近日，EETOP專訪西門子EDA全球副總裁兼中國區總經理凌琳。凌琳表示：“近年來，市場對EDA軟件廠商提出的要求越來越高，一方面是先進工藝節點面臨的新挑戰新問題需要解決，另一方面是面向汽車領域的機械電子電氣以及嵌入式軟件等協同設計和多物理場仿真需求需要得到滿足。西門子EDA一直在不斷地自我修煉，現在依靠西門子集團強大的財力，兼并收購在完善傳統EDA的產品線，實現EDA跨越領域的擴張兩個方面齊頭并進，獲得了飛快的發展，以幫助我們的客戶迎接未來各種挑戰。”

縱觀EDA三大巨頭過去三十多年的發展歷程，不難發現，“研發持續投入資金，并重點打造拳頭產品”一直以來都是他們的首要原則。EDA公司的持續發展永遠不能止步于一時的技術領先，需要前瞻性地正確地預判到行業的未來發展趨勢及市場需求，并持續地前瞻性進行大筆的研發投資，才有可能帶來一次又一次技術創新和商業上的突破。

芯片設計的未來之路

伴隨著集成電路產業的高速發展，其設計和生產的復雜程度已經空前提高。EDA工具作為集成電路設計和制造流程的支撐，是集成電路設計方法學的載體，同時也是連接設計和制造兩個環節的紐帶和橋梁，其細分領域越來越繁多，技術迭代速度越來越快。

趨勢一：驗證需求更大

過去十年中，驗證成本的增長速度遠高于設計成本。在EDA出現之前，開發者必須手工完成集成電路的設計、布線等工作，之后工業界開始使用幾何光學方法來制造掩模版。到了七十年代中后期，開發人員不再滿足于自動完成掩膜草圖，開始嘗試將整個設計過程自動化。八十年代，隨著VHDL、Verilog、以及Simulator的出現，IC設計與仿真開始有規范化的硬件描述語言和標準。而近年來，一方面，受摩爾定律放緩的影響，芯片設計方法學出現了根本性的改變。SoC以及Chiplet開始取代ASIC的設計方法不斷演進。另一方面，人工智能、5G、邊緣計算、自動駕駛等新興技術及應用需求也對芯片設計帶來了全新的挑戰，包括工藝要求的提升、應用場景的多樣化、整體設計規模及成本不斷攀升等等。

凌琳分享說，其實早在2003年左右，當時的Mentor Graphics就提出：無論是人力還是資源，將來IC驗證要比IC設計需求量更大。業內也有數據表明，將來IC設計中，70%都是與驗證相關的。事實證明，這并非危言聳聽，而是高瞻遠矚的預見。

凌琳認為，無論是先進工藝尺寸越來越小的芯片，還是復雜度和規模都越來越大SoC，成本都節節攀升。芯片設計公司無法容忍研發的不成功，尤其是初創公司，更是不可能承受多次流片失敗之重。在當前整個IC設計中，設計的驗證工作量和覆蓋面已經變得越來越重要，它不僅要求能夠可以幫助客戶從模塊設計到整個SoC的設計進行功能驗證仿真，還必須實現將來進入哪些子系統或更復雜系統的軟硬件協同驗證、復雜應用場景的功能性驗證等等。

驗證涵蓋的面要非常廣。首先是虛擬仿真環節，通過仿真芯片中的各種IP進行性能評估，提早發現問題并指導設計方向，從而可以大幅縮短IC設計的整體研發時間；之后，SOC逐步完善成型，需要硬件加速仿真器進行輔助調試；隨著芯片設計的不斷完善，還需要進行功耗和性能的預先評估，甚至需要把軟件工作負載導入到硬件加速仿真器上進行評估；最后，當開始應用層軟件需要實驗性測試時，還需要用復雜的FPGA原型測試系統進行軟硬件協同仿真。

當前，大部分IC驗證還只是處在對整個SoC的驗證。也有業界同仁倡導，設計的時候可以用更高階的語言如C、C++、System C來編寫，實現更完美的一些功能。凌琳表示，隨著日益復雜的芯片驗證和軟硬件系統協同開發的迫切需求，驗證確實需要更高階的驗證方法，西門子EDA在功能驗證工具演進方面，一直都處于業界領先的地位，并且一直致力于將更多跨領域的知識融合、集中在一起，助力客戶加速芯片的設計、驗證。西門子EDA今年隆重推出的一系列Veloce硬件加速仿真系統產品，就是將虛擬平臺（Virtual Lab）、硬件加速仿真（Accelerator & Emulator）和FPGA原型驗證（Prototyping）技術融于一身，在一個平臺上實現全流程硬件驗證，是業界首個完整的集成式解決方案，為硬件加速仿真單一平臺化開創了一個全新的EDA方法。

