了不起的西门子EDA

半导体行业观察 · 半导体行业观察·2022-07-30 10:20

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在2017年被西门子收购以后,业界很多人对EDA巨头Mentor Graphics的未来发展充满了疑问。


当时,有一位名为Johny Cooley的资深从业人员就这桩收购在网站deepchip发起了一个调研。结果显示,在参与讨论的238个芯片工程师中,仅有29%的人认为这是一个好交易,接近46%的人对这单交易持有一个悲观的态度。当中,看衰者大多是不确定西门子是否做好充足的准备来好好投资Mentor Graphics。但乐观者表示,借助西门子本身的实力和财力,Mentor Graphics一定能够在EDA世界更有作为。


到今年,这单轰动产业的收购已经跨入了第五个年头。其过去多年的发展以及财务数据已经说明——无论是对于西门子还是已经改名为“西门子EDA”的Mentor Graphics而言,他们都做了一个正确的确定。


这也印证了Mentor当时CEO在发给员工的信里说的:“Siemens is not looking to gut the company for a couple of assets, but rather is looking to invest more in helping us to grow.”


收购继续,业绩增长


正如大家所了解的一样,包括西门子EDA在内的EDA三巨头除了自研产品以外,收购是构建他们护城河的另一个重要手段。其实把这个思路的范围扩大点,西门子当初收购Mentor Graphics,就是基于这样的一个扩张策略。


西门子EDA全球副总裁兼中国区总经理凌琳在日前举办的一场媒体会上也指出:“一路走来,西门子在软件层面不断加大筹码。迄今为止,公司在该领域已经投资超过110亿欧元,逐渐实现了工业软件排名第一,自动化排名第一的市场局面,这两块也成就了西门子能够将真实世界与虚拟世界相融合的能力。”在这样的软件经营思路下,再结合其硬件实力,西门子能够专注于电气自动化、工业自动化、和工业数字化等领域的需求,提供各种解决问题的方法。


但与此同时,市场终端正在悄然上演新的“技术革命”,新技术的落地与融合也进一步加速各行各业的数字化转型,企业需要利用创新和数字化方法开拓新的市场规则,将电气、电子、软件和机械与智能商业环境、智能工厂、智能基础设施等系统整合为自成一体的生态系统。

洞悉这一切的西门子,意识到了终端将产生电子设计连接至大型系统的行业需求。


于是,西门子收购了Mentor Graphics(现西门子EDA),完善了其电子集成电路和系统设计、仿真及制造解决方案的布局,进一步拓展了数字化企业软件的整合能力;而承载了西门子EDA的西门子数字化工业软件部门,也实现了跨工程学科的数字化生态系统设计,通过集成式产品设计解决方案帮助客户树立系统性思维。自此以后,他们进加快了公司在这个领域的布局。


据凌琳介绍,这五年里,西门子并购了很多关键的EDA领域公司,并将其并入西门子EDA,这大大加强了西门子EDA产品的广度和深度。


“比如我们收购了做function safety的Austemper,这对于汽车电子的设计来说是非常重要的;再比如Solido Design Automation的收购,能给Variation-based design以及做IC设计、生产K库的人提供非常大的帮助,因为在其产品上用了很多优化的算法,用数据变换的方式来做数据逼近,这大大提升了人的设计和K库的质量和速度。”凌琳举例说。


除了上述企业外,统计数据显示,在2017年收购Mentor Graphics之后,西门子还收购了商业电磁场分析软件公司 Infolytic,测试设备制造公司 Sarokal Test System,分析、自校正和仿真技术软件公司Austemper Design Systems,Z-Circuit Automation SoC 嵌入式分析和监控解决方案提供商 UltraSoC,布局布线软件开发商 Avatar, IP 解决方案供应商 Fractal Technologies,电子产业链信息服务商 Supplyframe,PRO DESIGN 的proFPGA原型验证解决方案以及形式领先验证供应商 OneSpin Solutions等一系列领先公司和产品,这大大扩充了西门子EDA的“武器库”,也夯实了公司应对未来芯片设计变化的底气。


