與全球龐大的電子產業和數字經濟產業相比，EDA的市場規模雖然有限（SEMI數據顯示，2021年EDA市場規模132.75億美元），卻支撐起了年產值數千億美元的IC制造行業、數萬億美元的電子產業、數十萬億美元的數字經濟產業。EDA作為這條倒金字塔產業鏈的基石，成為集成電路、電子信息、乃至數字經濟的有力賦能者。

如今，全球科技產業正迎來新一輪創新周期，5G、AI、智能汽車、IoT、云等細分市場的興起，將開啟一個全新的智能化時代。如何賦能數字經濟高質量發展？如何為產業升級注入源源不斷的動力？以EDA為代表的基礎技術變革越來越關鍵。

見證中國半導體產業快速發展

西門子EDA是第一家進入中國市場的外資EDA企業，今年也是它立足中國市場的第34年。

90年代起步時，西門子EDA以印刷電路板PCB業務為主。約在2000年前后，以上海張江高科技園區為代表的集成電路芯片制造公司開始涌現并集聚。當時，西門子EDA在芯片制造以及測試方面的軟件在全球高速成長，因此和廣大制造企業建立了緊密合作，促進了中國半導體制造業跟隨摩爾定律的演進和發展。

與此同時，伴隨中國市場對電子產品和通信設備的需求大幅增長，本土的芯片設計企業迎來了廣闊機會。對這些Fabless企業來說，EDA軟件就是他們最主要的工具之一，西門子EDA通過專業的電子設計自動化產品及服務，對企業的芯片設計/優化、加速產品的落地和創新起到了重要作用。

回顧過去，可以說西門子EDA伴隨了中國半導體產業的高速成長。通過先進的EDA工具、完整的解決方案、專業的服務，西門子EDA助力中國本土芯片設計公司和制造企業不斷提升競爭力，并且通過大學計劃、EDA工具的能力培訓等，對本土行業人才的持續培養，以及對中國芯片產業的快速發展起到了重要支撐。

應對半導體產業升級挑戰

2022年，半導體產業有一個標志性事件——高性能計算（HPC）芯片超越智能手機芯片，成為臺積電占比最大的芯片制造收入類別。除此之外，不斷涌現的AI應用，也在催生新一輪大算力芯片的創新。那么，EDA在推動芯片變革、促進產業升級方面，面臨著哪些新的機遇和挑戰？

西門子EDA全球副總裁兼中國區總經理凌琳談到，中國擁有全球第一的數據增量、增速，同時，中國市場有海量的數據分析運用場景，在此背景下，中國大力發展高性能計算、人工智能芯片將勢在必行。

而在這些芯片的開發和創新過程中，企業面臨的挑戰主要來自兩方面：一是Technology Scaling，即工藝節點隨著摩爾定律演進所產生的技術挑戰；二是Design Scaling，即芯片設計規模從幾十億晶體管到上萬億晶體管擴張所產生的挑戰。

這些新趨勢都需要EDA工具能夠與時俱進，通過新的方法論不斷滿足新需求。“在應對不斷增長的芯片設計挑戰方面，西門子EDA進行了頗多創新?！蔽鏖T子EDA 亞太區技術總經理Lincoln Lee（李立基）介紹，“以Tessent工具為例，其新功能SSN (Streaming Scan Network)，可以將測試數據通過總線傳輸到每個模塊中，并且動態調整每個模塊的數據量，使得所有模塊都能在同一時間完成測試，從而可以減少測試時間、降低成本。這種方式可以讓更多模塊同時進行測試，便于用戶擴大芯片規模，而無需增加成本和設計時間?！?/p>

此外，由于高性能計算芯片日益增長的性能需求和工藝節點推進的成本效益降低， 2.5D/3D異構集成正在成長。應對這一趨勢，西門子EDA在前端、后端設計中加入了更多方法。例如，在前端進行架構分析、3D IC的布局，驗證工作中的熱分析、機械應力分析等。

