn)證生產(chǎn)方面，均具有舉足輕重的地位。但是，近年來以5G為代表的數(shù)字化轉(zhuǎn)型引發(fā)了一系列數(shù)據(jù)爆炸，導(dǎo)致人們對(duì)計(jì)算能力和數(shù)字存儲(chǔ)的需求日益增長(zhǎng)。這一變革對(duì)當(dāng)前的芯片設(shè)計(jì)，特別是給EDA工具帶來了極大的挑戰(zhàn)。在此背景下，越來越多的半導(dǎo)體廠商開始厲兵秣馬，加快推進(jìn)與之相關(guān)的產(chǎn)品研發(fā)及技術(shù)應(yīng)用。

作為全球領(lǐng)先的EDA企業(yè)，西門子EDA（Siemens EDA）自然也不例外，近幾年針對(duì)半導(dǎo)體市場(chǎng)，相繼推出了包括模擬設(shè)計(jì)、系統(tǒng)仿真、封裝測(cè)試等一系列解決方案，并獲得了眾多行業(yè)客戶的認(rèn)可。

為了讓大家全面地了解這些創(chuàng)新成果，近日在西門子EDA媒體溝通會(huì)上，西門子EDA的高管對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，并對(duì)過去幾年的市場(chǎng)及業(yè)務(wù)進(jìn)行了簡(jiǎn)要總結(jié)。

整合優(yōu)勢(shì)資源，提升綜合實(shí)力

據(jù)西門子EDA全球副總裁兼中國(guó)區(qū)總經(jīng)理凌琳介紹，西門子EDA的前身為Mentor Graphics，后者曾是全球第三大EDA供應(yīng)商，擁有完整的軟件和硬件設(shè)計(jì)解決方案。自2017年被西門子收購(gòu)以來，西門子EDA便不斷尋求與西門子領(lǐng)先的工業(yè)解決方案和數(shù)字孿生技術(shù)相互融合的機(jī)會(huì)，致力于打破系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)、制造和優(yōu)化軟件的界限，通過釋放雙方技術(shù)勢(shì)能，幫助各大行業(yè)企業(yè)從最底層加速數(shù)字化轉(zhuǎn)型步伐。

與此同時(shí)，為了從根本上提升客戶的數(shù)字化創(chuàng)新能力，西門子在近五年內(nèi)還陸續(xù)收購(gòu)了多家與芯片設(shè)計(jì)相關(guān)的公司，包括布局布線軟件開發(fā)商Avatar、電子產(chǎn)業(yè)鏈信息服務(wù)商Supplyframe、形式驗(yàn)證軟件供應(yīng)商OneSpin Solutions、IP驗(yàn)證解決方案供應(yīng)商Fractal Technologies，以及嵌入式分析技術(shù)開發(fā)商UltraSoC等。

在這一整合優(yōu)勢(shì)資源的過程中，西門子EDA逐漸補(bǔ)全了在布局布線技術(shù)、fab-to-field工廠現(xiàn)場(chǎng)分析能力、集成電路完整性驗(yàn)證解決方案，以及幫助客戶驗(yàn)證IP模塊和設(shè)計(jì)方面的能力。

對(duì)于西門子來說，“收購(gòu)”是一種不斷追求創(chuàng)新的重要發(fā)展途徑，因?yàn)橥ㄟ^收購(gòu)各個(gè)領(lǐng)域的軟件公司，可以逐漸完善涵蓋IC設(shè)計(jì)與驗(yàn)證、IC封裝與制造、電子系統(tǒng)，以及延伸至產(chǎn)品生命周期管理（PLM）及分析領(lǐng)域的全鏈條解決方案，從根本上提升工業(yè)軟件方面的競(jìng)爭(zhēng)力，并在制造技術(shù)變革的過程中獲得先發(fā)優(yōu)勢(shì)。

確立三大目標(biāo)，引領(lǐng)行業(yè)前行

近年來，受益于先進(jìn)工藝的技術(shù)迭代，以及眾多下游領(lǐng)域需求的強(qiáng)勁驅(qū)動(dòng)力，全球EDA市場(chǎng)規(guī)模呈現(xiàn)出穩(wěn)定上升的趨勢(shì)。根據(jù)賽迪顧問發(fā)布的最新報(bào)告顯示，2020年全球EDA市場(chǎng)規(guī)模約為115億美元，預(yù)計(jì)2025年有望達(dá)到157億美元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率為6.4%。

