伴隨5G、汽車電子、人工智能及物聯網等技術的不斷發(fā)展，全球半導體產業(yè)需求也保持持續(xù)增長態(tài)勢，根據半導體行業(yè)權威機構世界半導體貿易統(tǒng)計協會(WSTS)發(fā)布的數據，2022年全球半導體市場預計增長16.3%。
與此同時，新技術的落地與融合也進一步加速各行各業(yè)的數字化轉型，企業(yè)需要利用創(chuàng)新和數字化方法開拓新的市場規(guī)則，將電氣、電子、軟件和機械與智能商業(yè)環(huán)境、智能工廠、智能基礎設施等系統(tǒng)整合為自成一體的生態(tài)系統(tǒng)，從而確立和鞏固市場領導者的地位，而這不僅僅意味著作為數字化核心的半導體產業(yè)會呈現出指數級增長，同時也意味著更復雜、更精細的差異化IC需求，在這種趨勢下，很多企業(yè)都將芯片的開發(fā)與迭代納入內部組織，或者與專業(yè)公司合作進行IC定制，以形成差異化的競爭優(yōu)勢。
從EDA到系統(tǒng)，造就創(chuàng)新基石
EDA(電子設計自動化)被譽為半導體產業(yè) “皇冠上的明珠”，如何通過技術革新，聯動產業(yè)上下游應對逐漸增加的市場挑戰(zhàn)，是數字化時代下的EDA領域無法繞開的核心命題。
2017年，專注于電氣自動化、工業(yè)自動化、工業(yè)數字化的西門子洞悉了將電子設計連接至大型系統(tǒng)的行業(yè)需求，收購Mentor Graphics(現西門子EDA)，完善了其電子集成電路和系統(tǒng)設計、仿真及制造解決方案的布局，進一步拓展了數字化企業(yè)軟件的整合能力;而承載了西門子EDA的西門子數字化工業(yè)軟件部門，也實現了跨工程學科的數字化生態(tài)系統(tǒng)設計，通過集成式產品設計解決方案幫助客戶樹立系統(tǒng)性思維。
在隨后的五年里，西門子陸續(xù)收購了一系列與芯片設計有關的公司，并將其并入西門子EDA，從布局布線軟件開發(fā)商Avatar到IP解決方案供應商Fractal Technologies;從信息服務商Supplyframe到形式驗證軟件供應商OneSpin, 從監(jiān)測和分析解決方案提供商UltraSoC到原型驗證解決方案proFPGA，西門子EDA在此基礎上不斷加固在布局布線技術、fab-to-field工廠現場分析能力、集成電路完整性驗證解決方案以及驗證IP模塊和設計等方面的能力，逐漸完善涵蓋IC設計與驗證、IC封裝與制造、電子系統(tǒng)以及延伸至產品生命周期管理(PLM)及分析領域的全鏈條解決方案，從根本上提升客戶的數字化創(chuàng)新能力。
兩個方向，助力數字化進程
具體而言，西門子EDA助力數字化創(chuàng)新的核心在于把握兩個基本方向：一個是以最終系統(tǒng)為導向的IC設計;另一個是針對PCB和下一代電子系統(tǒng)。
▲始于以最終系統(tǒng)為導向的IC設計
西門子EDA圍繞技術擴展，設計擴展與系統(tǒng)擴展提供滿足下一代IC設計的創(chuàng)新解決方案：其與晶圓代工廠合作伙伴和客戶密切合作，為每個新的技術節(jié)點提供簽核質量的Calibre?物理驗證、光學近似效應修正(RET/OPC)和 Tessent測試與良率提升工具，以及先進異構封裝解決方案，使客戶能夠使用芯粒(chiplets)和堆疊芯片的方法來開發(fā)2.5D /3D IC封裝產品，從而幫助設計團隊滿足PPA要求;其新推出的Symphony Pro 平臺，以全面、直觀的可視化調試集成環(huán)境支持新的Accellera標準化驗證方法，使得生產效率比傳統(tǒng)解決方案提升多達10倍;同時，為了更好地應對不斷增長的容量和計算能力挑戰(zhàn)，西門子EDA還提供一系列云計算解決方案，為計算密集型驗證任務，提供高性能的云配置。
