西門(mén)子EDA：構建數字化創(chuàng )新“底座”，驅動(dòng)智能未來(lái)

伴隨5G、汽車(chē)電子、人工智能及物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的不斷發(fā)展，全球半導體產(chǎn)業(yè)需求也保持持續增長(cháng)態(tài)勢，根據半導體行業(yè)權威機構世界半導體貿易統計協(xié)會(huì )（WSTS）發(fā)布的數據，2022年全球半導體市場(chǎng)預計增長(cháng)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)的數字化轉型，企業(yè)需要利用創(chuàng )新和數字化方法開(kāi)拓新的市場(chǎng)規則，將電氣、電子、軟件和機械與智能商業(yè)環(huán)境、智能工廠(chǎng)、智能基礎設施等系統整合為自成一體的生態(tài)系統，從而確立和鞏固市場(chǎng)領(lǐng)導者的地位，而這不僅僅意味著(zhù)作為數字化核心的半導體產(chǎn)業(yè)會(huì )呈現出指數級增長(cháng)，同時(shí)也意味著(zhù)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(kāi)發(fā)與迭代納入內部組織，或者與專(zhuān)業(yè)公司合作進(jìn)行IC定制，以形成差異化的競爭優(yōu)勢。

從EDA到系統，造就創(chuàng )新基石

EDA（電子設計自動(dòng)化）被譽(yù)為半導體產(chǎn)業(yè) “皇冠上的明珠”，如何通過(guò)技術(shù)革新，聯(lián)動(dòng)產(chǎn)業(yè)上下游應對逐漸增加的市場(chǎng)挑戰，是數字化時(shí)代下的EDA領(lǐng)域無(wú)法繞開(kāi)的核心命題。

2017年，專(zhuān)注于電氣自動(dòng)化、工業(yè)自動(dòng)化、工業(yè)數字化的西門(mén)子洞悉了將電子設計連接至大型系統的行業(yè)需求，收購Mentor Graphics（現西門(mén)子EDA），完善了其電子集成電路和系統設計、仿真及制造解決方案的布局，進(jìn)一步拓展了數字化企業(yè)軟件的整合能力；而承載了西門(mén)子EDA的西門(mén)子數字化工業(yè)軟件部門(mén)，也實(shí)現了跨工程學(xué)科的數字化生態(tài)系統設計，通過(guò)集成式產(chǎn)品設計解決方案幫助客戶(hù)樹(shù)立系統性思維。

在隨后的五年里，西門(mén)子陸續收購了一系列與芯片設計有關(guān)的公司，并將其并入西門(mén)子EDA，從布局布線(xiàn)軟件開(kāi)發(fā)商Avatar到IP解決方案供應商Fractal Technologies；從信息服務(wù)商Supplyframe到形式驗證軟件供應商O(píng)neSpin, 從監測和分析解決方案提供商UltraSoC到原型驗證解決方案proFPGA，西門(mén)子EDA在此基礎上不斷加固在布局布線(xiàn)技術(shù)、fab-to-field工廠(chǎng)現場(chǎng)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(hù)的數字化創(chuàng )新能力。

兩個(gè)方向，助力數字化進(jìn)程

具體而言，西門(mén)子EDA助力數字化創(chuàng )新的核心在于把握兩個(gè)基本方向：一個(gè)是以最終系統為導向的IC設計；另一個(gè)是針對PCB和下一代電子系統。

l  始于以最終系統為導向的IC設計

西門(mén)子EDA圍繞技術(shù)擴展，設計擴展與系統擴展提供滿(mǎn)足下一代IC設計的創(chuàng )新解決方案：其與晶圓代工廠(chǎng)合作伙伴和客戶(hù)密切合作，為每個(gè)新的技術(shù)節點(diǎn)提供簽核質(zhì)量的Calibre?物理驗證、光學(xué)近似效應修正（RET/OPC）和 Tessent測試與良率提升工具，以及先進(jìn)異構封裝解決方案，使客戶(hù)能夠使用芯粒（chiplets）和堆疊芯片的方法來(lái)開(kāi)發(fā)2.5D /3D IC封裝產(chǎn)品，從而幫助設計團隊滿(mǎn)足PPA要求；其新推出的Symphony Pro 平臺，以全面、直觀(guān)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(chǎn)效率比傳統解決方案提升多達10倍；同時(shí)，為了更好地應對不斷增長(cháng)的容量和計算能力挑戰，西門(mén)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(wù)，提供高性能的云配置。

