在由制造大國(guó)轉(zhuǎn)向創(chuàng)新大國(guó)的過(guò)程中，要抓住晶圓代工和汽車電子兩大市場(chǎng)

“ 面向晶圓代工廠的自動(dòng)化軟件和汽車電子市場(chǎng)是Mentor Graphics的利基市場(chǎng)，我們不但有全套的自動(dòng)化設(shè)計(jì)軟件，而且我們還有其它EDA公司所沒(méi)有的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)Nucleus，這讓我們?cè)跐M足客戶需求方面更加得心應(yīng)手?！?/p>

近日，Mentor Graphics公司亞太區(qū)技術(shù)總監(jiān)張維德借參加“EDA Tech Forum （EDA 技術(shù)論壇）”之際，接受了記者的采訪。張維德表示，在由制造大國(guó)轉(zhuǎn)向創(chuàng)新大國(guó)的過(guò)程中，中國(guó)的電子產(chǎn)業(yè)扮演著至關(guān)重要的角色，而芯片的設(shè)計(jì)和制造又占據(jù)著電子產(chǎn)業(yè)的核心地位。但是要完成復(fù)雜程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)人力所及范圍的芯片設(shè)計(jì)和制造，各種各樣的EDA工具是必不可少的。

EDN China：各個(gè)EDA廠商都看好中國(guó)市場(chǎng)，您認(rèn)為市場(chǎng)機(jī)會(huì)在哪里，Mentor的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在哪些方面？

張維德：中國(guó)EDA市場(chǎng)的機(jī)遇來(lái)自以下幾個(gè)方面。首先是跨國(guó)公司的研發(fā)轉(zhuǎn)移，包括人才、資金和技術(shù)的轉(zhuǎn)移，并且?guī)?lái)了更先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法，也給我們帶來(lái)了很多新的生意。要滿足跨國(guó)公司在技術(shù)水平上的高要求，Mentor等EDA廠商必須加大人力的投入和提高技術(shù)支持的能力， 必須要提供與歐美、日本一樣水準(zhǔn)的技術(shù)支持服務(wù)。

其次是來(lái)自晶圓代工廠。芯片的制造過(guò)程極為復(fù)雜和精密，必須用自動(dòng)化軟件才可能實(shí)現(xiàn)。此外，生產(chǎn)所用的光刻機(jī)等儀器設(shè)備動(dòng)輒就要幾百萬(wàn)美元，每升級(jí)一次工藝就更換一次設(shè)備的巨額開(kāi)支是代工廠所無(wú)法承受的。Mentor可以用軟件技術(shù)來(lái)延長(zhǎng)制造設(shè)備和儀器的壽命，從而大大節(jié)省代工廠的資本開(kāi)支。以光刻機(jī)為例，把193nm的光刻機(jī)用在90nm的晶圓上，會(huì)因?yàn)楣饩€的繞射問(wèn)題使曝光成像的版圖與設(shè)計(jì)差得很遠(yuǎn)，無(wú)法使用。Mentor的光學(xué)接近效應(yīng)修正軟件OPC（Optical Proximity CorrecTIon）會(huì)用模型的方式進(jìn)行反向設(shè)計(jì)修正，即根據(jù)想要的設(shè)計(jì)結(jié)果，考慮光線的繞射問(wèn)題，計(jì)算出曝光底片的版圖，這樣就可以在新工藝中使用老設(shè)備。這對(duì)代工廠來(lái)說(shuō)實(shí)在是一個(gè)非常劃算的生意。

EDA業(yè)界的一個(gè)熱門(mén)話題是DFM，即如何保證設(shè)計(jì)能夠在各個(gè)代工廠的工藝條件下被正確地生產(chǎn)出來(lái)。這個(gè)問(wèn)題解決不好，硅片的良率就會(huì)很低，特別是在90nm和以下的工藝條件下，這個(gè)問(wèn)題更為嚴(yán)重。Mentor新購(gòu)并的Sierra物理綜合布局布線加上Calibre系列物理驗(yàn)證工具能夠在布局布線的時(shí)候就解決主要DFM問(wèn)題，避免在后端完成設(shè)計(jì)后再做大幅修改。

芯片設(shè)計(jì)的一個(gè)問(wèn)題是越來(lái)越多的各種模式（modes）和邊界條件（corner cases）。如常見(jiàn)的模式就有正常模式、待機(jī)（Standby）模式、睡眠模式，這些模式和邊界條件加起來(lái)會(huì)有幾十種之多。其它廠商的工具常常只能針對(duì)一種模式和邊界條件進(jìn)行優(yōu)化，而Mentor的布局布線工具可以把這些情況統(tǒng)籌分析，找出相對(duì)均衡的一次性解決辦法。