雖然EDA在整個(gè)集成電路行業(yè)中所占的市場(chǎng)規(guī)模比例較小，但不可否認(rèn)的是，EDA作為撬動(dòng)整個(gè)行業(yè)的杠桿，支撐和影響著數(shù)千億美元的集成電路行業(yè)。

▲5G時(shí)代數(shù)據(jù)量迎來爆發(fā)式增長(zhǎng)

正因?yàn)槿绱?，EDA對(duì)行業(yè)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)安全及信息安全都顯得尤為重要。從整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈條來看，一旦作為產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)的EDA出現(xiàn)問題，包括集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)在內(nèi)的全球集成電路產(chǎn)業(yè)必將受到重大影響。與此同時(shí)，由EDA工具、集成電路、電子系統(tǒng)、數(shù)字經(jīng)濟(jì)等構(gòu)成的倒金字塔產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)穩(wěn)定也將面臨巨大挑戰(zhàn)。

不過，西門子EDA早已洞悉到了這一市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)。據(jù)西門子EDA亞太區(qū)技術(shù)總經(jīng)理李立基介紹，為了順應(yīng)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，西門子EDA確立了三個(gè)目標(biāo)，即實(shí)現(xiàn)更先進(jìn)的工藝技術(shù)（Technology Scaling）、實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)規(guī)模擴(kuò)大（Design Scaling），以及實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)規(guī)模擴(kuò)寬（System Scaling），以此來滿足高性能運(yùn)算IC市場(chǎng)的復(fù)雜性需求。

▲西門子EDA的IC創(chuàng)新之道

聚焦五大能力，助力企業(yè)轉(zhuǎn)型

除此之外，西門子EDA還提前構(gòu)建了下一代電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的數(shù)字化體系，以幫助企業(yè)打造五項(xiàng)核心轉(zhuǎn)型能力。

一是，為設(shè)計(jì)企業(yè)搭建新一代PCB設(shè)計(jì)環(huán)境，不僅可以隨著設(shè)計(jì)的復(fù)雜性進(jìn)行擴(kuò)展，還能打造從設(shè)計(jì)到制造的數(shù)字主線，使設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)與制造部門及時(shí)了解項(xiàng)目狀態(tài)，并在全球范圍內(nèi)開展跨工程領(lǐng)域的協(xié)作。

二是，使用基于模型的系統(tǒng)工程（MBSE）方法，對(duì)來自電子、機(jī)械和軟件領(lǐng)域的子系統(tǒng)分別進(jìn)行功能建模，并在設(shè)計(jì)開始前一起整合到系統(tǒng)架構(gòu)級(jí)別的綜合數(shù)字孿生中。

三是，建立以數(shù)字原型驅(qū)動(dòng)的驗(yàn)證，搭建覆蓋整個(gè)研發(fā)流程的仿真驗(yàn)證技術(shù)，將驗(yàn)證流程“左移”至設(shè)計(jì)階段，減少重新設(shè)計(jì)，加速產(chǎn)品交付周期，實(shí)現(xiàn)降本增效。

四是，搭建系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)的概念及技術(shù)，建立從高到低的映射分解，實(shí)現(xiàn)架構(gòu)可參考的設(shè)計(jì)，以加速產(chǎn)品研發(fā)流程。

五是，增強(qiáng)供應(yīng)鏈彈性能力，依托西門子完整的數(shù)字集成系統(tǒng)設(shè)計(jì)平臺(tái)，并結(jié)合與制造、PLM和企業(yè)流程無縫協(xié)作的能力，幫助企業(yè)加速數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

▲西門子EDA下一代系統(tǒng)設(shè)計(jì)平臺(tái)

豐富產(chǎn)品矩陣，賦能產(chǎn)業(yè)升級(jí)