在滿足復雜芯片設計進行彈性擴展的需求方面，硬件加速器Veloce Strato+可以將4臺機器串聯起來實現容量120億門，目前已經有客戶成功地使用這種配置，進行了120億門的大規模芯片仿真。

汽車芯片對EDA提出新要求

在電動化和智能化轉型的驅動下，汽車領域的芯片創新活力不斷增強，一些新需求也由此產生，比如更多的差異化需求、系統公司與芯片公司越來越緊密的合作等，都對傳統EDA工具提出新要求。

“車規芯片的差異化需求非常多，一方面，體現在System Scaling，即多系統的連接、擴展方面，對多物理場仿真有高度要求；另一方面，車規芯片的功能安全、可靠性非常關鍵，對相應的軟件平臺要求很高。” 凌琳表示。

應對這些需求，作為科技公司的西門子將眼光放得很長遠，其致力于建立從虛擬世界到物理世界的完善數字孿生，并在西門子EDA的幫助下洞察從系統層面思考芯片設計的新需求和新挑戰，充分發揮西門子在工業軟件領先的電氣和機械設計、驗證建模解決方案與EDA工具的協同能力，提供多物理場仿真方面的顯著優勢，并且在功能安全和可靠性方面加大力量。

以PAVE360平臺為例，PAVE360是一個綜合的、以數字孿生為核心的仿真平臺，結合西門子的PLM軟件、EDA工具和硬件加速仿真器，為下一代自動駕駛系統芯片研發提供了一個跨汽車生態系統、多供應商協作的綜合環境。在自動駕駛系統還沒完成實物時，就能對系統核心的傳感/決策/執行范例進行完整的閉環驗證，在芯片投片之前就可以模擬和預估芯片的性能和功耗，解決自動駕駛系統的設計問題，而這些功能都已超越了傳統EDA的功能范疇。

除了汽車芯片開發本身的變化，供應鏈的合作方式也是非常顯著的改變。傳統上，芯片商處于供應鏈Tier 2位置，處于Tier 1位置的是系統公司，整車廠商OEM位于終端。但現在，越來越多的系統公司開始跨界造芯，他們或是建立自己的芯片部門，或是通過合作投資的方式來進行芯片開發。

對于這類合作，PAVE360可以幫助系統公司在芯片尚未開發完成時，就進行軟件和機械系統的協同設計，即所謂的“硅前設計”。此外，在PCB板設計階段，需要符合DRC或ERC規則以確保設計的正確性，芯片公司將這些規則整理成文檔，PCB板設計團隊就可以通過自動檢測來驗證是否符合芯片公司要求，從而使得芯片更容易應用于下游公司。通過這些特性，提升了合作效率和研發質量。

另一方面，當芯片制造完成并應用到汽車中，車輛出于安全要求，需要芯片不斷進行自我檢測、并在必要時報錯。為滿足該要求，西門子EDA在Tessent測試工具中提供了MissionMode產品，它能夠在車輛的整個生命周期（包括汽車啟動、關閉、行駛等不同狀態下），對芯片的功能安全進行檢測和自動報錯。

“Tier 2級別開發車載芯片比較關注的是功能安全，并需要滿足行業標準ISO26262。為了響應這些需求，我們收購了Austemper公司，能夠幫助用戶更有效地進行Faults Simulation Faults Grading，為ISO26262認證提供證明?！?Lincoln Lee（李立基）介紹，“我們致力于不斷完善供應鏈，為汽車芯片的研發和創新合作提供更有力的支撐?！?/p>

除了測試環節，在采購管理方面，西門子EDA提供Digital Thread（數字主線）可以將設計公司從采購零部件，到設計、制造的數據都進行打通。據了解，國內一家Tier 1公司，通過該方案減少了約20%的設計時間，并將用錯器件的數量減少到0。

擁抱AI，Work Smarter

隨著ChatGPT的爆火，各行各業都開始深入思考如何運用AI來改善業務流程、提升業務效率、并創造更好的用戶體驗。那么對于EDA工具來說，該如何擁抱AI大潮，從而變革芯片設計和驗證過程，從源頭為數字產業注入新動力？