憑借這些優(yōu)勢(shì)，Mentor贏得了中芯國(guó)際的信任，從Design Kit到DRC Sign-Off、OPC/RET和DFM，中芯國(guó)際在最先進(jìn)工藝中全部采用了Mentor的流程。這些領(lǐng)先的代工廠采用Mentor的產(chǎn)品還會(huì)起到示范作用，他們的客戶即IC設(shè)計(jì)公司也是我們的客戶，這些IC設(shè)計(jì)公司受到代工廠的影響后會(huì)轉(zhuǎn)而采用我們的工具。

EDN China：Mentor針對(duì)汽車電子市場(chǎng)推出了一系列的開(kāi)發(fā)工具，Mentor的出發(fā)點(diǎn)和這些產(chǎn)品的特點(diǎn)是什么？

張維德：汽車電子在整個(gè)電子產(chǎn)業(yè)中是增長(zhǎng)最快的部分之一。根據(jù)Strategy AnalyTIcs對(duì)中國(guó)市場(chǎng)的研究表明，從2004年到2015年，中國(guó)市場(chǎng)的復(fù)合年增長(zhǎng)率將保持在21.6%。賽迪顧問(wèn)對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的調(diào)查顯示，汽車電子占整車成本的比例在穩(wěn)步增長(zhǎng)，這個(gè)比例在2002年約為7%，預(yù)計(jì)到2010年會(huì)超過(guò)40%。與此相對(duì)應(yīng)的是，中國(guó)汽車電子企業(yè)缺乏研發(fā)平臺(tái)，沒(méi)有形成標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)和嚴(yán)格的質(zhì)量審核體系；零部件企業(yè)和整車企業(yè)之間缺乏有效的溝通；以自頂向下的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)為例，根據(jù)整車系統(tǒng)配置需求開(kāi)展項(xiàng)目合作的商業(yè)模式?jīng)]有完全建立起來(lái)。

而實(shí)際需求是，一款新車型要在兩年甚至低于兩年的時(shí)間內(nèi)推出，而且要增加越來(lái)越多的ECU和線束線纜，再加上安全和效率問(wèn)題，必須借助軟件工具才有可能實(shí)現(xiàn)。Mentor為此開(kāi)發(fā)了全方位的汽車電子電氣研發(fā)平臺(tái)，包括ECU硬件設(shè)計(jì)的PCB工具、ECU功能仿真分析的SystemVision、線束線纜設(shè)計(jì)的Cable Harness System平臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化設(shè)計(jì)的Volcano平臺(tái)。Volcano中有一個(gè)功能叫Vehicle Network Architect，可以實(shí)現(xiàn)自頂向下的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、根據(jù)整車網(wǎng)絡(luò)配置的需要、在零部件樣品實(shí)現(xiàn)前、分析和優(yōu)化整車網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)。SystemVision還可以對(duì)機(jī)械系統(tǒng)和電子系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)同仿真，能夠從MatLab中導(dǎo)入數(shù)據(jù)和算法。

在Mentor的研發(fā)平臺(tái)里，整車電子系統(tǒng)的配置需求是第一位的，并作為系統(tǒng)設(shè)計(jì)的輸入。研發(fā)平臺(tái)負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，并輸出相應(yīng)的配置。在整車需求的牽引下，不再需要零部件廠商提供樣機(jī)，在設(shè)計(jì)初期就可以對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行很好的驗(yàn)證。

開(kāi)發(fā)汽車電子產(chǎn)品不是用一兩個(gè)簡(jiǎn)單的仿真工具就可以解決的，Mentor的完整工具鏈可以幫助客戶實(shí)現(xiàn)自頂向下的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。上汽榮威等自主品牌的電子系統(tǒng)就是用Volcano設(shè)計(jì)的，韓國(guó)現(xiàn)代、Ford及Volvo也都是Mentor的用戶。

EDN China：低功耗設(shè)計(jì)是目前IC設(shè)計(jì)的焦點(diǎn)之一，Mentor對(duì)低功耗設(shè)計(jì)提出了哪些解決方案？