圍繞上述五項(xiàng)核心，西門子EDA推出了一系列創(chuàng)新產(chǎn)品與解決方案。

“首先要介紹的是我們最近剛剛發(fā)布的一個(gè)工具——Symphony? Pro平臺(tái)。這是一款專注于數(shù)字跟模擬信號(hào)混合的仿真，其最大的優(yōu)點(diǎn)就是支持UVM?！崩盍⒒榻B說，西門子EDA推出的Symphony? Pro平臺(tái)，基于原有的Symphony混合信號(hào)驗(yàn)證能力，可以進(jìn)一步擴(kuò)展功能，以全面、直觀的可視化調(diào)試集成環(huán)境支持新的Accellera標(biāo)準(zhǔn)化驗(yàn)證方法學(xué)，使得生產(chǎn)效率比傳統(tǒng)解決方案提升多達(dá)10倍。

另外，Symphony? Pro還支持Accellera和其他先進(jìn)的數(shù)字驗(yàn)證方法學(xué)，非常適用于當(dāng)今前沿的混合信號(hào)設(shè)計(jì)。

▲西門子推出Symphony Pro平臺(tái)

而在西門子EDA的Calibre系列中，mPower這款工具同樣值得一提。

據(jù)介紹，西門子mPower電源完整性解決方案主要為模擬、數(shù)字和混合信號(hào)IC設(shè)計(jì)提供可擴(kuò)展的IC電源完整性驗(yàn)證，其優(yōu)勢(shì)之一是可在大型模塊和芯片上進(jìn)行高度精確的、基于模擬的EM/IR分析，從而取代對(duì)選定網(wǎng)絡(luò)粗略的靜態(tài)分析和SPICE模擬。

除了出色的模擬功能之外，mPower可擴(kuò)展式EM/IR引擎還可為所有數(shù)字IC設(shè)計(jì)進(jìn)行分析。這種數(shù)字化解決方案可以輕松地集成到現(xiàn)有各種設(shè)計(jì)流程之中，提供世界一流的電源分析功能。而每臺(tái)機(jī)器僅需消耗很低的存儲(chǔ)容量即可實(shí)現(xiàn)，即便對(duì)于最大規(guī)模的數(shù)字設(shè)計(jì)也依然適用。

▲西門子mPower電源完整性解決方案

為了更好地應(yīng)對(duì)不斷增長(zhǎng)的容量和計(jì)算能力挑戰(zhàn)，西門子EDA還提供一系列云計(jì)算解決方案，為計(jì)算密集型驗(yàn)證任務(wù)，提供高性能的云配置。

據(jù)了解，這些云計(jì)算解決方案包括Cloud Ready、Managed Cloud（云管理）、Cloud Connected（云聯(lián)接）、Cloud Native（云原生）、Veloce云。

▲西門子EDA云解決方案

另外值得一提的，還有西門子PAVE360自動(dòng)駕駛硅前驗(yàn)證環(huán)境（Pre-silicon autonomous vehicle environment）。該解決方案為下一代汽車芯片的研發(fā)提供了一個(gè)跨汽車生態(tài)系統(tǒng)、多供應(yīng)商協(xié)作的綜合環(huán)境，使數(shù)字孿生（digital twin）仿真不只局限于處理器，還包括汽車硬軟件子系統(tǒng)、整車模型、傳感器數(shù)據(jù)融合、交通流量的仿真，甚至還仿真自動(dòng)駕駛汽車最終在智能城市里面的駕駛。

“西門子EDA擁有整體的解決方案，從IC的架構(gòu)設(shè)計(jì)、前端的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證，到物理設(shè)計(jì)與物理驗(yàn)證、Foundry的制造，再到OSA封裝、電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，以及整個(gè)系統(tǒng)的仿真和系統(tǒng)的制造，在一個(gè)完整的產(chǎn)品生命周期內(nèi)都有我們的工具?！崩盍⒒缡钦f。

推進(jìn)校企合作，凝聚人才力量

除了產(chǎn)品與技術(shù)，人才也是EDA發(fā)展的關(guān)鍵。針對(duì)EDA領(lǐng)域“一將難求”的人才問題，西門子EDA十分注重推動(dòng)中國(guó)IC行業(yè)人才培養(yǎng)的“輸血”和“造血”，積極深化與校企的多項(xiàng)合作，為行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展增添動(dòng)力。