据介绍,现在的西门子EDA逐渐完善涵盖IC设计与验证、IC封装与制造、电子系统以及延伸至产品生命周期管理(PLM)及分析领域的全链条解决方案,能从根本上提升客户的数字化创新能力。


作为一支本身就拥有雄厚技术实力的团队,西门子EDA的市场表现在过去几年里也表现优越。凌琳透露,从2017年、2018年、2019年到2021财年,西门子EDA基本上都是超过两位数的增长。公司在整个EDA市场的份额也从2016财年的20%增加到2021财年的24%。


“这表明成为西门子的一员之后,我们得到了各方面的支持,也得到了客户的支撑,也得到了技术演进的泾源。”凌琳表示。他同时指出,不统计收购而兼并进来的团队,自收购以来,西门子EDA的研发人员都已经实现了两位数的增长。


正是在这样的投入和统筹下,西门子EDA打造起了一个丰富且极具竞争力的产品组合。


两个方向,产品扩充


在前面的介绍中我们已经指出,终端市场正在发生变化。具体到芯片设计领域,按照西门子EDA亚太区技术总经理李立基的说法,这首先展现出的一个明显趋势是原来做系统、通信类设备,甚至做汽车和手机的都开始做IC,这首先就给芯片本身带来挑战。针对这方面,西门子EDA主要解决三个问题:


第一,为了实现更先进的工艺技术(Technology Scaling),西门子EDA不但要面对新的工艺节点提供解决方案,还要用3D的方案,这就是西门子Calibre、Tessent和Solido等产品线所擅长的;第二,实现设计规模扩大(Design Scaling)。设计规模今天越做越大,每一次往新的工艺节点演进就可以把更多的晶体管放在同一个面积上面,这就很需要EDA提供新的方法论;第三,实现系统规模的扩展(System Scaling)。有些系统公司做芯片、软件、系统一起来做,所以在做设计的时候不是先做完芯片,然后再做它的系统或软件。因此在整个系统的时候做验证跟数字孪生(digital twin),容许软件、机械和芯片同时间来做验证和设计,这是很重要的。


来到包括PCB和电子系统的系统方面,西门子EDA希望能够帮助客户实现五个数字化:第一,数字化集成,让客户在还没有做实物之前,可以把整个系统整合起来,打造从设计到制造的数字主线,使设计团队与制造部门能够及时了解项目状态;第二,搭建系统级设计的概念及技术,建立从高到低的映射分解。实现架构可参考的设计,以加速产品研发流程;第三,借用数字原型去做验证,在实物出来之前可以在电脑上面做一个虚拟原型来进行验证;

第四就是用基于模型的工程设计(MBSE),支持客户在系统级里面做设计的模型;第五,在设计的时候,帮助客户去考虑供应链的弹性。


总结而言,为助力数字化创新,西门子EDA把握住两个基本方向:一个是以最终系统为导向的IC设计;另一个是针对PCB和下一代电子系统。基于这样的思考和布局,西门子EDA还带来了款新的产品Symphony Pro,并介绍了mPower。


据李立基介绍,Symphony Pro是一款专注于数字跟模拟信号混合的仿真的工具,其优点是不但可以支持UVM,还可以用UPF——一个用来做低功耗验证的power format。李立基进一步指出,之所以会这样定义产品,是因为他们看到现在很多芯片的设计很大,需要用UVM方法论来解决。除此以外,现在的芯片对功耗有很高的要求,有低功耗的信号验证。这些都是用UPF去定义的,所以也需要支持UPF。再者,西门子EDA的这个产品还可以支持三明治的架构。


“在一般的芯片设计中都会有模拟模块和数字模块,传统的芯片设计方式可能是Analog on top或者digital on top。但现在比较复杂的芯片一般不是只是数字在上面或是模拟在上面,其中间是三明治的,有无限的、自由的整合。这就需要对三明治架构支持的工具来解决复杂混合信号芯片的仿真。”李立基解释说。