張維德：IC設(shè)計(jì)中一個(gè)重要趨勢(shì)是低功耗設(shè)計(jì)。低功耗設(shè)計(jì)在實(shí)現(xiàn)階段只能有10%~15%的影響，若要有大幅改善，低功耗設(shè)計(jì)要在架構(gòu)設(shè)計(jì)階段，即編寫(xiě)C和C++代碼、設(shè)計(jì)算法和功能的階段就予以考慮，要在這個(gè)階段就對(duì)芯片的實(shí)際功耗進(jìn)行仿真。否則到芯片設(shè)計(jì)的后端再進(jìn)行修改，不但收效甚微，而且代價(jià)高昂。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須要有高階的綜合法，從C開(kāi)始綜合，一直到門(mén)級(jí)，才能把功耗算得清楚，也要有高階的功能驗(yàn)證隨之配合。Mentor針對(duì)低功耗的設(shè)計(jì)支援UPF工作流程，利用高階綜合（Catapult C）找出最省電的架構(gòu)，并利用先進(jìn)的驗(yàn)證方式（Questa and OVM）在設(shè)計(jì)初期就完成低功耗設(shè)計(jì)的驗(yàn)證。針對(duì)設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)，Mentor最近剛剛花了9000萬(wàn)美元買(mǎi)下了Sierra公司，該公司的低功耗技術(shù)是一個(gè)強(qiáng)項(xiàng)，能夠針對(duì)多電壓布局布線做出最好的實(shí)現(xiàn)。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)，驗(yàn)證的工作占整個(gè)開(kāi)發(fā)流程的三分之二。針對(duì)此點(diǎn)，Mentor有一系列的工具來(lái)解決復(fù)雜度與日俱增的驗(yàn)證問(wèn)題，從一個(gè)系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)的建模與驗(yàn)證，在此平臺(tái)上，設(shè)計(jì)者可以進(jìn)行軟硬件功能劃分，結(jié)構(gòu)性功能分析，然后再將每單一模塊，通過(guò)C綜合的方式產(chǎn)生RTL級(jí)代碼，再經(jīng)由軟硬件系統(tǒng)驗(yàn)證的方式加以驗(yàn)證。此時(shí)，通過(guò)操作系統(tǒng)，可以具體地驗(yàn)證整個(gè)嵌入式系統(tǒng)，然后再利用Mentor的FPGA和PCB的工具，做出原型板，調(diào)試整個(gè)系統(tǒng)。

EDN China：各EDA公司都有自己的特色產(chǎn)品，但Mentor卻有其它公司所沒(méi)有的一個(gè)特殊產(chǎn)品，這就是實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)Nucleus。Mentor對(duì)Nucleus的定位是怎樣的？

張維德：根據(jù)我們的調(diào)查，在一個(gè)典型的SoC設(shè)計(jì)中，軟件跟硬件工程師的比例約為3:1。因此，Mentor的做法是不僅提供相對(duì)應(yīng)的IP，而且要幫助客戶利用Nucleus等工具將IP整合到系統(tǒng)中。除此以外，Mentor也提供一個(gè)針對(duì)手機(jī)的平臺(tái)Inflexion Platform，包括驅(qū)動(dòng)和軟件代碼，客戶可以在此架構(gòu)中用Mentor提供的API去定制手機(jī)接口，借此驗(yàn)證整個(gè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)差異化設(shè)計(jì)。Mentor也提供一個(gè)虛擬平臺(tái)，設(shè)計(jì)者可以在實(shí)體驗(yàn)證前（FPGA），在一個(gè)以軟硬件協(xié)同驗(yàn)證的環(huán)境里，經(jīng)由boot整個(gè)操作系統(tǒng)，去驗(yàn)證整個(gè)設(shè)計(jì)。最后再經(jīng)由Nucleus所提供的開(kāi)發(fā)系統(tǒng)去進(jìn)行實(shí)體驗(yàn)證。

Nucleus會(huì)跟Mentor其它產(chǎn)品做更緊密的結(jié)合，其中包括軟硬件協(xié)同驗(yàn)證環(huán)境、虛擬平臺(tái)的驗(yàn)證、IP的整合以及驅(qū)動(dòng)軟件的提供、硬件原型板的調(diào)試（ICE）、多核的調(diào)試、軟件效能的評(píng)估。例如，Nucleus與Volcano在汽車電子產(chǎn)品當(dāng)中用得就非常好。

EDN China：Mentor對(duì)自己在中國(guó)市場(chǎng)的前景有什么規(guī)劃？

張維德：很多國(guó)際大公司都把設(shè)計(jì)等方面的工作轉(zhuǎn)移到中國(guó)，而這些流程正好是Mentor的強(qiáng)項(xiàng)。中國(guó)的發(fā)展會(huì)是Mentor全球發(fā)展戰(zhàn)略中，最快也是最重要的一環(huán)，Mentor不但在技術(shù)上做好了準(zhǔn)備，在售后服務(wù)方面，Mentor也得到了用戶的贊譽(yù)和認(rèn)可。為了加速技術(shù)的轉(zhuǎn)移，我們翻譯出版了很多技術(shù)資料和書(shū)籍，并與很多大學(xué)開(kāi)展了教育訓(xùn)練計(jì)劃、針對(duì)性的產(chǎn)品推廣計(jì)劃，在DFM、驗(yàn)證技術(shù)和整車設(shè)計(jì)上將繼續(xù)保持領(lǐng)先，加上跨越式（leapfrog）的布局布線工具，Mentor在中國(guó)市場(chǎng)的成長(zhǎng)是可以預(yù)期的。Mentor也會(huì)為中國(guó)企業(yè)提供長(zhǎng)期有力的支持，幫助這些企業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品和技術(shù)上的不斷創(chuàng)新。