伴隨5G、汽車電子、人工智能及物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的不斷發(fā)展，全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)需求也保持持續(xù)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，根據(jù)半導(dǎo)體行業(yè)權(quán)威機(jī)構(gòu)世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計(jì)協(xié)會(huì)(WSTS)發(fā)布的數(shù)據(jù)，2022年全球半導(dǎo)體市場(chǎng)預(yù)計(jì)增長(zhǎng)16.3%。
與此同時(shí)，新技術(shù)的落地與融合也進(jìn)一步加速各行各業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，企業(yè)需要利用創(chuàng)新和數(shù)字化方法開拓新的市場(chǎng)規(guī)則，將電氣、電子、軟件和機(jī)械與智能商業(yè)環(huán)境、智能工廠、智能基礎(chǔ)設(shè)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(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者的地位，而這不僅僅意味著作為數(shù)字化核心的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)會(huì)呈現(xiàn)出指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，同時(shí)也意味著更復(fù)雜、更精細(xì)的差異化IC需求，在這種趨勢(shì)下，很多企業(yè)都將芯片的開發(fā)與迭代納入內(nèi)部組織，或者與專業(yè)公司合作進(jìn)行IC定制，以形成差異化的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
從EDA到系統(tǒng)，造就創(chuàng)新基石
EDA(電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化)被譽(yù)為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè) “皇冠上的明珠”，如何通過技術(shù)革新，聯(lián)動(dòng)產(chǎn)業(yè)上下游應(yīng)對(duì)逐漸增加的市場(chǎng)挑戰(zhàn)，是數(shù)字化時(shí)代下的EDA領(lǐng)域無(wú)法繞開的核心命題。
2017年，專注于電氣自動(dòng)化、工業(yè)自動(dòng)化、工業(yè)數(shù)字化的西門子洞悉了將電子設(shè)計(jì)連接至大型系統(tǒng)的行業(yè)需求，收購(gòu)Mentor Graphics(現(xiàn)西門子EDA)，完善了其電子集成電路和系統(tǒng)設(shè)計(jì)、仿真及制造解決方案的布局，進(jìn)一步拓展了數(shù)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(shù)字化工業(yè)軟件部門，也實(shí)現(xiàn)了跨工程學(xué)科的數(shù)字化生態(tài)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，通過集成式產(chǎn)品設(shè)計(jì)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(gòu)了一系列與芯片設(shè)計(jì)有關(guān)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(yīng)商Fractal Technologies;從信息服務(wù)商Supplyframe到形式驗(yàn)證軟件供應(yīng)商OneSpin, 從監(jiān)測(cè)和分析解決方案提供商UltraSoC到原型驗(yàn)證解決方案proFPGA，西門子EDA在此基礎(chǔ)上不斷加固在布局布線技術(shù)、fab-to-field工廠現(xiàn)場(chǎng)分析能力、集成電路完整性驗(yàn)證解決方案以及驗(yàn)證IP模塊和設(shè)計(jì)等方面的能力，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，從根本上提升客戶的數(shù)字化創(chuàng)新能力。
兩個(gè)方向，助力數(shù)字化進(jìn)程
具體而言，西門子EDA助力數(shù)字化創(chuàng)新的核心在于把握兩個(gè)基本方向：一個(gè)是以最終系統(tǒng)為導(dǎo)向的IC設(shè)計(jì);另一個(gè)是針對(duì)PCB和下一代電子系統(tǒng)。
▲始于以最終系統(tǒng)為導(dǎo)向的IC設(shè)計(jì)
西門子EDA圍繞技術(shù)擴(kuò)展，設(shè)計(jì)擴(kuò)展與系統(tǒng)擴(kuò)展提供滿足下一代IC設(shè)計(jì)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(gè)新的技術(shù)節(jié)點(diǎn)提供簽核質(zhì)量的Calibre?物理驗(yàn)證、光學(xué)近似效應(yīng)修正(RET/OPC)和 Tessent測(cè)試與良率提升工具，以及先進(jìn)異構(gòu)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(lái)開發(fā)2.5D /3D IC封裝產(chǎn)品，從而幫助設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)滿足PPA要求;其新推出的Symphony Pro 平臺(tái)，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，使得生產(chǎn)效率比傳統(tǒng)解決方案提升多達(dá)10倍;同時(shí)，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。