 

趨勢二：Chiplet

在后摩爾時代，由“摩爾定律”驅動的芯片集成度和復雜度持續提升將為EDA工具發展帶來新的需求，其中Chiplet 被認為是后摩爾時代繼續提升芯片規模和密度的重要技術之一。Chiplet其實就是多個芯粒通過先進的封裝技術形成的 SiP。它將不同工藝節點和不同材質的芯片通過先進的集成技術（如3D集成技術）封裝集成在一起，形成一個系統芯片，實現了一種新形式的IP復用。這一過程需要EDA工具提供全面支持，促進EDA技術應用的延伸拓展。

凌琳非常認同Chiplet是未來芯片發展非常重要的一個技術，它是芯片技術往更寬泛應用、更高效能方向發展的必然選擇！據介紹，從EDA的角度，西門子EDA已經做了很多技術準備，而且跟很多業界一流廠商都已經成功做出過樣片。不過，Chiplet的發展仍缺乏統一的規則，包括測試驗證、封裝等規則，尤其是互聯的規則。目前，Chiplet還在演進的過程中，只有越來越多的芯片設計公司開始用Chiplet來做設計的時候，才會促使整個生態更成熟更穩定。但毋庸置疑的是，Chiplet是未來非常值得期待的一個方向。

趨勢三：EDA上云

芯片設計上云是當前IC設計的另一個重點方向。云上EAD也首當其沖，成為熱點。凌琳解釋說：“業界有一個誤解。一直說上云，其實不是上云，而是用EDA技術，加上云計算的能力，以及數據中心的能力，來加強EDA對支撐芯片企業設計和制造的過程。”

EDA是芯片設計中最底層也是最關鍵的技術，它一端連接著創新嚴謹的IC設計師，另一端則連接著日新月異的數字世界。我們正走向數據爆炸的時代，芯片的技術架構也跟隨著市場的需要在不斷轉變，從云轉到邊緣計算會有一個爆炸性的增長。從云到端，所有的節點，對于計算的算力性能或者是功耗是不一樣的。凌琳認為，當前我們需要解決的問題是如何用更大的算力來支撐更龐大規模的設計、運算、仿真，這些相應的需求，對于IC設計和制造的上下游來說，是最需要解決的問題。行業迫切需要真正解決最高峰值算力的軟硬件解決方案，并希望可以靈活采用、快速部署。這是當前要解決的問題，也是將來的必然趨勢。

 

“云上EDA”融合了EDA技術與云端運算性能和存儲優勢，能解決大型芯片設計面臨的算力缺口問題，為開發者提供價格便宜的、實時可用的算力，且研發環境部署簡單快捷、高度協同，還可獲得專家實時響應和支持。一直以來，半導體的芯片設計，尤其是IP，對任何公司都是非常寶貴的。他們不希望被人以任何方式盜取其中的核心知識產權。也是基于此，大多數芯片公司都傾向于采用私有云。這就帶來一個新的挑戰，即如何有效控制成本效益？

如何真正實現云上EDA的廣泛使用，確實仍是業界同仁共同努力的方向。基本上大多數大型的EDA公司都有各自的部署方式，不過大體都是圍繞如何解決峰值算力的解決方案。西門子EDA目前已經比較行之有效的方式是，在全球范圍內，與大型云服務商、聯盟一起合作，包括中國的一些特殊的云服務商，為客戶提供定制化的解決方案，尤其是某些客戶特別大的設計挑戰。

在云服務領域，重視生態合作，對EDA公司來說，尤為重要。凌琳介紹說：“西門子EDA已經深度參與到整個生態的構建。單說芯片還是有點小，我們更是看到來很多超越芯片的應用。西門子EDA不僅要往深度挖掘機會，更在向寬泛的廣度進行探索。我們將繼續深化與合作伙伴的協同發展，致力于為半導體產業帶來更高效、更安全、更可靠，并且靈活度更高的云端解決方案！”

70余次并購，成就今天的西門子EDA

通過持續的兼并收購來迅速補全領先產品，進一步延伸其它產品線，是EDA產業發展的常態。據不完全統計，自EDA于上世紀八九十年代發展至今，整個產業發生的并購案總量不少于300例！作為EDA三大巨頭的西門子EDA，一直秉持以自主創新為主并購擴張為輔的技術發展路線。