據(jù)凌琳介紹，人才培養(yǎng)是一項(xiàng)長(zhǎng)期的工程，而西門子EDA很早就意識(shí)到要跟校企“產(chǎn)學(xué)研”共同合作了?！袄?，在1991年的清華大學(xué)、1993年的復(fù)旦大學(xué)、2004年的北大國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等，我們都有積極參與和共同建立EDA實(shí)驗(yàn)室?！?/span>

到目前為止，西門子EDA已與中國(guó)80余所高等院校進(jìn)行合作，面向集成電路設(shè)計(jì)、電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)、汽車電子設(shè)計(jì)等領(lǐng)域，建立了EDA實(shí)驗(yàn)室、技術(shù)培訓(xùn)中心和人才培養(yǎng)計(jì)劃，為打造行業(yè)“人才蓄水池”而努力。

另外，為了培養(yǎng)產(chǎn)業(yè)適用人才，西門子EDA也在高等院校招收一些碩士及博士的助理應(yīng)用工程師?！耙?，EDA以前的應(yīng)用工程師都要求有工作經(jīng)驗(yàn)，而西門子EDA都是從高等院校中挑選出一些具有天賦的學(xué)生來培養(yǎng)，讓他們能夠支撐未來的成長(zhǎng)，這個(gè)項(xiàng)目也是我們從2006年積極倡導(dǎo)和落實(shí)的。”凌琳如是說。

人才培養(yǎng)是一個(gè)基礎(chǔ)性的事業(yè)，作為EDA領(lǐng)域的先行者，西門子EDA通過結(jié)合自身在工業(yè)軟件領(lǐng)域多年的先進(jìn)工程技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，全面推動(dòng)先進(jìn)技術(shù)在中國(guó)高等院校的普及和應(yīng)用，為培養(yǎng)卓越人才搭建校級(jí)平臺(tái)。

深耕中國(guó)市場(chǎng)，創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)未來

事實(shí)上，今年是西門子進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)的第150年，也是西門子EDA立足中國(guó)市場(chǎng)的第33載。作為全球首個(gè)進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)的EDA企業(yè)，西門子EDA一直致力于聯(lián)合“產(chǎn)學(xué)研”多方力量，支持中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展，為中國(guó)眾多重大集成電路制造企業(yè)提供技術(shù)支持服務(wù)，并多次參與了國(guó)家科技部的IC孵化基地的建設(shè)。

基于此，西門子EDA近年來的市場(chǎng)表現(xiàn)也愈發(fā)強(qiáng)勁。根據(jù)2021財(cái)年年報(bào)顯示，西門子EDA在EDA領(lǐng)域的全球市場(chǎng)份額從2016財(cái)年的20%增加到24%，而中國(guó)也成為了EDA增速最快的區(qū)域市場(chǎng)，這體現(xiàn)了與西門子軟件協(xié)同的后發(fā)實(shí)力。

而在談及企業(yè)文化建設(shè)時(shí)，凌琳表示，“資源都會(huì)枯竭，唯有文化才會(huì)生生不息。我們只有站在道德層面和思維層面的高度，才能為長(zhǎng)期的事業(yè)做好準(zhǔn)備。西門子創(chuàng)始人維爾納·馮·西門子先生曾經(jīng)說過，絕不為短期利益而犧牲未來。我覺得這是非常正確的一件事情，因?yàn)橥顿Y一個(gè)長(zhǎng)久的事業(yè)，特別是高科技，工業(yè)變革和科技變革都需要考慮到未來的利益。當(dāng)然，西門子EDA的發(fā)展之道在這方面也是非常契合的。”

未來，西門子EDA將繼續(xù)健康有序地在中國(guó)本土生根發(fā)芽，全力滿足本土客戶的發(fā)展需求，進(jìn)一步攜手產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同創(chuàng)新，推動(dòng)EDA進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展階段，為價(jià)值數(shù)萬億的電子產(chǎn)業(yè)鏈帶來顛覆性創(chuàng)新。