面向大勢(shì)所趨的人工智能與機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，西門子EDA提供高階綜合工具——Catapult HLS，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)可將C代碼綜合為RTL代碼，然后使用Catapult HLS來(lái)驗(yàn)證算法的總體性能，并在從C級(jí)設(shè)計(jì)到實(shí)施的整個(gè)流程中使用PowerPro功耗分析，確保設(shè)計(jì)不會(huì)偏離預(yù)期的功耗預(yù)算;同時(shí)，西門子EDA的Solido產(chǎn)品可利用機(jī)器學(xué)習(xí)快速進(jìn)行特征向量庫(kù)的生成和提取，以更少的時(shí)間實(shí)現(xiàn)更高的驗(yàn)證精度，并將所得數(shù)據(jù)以可視化方式呈現(xiàn);而Tessent測(cè)試與良率提升工具可提供診斷驅(qū)動(dòng)的良率分析(DDYA)方法，貫穿產(chǎn)品生命周期的完整測(cè)試，使用物理版圖數(shù)據(jù)來(lái)改善測(cè)試和良率分析，可將發(fā)現(xiàn)良率損失根本原因的周期時(shí)間縮短75~90%。
針對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與系統(tǒng)制造需求，西門子EDA的產(chǎn)品與西門子數(shù)字化工業(yè)軟件的解決方案相結(jié)合，提供真正的系統(tǒng)級(jí)、跨學(xué)科、綜合性的數(shù)字孿生，考量從芯片設(shè)計(jì)到機(jī)電一體化的系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)。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(shù)據(jù)融合、交通流量等場(chǎng)景，還要覆蓋智能城市的仿真環(huán)境，以數(shù)字孿生為核心，為下一代自動(dòng)駕駛系統(tǒng)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，能夠?qū)λ凶詣?dòng)駕駛系統(tǒng)核心的傳感/決策/執(zhí)行范例進(jìn)行完整的閉環(huán)驗(yàn)證，在芯片投片之前就可以模擬和預(yù)估芯片的性能和功耗。
▲下一代電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的數(shù)字化
當(dāng)IC設(shè)計(jì)不斷受到各種復(fù)雜性與高性能的沖擊時(shí)，PCB系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也在面臨重重挑戰(zhàn)。為此，西門子EDA幫助企業(yè)打造五項(xiàng)核心轉(zhuǎn)型能力，提前構(gòu)建下一代電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的數(shù)字化之道：
- 為設(shè)計(jì)企業(yè)搭建新一代PCB設(shè)計(jì)環(huán)境，既可以隨著設(shè)計(jì)的復(fù)雜性進(jìn)行擴(kuò)展，還可打造從設(shè)計(jì)到制造的數(shù)字主線，使設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)與制造部門能夠及時(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。
- 使用基于模型的系統(tǒng)工程(MBSE)方法，對(duì)來(lái)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。
- 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。
- 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。
- 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(wú)縫協(xié)作的能力，幫助企業(yè)加速數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
深耕中國(guó), 構(gòu)筑開放生態(tài), 賦能產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展
今年是西門子進(jìn)入中國(guó)的第150年，也是西門子EDA立足中國(guó)的第三十三載。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)，并多次參與國(guó)家科技部的IC孵化基地的建設(shè)。其市場(chǎng)表現(xiàn)也愈發(fā)強(qiáng)勁，2021財(cái)年，西門子EDA在EDA領(lǐng)域的全球市場(chǎng)份額從2016年的20%增加到24%，中國(guó)也成為EDA增速最快的區(qū)域市場(chǎng)，體現(xiàn)了與西門子軟件協(xié)同的后發(fā)實(shí)力。
針對(duì)EDA領(lǐng)域 “一將難求”的人才問題，西門子EDA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。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)和汽車電子設(shè)計(jì)等領(lǐng)域，建立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。
無(wú)論大環(huán)境如何瞬息萬(wàn)變，創(chuàng)新始終是不竭的生命力。EDA行業(yè)的背后是技術(shù)密集型的高精尖軟件匯聚，其造就了數(shù)字產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵支撐點(diǎn)，西門子EDA深諳只有前瞻性地洞察到行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)和市場(chǎng)需求，并持續(xù)有針對(duì)性地開展研發(fā)投入，才有機(jī)會(huì)幫助客戶立于數(shù)字浪潮之巔。
（轉(zhuǎn)載）