西門子EDA的前身是Mentor Graphics，是西門子于2016年花45億美元收購而來。凌琳表示：“從滿足客戶的角度說，我們的肩膀變得更加寬闊了！”據了解，自Mentor Graphics成立至今，到今天的西門子EDA，先后進行了70余次企業兼并與收購。

自收購之后，Mentor Graphics就成為西門子數字化工業軟件的一部分，雙方自此走向強強聯合的道路，不僅EDA銷售額逐年提升，全球市占率也逐年提高。凌琳介紹，自并入西門子之后的這5年左右的時間，西門子已經收購了七八家公司并入西門子EDA，進而進一步拓寬EDA產品的覆蓋面，賦能更多應用場景，2021年更是大豐收的一年。

2021年的4次EDA收購案

2021年5月，西門子EDA收購IP確認解決方案供應商Fractal Technologies

Fractal的產品包括一套完整的IP驗證和比對檢查組件，應用于芯片代工廠、IP供應商、集成組件制造商，以及無芯片廠半導體公司，通過提供高品質和完整的設計數據來加速投片時間并提升芯片結果。據悉，收購后，西門子EDA計劃把Fractal的技術帶到Xcelerator產品組合，成為EDA IC驗證產品組件的一部分。此外，Fractal產品將納入Solido軟件產品系列。Solido的機器學習技術可使IP從成熟技術實現到先進的尖端制程節點時，克服設計可變性和單元庫驗證的困難。

現今的半導體設計團隊正尋求各種可能的方式，力求盡快把先進、高品質的SoC推向市場。借由收購Fractal Technologies，可以協助西門子EDA的客戶更快、更容易驗證集成電路（IC）設計中使用的內部和外部IP及單元庫，進而提高整體品質并加快產品上市進程。

2021年5月，收購Supplyframe

Supplyframe是一家在電子供應鏈進行布局的美國電子制造的信息服務商。此次收購，通過軟件及服務（SaaS），不僅大大增強西門子EDA在電子設計自動化（EDA）和印刷電路板（PCB）領域的設計能力，同時也助力西門子EDA提高敏捷性，并基于全面的信息做出高度明智的決策，從而幫助客戶降低成本。

2021年6月，收購proFPGA原型驗證解決方案

通過此次收購，西門子可以將用于實驗室和桌面環境的可擴展、高性能原型驗證平臺更完整地集成到 Veloce 硬件輔助驗證系統中，進一步增強了西門子EDA的 Veloce Primo 企業級 FPGA 原型驗證系統和 Veloce Strato+ 硬件加速仿真解決方案，助力西門子EDA在統一的軟件編程模型下能全面滿足客戶對于快速驗證周期的需求。

2021年9月，收購OneSpin Solution

OneSpin Solutions 總部位于倫敦，是一家領先的形式驗證軟件供應商，致力于幫助用戶確保集成電路(IC)的完整性，實現功能正確、安全、可信且可靠的IC設計。OneSpin的Quantify解決方案為形式驗證提供了精確、準確的驗證覆蓋率測量，是市場上獨樹一幟的高精確度、卓越性能解決方案隨著OneSpin Solution的加入，為西門子EDA帶來功能強大的IC完整性驗證解決方案和卓越的技術知識，以及廣泛的自動化形式驗證應用組合。

寫在最后

EDA市場長期被國外三大巨頭壟斷，國產EDA雖然發展的較早，但是由于多方面原因，并未得到長足發展。近年來，隨著集成電路產業上下游協同顯著增強，國家和市場對國產EDA行業的重視程度不斷增加，國產EDA迎來了重要的發展機遇。我們期待，EDA行業巨頭中，也能有國產的身影！

 

2021年1月，西門子將Mentor Graphics更名為Siemens EDA。坐擁西門子豐厚財力之后的Mentor Graphics，也就是現在的西門子EDA，從2016年至今，產品覆蓋面得到大幅度的提升。之前，Mentor更多地是關注電子和芯片，并入西門子之后，向內可以提供更全面包括機械電氣、嵌入式軟件的和電子的更寬泛的平臺，以及可以將各個子系統，超級系統串聯到一起的綜合解決方案；向外，可以把微觀芯片集成到更大的印刷電路板上，同時對系統、機械系統都能提供跨領域的仿真。

EDA市場長期被國外三大巨頭壟斷，國產EDA雖然發展的較早，但是由于多方面原因，并未得到長足發展。近年來，隨著集成電路產業上下游協同顯著增強，國家和市場對國產EDA行業的重視程度不斷增加，國產EDA迎來了重要的發展機遇。我們期待，EDA行業巨頭中，也能有國產的身影！