据透露,基于原有的Symphony 混合信号验证能力,Symphony Pro进一步扩展功能,以全面、直观的可视化调试集成环境支持新的Accellera 标准化验证方法学,使得生产效率比传统解决方案提升多达 10 倍。


Calibre系列的工具mPower则是西门子EDA于去年推出的另一个新品。


李立基告诉记者,mPower主要是用来做电源完整性、EM/IR分析,其优势在于它可以做很大的芯片,还可以无限的扩展。这主要得益于他们能够把它分散到不同服务器上面的设计。换句话说,如果是面对一个很大的数字芯片,该工具可以把它分散到几百个、上千个服务器上面去跑,以实现高效的分析。


“如果芯片分析需要更多服务器的时候,我们也可以从云端提供支持。”李立基强调。据他们所说,西门子EDA在云端提供了Cloud Ready、Managed Cloud(云管理)、Cloud Connected(云联接)、Cloud Native(云原生)和Veloce云这五个方面的支持。那就意味着客户不但能够在云上用上西门子EDA提供的工具,还可以很好地使用,且具备很强的弹性。


李立基同时表示,西门子EDA还有一个很值得介绍的解决方案,那就是PAVE360。据他所说,PAVE360是自动驾驶硅前验证环境(Pre-silicon autonomous vehicle environment)。让客户在做芯片之前,就可以把自驾系统做验证。“在这个系统中除了用到西门子EDA的硬件加速器外,还用到了西门子数字化工业软件里面其他的部分,所以开发者就可以把其机械的部分、软件部分搭建起来,在自驾系统还没有做实物的时候,就可以去验证自驾系统的功能,验证它的算法。”李立基接着说。


“西门子EDA有整体的解决方案,从IC的架构设计,前端的设计、验证,然后到物理设计、物理验证,Foundry的制造,到OSA封装、电子系统的设计,然后到整个系统的仿真,最后到系统的制造,在一个完整的产品生命周期内都有我们的工具。”李立基强调。“我们在完成多项收购之后,把我们整个产品线做得越来越大,所以这是一个非常好的趋势和高速成长的原因和未来的基础。我们希望在我们能保持势头,继续前进。”凌琳补充说。


写在最后


在与半导体行业观察等记者的交流中,西门子EDA全球副总裁兼中国区总经理凌琳还就EDA人才相对匮乏的问题进行了讨论。他指出,过去几年国内集成电路的火热,让包括EDA行业在内的半导体各行业都面临严重的人才短缺。而要解决这个问题,校企产学研共同合作会是一个很好的办法。


“西门子EDA的前身Mentor Graphics很早就意识到这个问题,并从1991年就积极开展相关工作。”凌琳说。据介绍,除了积极与大学合作外,他们在2004年就与教育部一起签署了《集成电路人才培养计划》。从2006年开始,西门子EDA更是开始致力于自己培养产业的人才。具体做法是从学校招收学生来培养,让他们能够支撑产业未来的成长。到了2018年,中科院和教育部一起联合做27家示范微电子学院,西门子EDA也是很早参与其中,定期在各个大学进行开课。


“产学研合作是一个需要大家投入资源、资金和精力去做的一件事情,只有这样做才能够保证我们在三年、五年、十年之后,不再面对现在人才匮乏的现象。这是一个基础性的事业,非常荣幸西门子EDA很早就参与其中,希望借由西门子平台能够做更多这方面的事情,解决中国人才培养的基石,解决这个核心问题。”凌琳说。


西门子的创始人维尔纳·冯·西门子先生说了一句非常有名的一句话,那就是“绝不为短期利益而牺牲未来”。在他看来,这是非常正确的一件事情,因为要投资一个长久的事业,特别是高科技,工业变革和科技变革,是需要考虑长久的利益和未来的利益。


“这也将会是西门子EDA在未来发展中所坚持的一个宗旨”。凌琳告诉记者。

*免责声明:本文由作者原创。文章内容系作者个人观点,半导体行业观察转载仅为了传达一种不同的观点,不代表半导体行业观察对该观点赞同或支持,如果有任何异议,欢迎联系半导体行业观察。


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