面向大勢所趨的人工智能與機器學習技術，西門子EDA提供高階綜合工具——Catapult HLS，設計團隊可將C代碼綜合為RTL代碼，然后使用Catapult HLS來驗證算法的總體性能，并在從C級設計到實施的整個流程中使用PowerPro功耗分析，確保設計不會偏離預期的功耗預算;同時，西門子EDA的Solido產品可利用機器學習快速進行特征向量庫的生成和提取，以更少的時間實現更高的驗證精度，并將所得數據以可視化方式呈現;而Tessent測試與良率提升工具可提供診斷驅動的良率分析(DDYA)方法，貫穿產品生命周期的完整測試，使用物理版圖數據來改善測試和良率分析，可將發(fā)現良率損失根本原因的周期時間縮短75~90%。
針對系統(tǒng)設計與系統(tǒng)制造需求，西門子EDA的產品與西門子數字化工業(yè)軟件的解決方案相結合，提供真正的系統(tǒng)級、跨學科、綜合性的數字孿生，考量從芯片設計到機電一體化的系統(tǒng)方案設計。西門子的PAVE360涵蓋了汽車軟、硬件子系統(tǒng)、整車模型、傳感器數據融合、交通流量等場景，還要覆蓋智能城市的仿真環(huán)境，以數字孿生為核心，為下一代自動駕駛系統(tǒng)芯片的研發(fā)提供了一個跨汽車生態(tài)系統(tǒng)、多供應商協作的綜合環(huán)境，能夠對所有自動駕駛系統(tǒng)核心的傳感/決策/執(zhí)行范例進行完整的閉環(huán)驗證，在芯片投片之前就可以模擬和預估芯片的性能和功耗。
▲下一代電子系統(tǒng)設計的數字化
當IC設計不斷受到各種復雜性與高性能的沖擊時，PCB系統(tǒng)的設計也在面臨重重挑戰(zhàn)。為此，西門子EDA幫助企業(yè)打造五項核心轉型能力，提前構建下一代電子系統(tǒng)設計的數字化之道：
- 為設計企業(yè)搭建新一代PCB設計環(huán)境，既可以隨著設計的復雜性進行擴展，還可打造從設計到制造的數字主線，使設計團隊與制造部門能夠及時了解項目狀態(tài)，并在全球范圍內開展跨工程領域的協作。
- 使用基于模型的系統(tǒng)工程(MBSE)方法，對來自電子、機械和軟件領域的子系統(tǒng)分別進行功能建模，并在設計開始前一起整合到系統(tǒng)架構級別的綜合數字孿生中。
- 建立以數字原型驅動的驗證，搭建覆蓋整個研發(fā)流程的仿真驗證技術，將驗證流程“左移”至設計階段，減少重新設計，加速產品交付周期，實現降本增效。
- 搭建系統(tǒng)級設計的概念及技術，建立從高到低的映射分解。實現架構可參考的設計，以加速產品研發(fā)流程。
- 增強供應鏈彈性能力，依托西門子完整的數字集成系統(tǒng)設計平臺，并結合與制造、PLM 和企業(yè)流程無縫協作的能力，幫助企業(yè)加速數字化轉型。
深耕中國, 構筑開放生態(tài), 賦能產業(yè)可持續(xù)發(fā)展
今年是西門子進入中國的第150年，也是西門子EDA立足中國的第三十三載。作為全球首個進入中國市場的EDA企業(yè)，西門子EDA一直致力于聯合產學研多方力量，支持中國半導體產業(yè)發(fā)展，為中國眾多重大集成電路制造企業(yè)提供技術支持服務，并多次參與國家科技部的IC孵化基地的建設。其市場表現也愈發(fā)強勁，2021財年，西門子EDA在EDA領域的全球市場份額從2016年的20%增加到24%，中國也成為EDA增速最快的區(qū)域市場，體現了與西門子軟件協同的后發(fā)實力。
針對EDA領域 “一將難求”的人才問題，西門子EDA注重推動中國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合作，為行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展增添動力。到目前為止，西門子EDA已與中國80余所高等院校進行合作，面向集成電路設計、電子系統(tǒng)設計和汽車電子設計等領域，建立EDA實驗室、技術培訓中心和人才培養(yǎng)計劃，為打造行業(yè)“人才蓄水池”而努力。
無論大環(huán)境如何瞬息萬變，創(chuàng)新始終是不竭的生命力。EDA行業(yè)的背后是技術密集型的高精尖軟件匯聚，其造就了數字產業(yè)的關鍵支撐點，西門子EDA深諳只有前瞻性地洞察到行業(yè)發(fā)展趨勢和市場需求，并持續(xù)有針對性地開展研發(fā)投入，才有機會幫助客戶立于數字浪潮之巔。
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