事實上，西門子EDA很早就開始了對人工智能、機器學習技術的應用。多年前收購的加拿大公司Solido，可以提供兩大核心工具：一是在設計過程中進行工藝變動仿真時使用機器學習技術，另一種是在單元庫建庫時使用機器學習技術。與傳統的Monte Carlo方法相比，它能夠將仿真次數減少100-1000倍，從而節省了大量時間和CPU資源。

此外，西門子EDA在良率提升方面也使用了機器學習技術。通過對晶圓制造測試數據進行提取，并對報錯數據進行分析，再通過機器學習的方式找到缺陷所在，從而能夠大大提升產品良率。

今年，西門子EDA還發布了一款Verification IQ工具，它就是使用機器學習技術來實現數據驅動的驗證過程，加快了驗證的收斂速度。“正是由于這些AI新技術的運用，使得我們在驗證和仿真過程中，能夠Work Smarter，而不只是Work Harder。” Lincoln Lee（李立基）強調。

雙管齊下，加強對客戶的承諾

縱觀全球三大EDA公司的發展史，除了基礎研發和創新，也不乏通過收購的方式來進一步擴充產品線和技術領域，從而不斷加強其市場地位和競爭力。西門子EDA也是如此，一系列收購奠定了日益豐富的產品底蘊。

近年來，西門子先后對十幾家EDA軟件企業進行了收購。對此，凌琳談到，“EDA企業都需要兩條腿走路，一方面，要自研、優化產品，不斷推陳出新，以保持競爭力；另一方面，還需要通過收購來豐富產品序列，幫助客戶在進行產品設計開發時，能獲得更完整、便捷的服務。也正是通過自研+收購，極大加強了西門子EDA對客戶的承諾，更有利于客戶的產品落地和創新實現?！?/p>

在進行了一系列收購的同時，西門子EDA也非常重視研發創新。例如近年來推出的混合信號仿真工具Symphony Pro、用于物理驗證的Calibre-Recon，以及多個Tessent測試工具，包括針對汽車行業的Tessent MissionMode、用于大規模芯片測試的Tessent SSN (Streaming Scan Network)、針對3D IC堆疊測試的Tessent Multi-Die等。

不論是設計流程的各個環節，還是在Technology scaling、Design scaling方面的不斷推進，西門子EDA始終在加大創新、不斷推出更符合需求的產品和功能優化。

持續創新，多維驅動產業變革

進入2022年上半年，半導體產業進入了多重因素疊加影響的下行周期，不過，EDA產業仍保持著相對穩健的發展態勢。新形勢下，業界非常關注西門子EDA，將如何繼往開來、迎接新挑戰？

凌琳表示，西門子EDA在各個業務板塊都有大力投資和發展，當前主要有三大戰略支柱：首先，始終致力于為芯片設計、驗證、制造和測試提供更完善的解決方案；其次，先進封裝是一個業務重點，已經在2.5D/3D IC方面投入大量的解決方案、并推向市場；第三，也是西門子EDA的獨特優勢，作為電子系統PCB印刷電路板領域的領先公司，將繼續加強對可制造性解決方案的投入，以支撐更復雜的系統設計。

從客戶類型來看，西門子EDA既有IC客戶，也有系統客戶。Lincoln Lee（李立基）表示，在IC客戶的支持方面，將主要關注三個方向：一是向更先進工藝節點的演進，包括超摩爾定律的3D IC工藝演進等；二是面對不斷增大的芯片規模，要繼續研究新的方法論；三是支持客戶在芯片、軟件以及其他系統的協同設計。

系統客戶方面，西門子EDA將會注重數字孿生和數據管理方面的創新。一方面，盡可能通過數字孿生的方式在虛擬世界進行各類仿真實現，助力行業提高產品性能、降低成本；另一方面，將繼續與西門子數字化工業軟件深度協同，聚焦Digital Thread（數字主線），提供更全面的解決方案組合，優化產品設計和制造流程，提升整體競爭力，共同賦能產業變革和升級。

審核編輯：劉清