面向大勢所趨的人工智能與機器學(xué)習技術(shù)，西門(mén)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(lái)驗證算法的總體性能，并在從C級設計到實(shí)施的整個(gè)流程中使用PowerPro功耗分析，確保設計不會(huì )偏離預期的功耗預算；同時(shí)，西門(mén)子EDA的Solido產(chǎn)品可利用機器學(xué)習快速進(jìn)行特征向量庫的生成和提取，以更少的時(shí)間實(shí)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(dòng)的良率分析（DDYA）方法，貫穿產(chǎn)品生命周期的完整測試，使用物理版圖數據來(lái)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(shí)間縮短75~90%。

針對系統設計與系統制造需求，西門(mén)子EDA的產(chǎn)品與西門(mén)子數字化工業(yè)軟件的解決方案相結合，提供真正的系統級、跨學(xué)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方案設計。西門(mén)子的PAVE360涵蓋了汽車(chē)軟、硬件子系統、整車(chē)模型、傳感器數據融合、交通流量等場(chǎng)景，還要覆蓋智能城市的仿真環(huán)境，以數字孿生為核心，為下一代自動(dòng)駕駛系統芯片的研發(fā)提供了一個(gè)跨汽車(chē)生態(tài)系統、多供應商協(xié)作的綜合環(huán)境，能夠對所有自動(dòng)駕駛系統核心的傳感/決策/執行范例進(jìn)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。

l  下一代電子系統設計的數字化

當IC設計不斷受到各種復雜性與高性能的沖擊時(shí)，PCB系統的設計也在面臨重重挑戰。為此，西門(mén)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(zhù)設計的復雜性進(jìn)行擴展，還可打造從設計到制造的數字主線(xiàn)，使設計團隊與制造部門(mén)能夠及時(shí)了解項目狀態(tài)，并在全球范圍內開(kāi)展跨工程領(lǐng)域的協(xié)作。

-         使用基于模型的系統工程（MBSE）方法，對來(lái)自電子、機械和軟件領(lǐng)域的子系統分別進(jìn)行功能建模，并在設計開(kāi)始前一起整合到系統架構級別的綜合數字孿生中。

-         建立以數字原型驅動(dòng)的驗證，搭建覆蓋整個(gè)研發(fā)流程的仿真驗證技術(shù)，將驗證流程“左移”至設計階段，減少重新設計，加速產(chǎn)品交付周期，實(shí)現降本增效。

-         搭建系統級設計的概念及技術(shù)，建立從高到低的映射分解。實(shí)現架構可參考的設計，以加速產(chǎn)品研發(fā)流程。

-         增強供應鏈彈性能力，依托西門(mén)子完整的數字集成系統設計平臺，并結合與制造、PLM 和企業(yè)流程無(wú)縫協(xié)作的能力，幫助企業(yè)加速數字化轉型。

深耕中國，構筑開(kāi)放生態(tài)，賦能產(chǎn)業(yè)可持續發(fā)展

今年是西門(mén)子進(jìn)入中國的第150年，也是西門(mén)子EDA立足中國的第三十三載。作為全球首個(gè)進(jìn)入中國市場(chǎng)的EDA企業(yè)，西門(mén)子EDA一直致力于聯(lián)合產(chǎn)學(xué)研多方力量，支持中國半導體產(chǎn)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(shù)支持服務(wù)，并多次參與國家科技部的IC孵化基地的建設。其市場(chǎng)表現也愈發(fā)強勁，2021財年，西門(mén)子EDA在EDA領(lǐng)域的全球市場(chǎng)份額從2016年的20%增加到24%，中國也成為EDA增速最快的區域市場(chǎng)，體現了與西門(mén)子軟件協(xié)同的后發(fā)實(shí)力。

針對EDA領(lǐng)域 “一將難求”的人才問(wèn)題，西門(mén)子EDA注重推動(dòng)中國IC行業(yè)人才培養的 “輸血”和“造血”， 積極深化與校企的多項合作，為行業(yè)的可持續發(fā)展增添動(dòng)力。到目前為止，西門(mén)子EDA已與中國80余所高等院校進(jìn)行合作，面向集成電路設計、電子系統設計和汽車(chē)電子設計等領(lǐng)域，建立EDA實(shí)驗室、技術(shù)培訓中心和人才培養計劃，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，其造就了數字產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵支撐點(diǎn)，西門(mén)子EDA深諳只有前瞻性地洞察到行業(yè)發(fā)展趨勢和市場(chǎng)需求，并持續有針對性地開(kāi)展研發(fā)投入，才有機會(huì )幫助客戶(hù)立于數字浪潮之巔。

未來(lái)，西門(mén)子EDA將進(jìn)一步聯(lián)動(dòng)西門(mén)子X(jué)celerator的資源與優(yōu)勢，攜手產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同創(chuàng )新，打好數字化創(chuàng )新“底座”，推動(dòng)千行百業(yè)的數字化、智能化發(fā)展。