芯片异构集成存在三大挑战，EDA软件公司如何应对行业变革？
记者 | 彭新
从技术上来看，芯片领域新型技术层出不穷，新兴架构、标准、需求和理念不断推动行业进步。总结来看，开源技术逐渐受到青睐，RISC-V、Chiplet等技术成为行业高频词，在此变革时期，处于芯片设计领域上游的EDA软件公司如何应对？对此，全球三大EDA公司的西门子EDA给出见解。
西门子EDA的前身Mentor Graphics是美国自动化软件设计和供应商。其业务覆盖领域包括集成电路（IC）设计、测试和制造；电子系统设计和分析；系统单芯片（SoC）设计；以及汽车电子设计解决方案等。2017年Mentor被西门子收购后，并入西门子数字化工业软件，完善西门子软件领域整体布局。2021年，Mentor Graphics更名为西门子EDA。
EDA工具是一种基础性的工业软件，每家企业设计芯片时都会用到，就好像造房子前需要先用工具画出图纸。在芯片设计领域，全球芯片企业都在使用美国新思（Synopsys）、楷登（Cadence）和西门子EDA三家EDA公司开发的工具，国内EDA企业尚在起步阶段，在先进制程上无法替代，近两年，有关EDA自主话题在国内得到热议。
这一并购令重组后的西门子EDA获益良多，包括来自西门子集团的技术和客户支持，西门子EDA全球副总裁兼中国区总经理凌琳称，从2017年至2021财年，西门子EDA基本实现超过两位数增长，在EDA市场的份额也从2016财年的20%增加到2021财年的24%。
在中国，蓬勃发展芯片业近年呈现爆炸式的增长，这一大潮背后，也是经历了新冠疫情后的缺芯风暴、汽车电子化大潮带来的芯片业结构性变化，带动更多行业外参与进入芯片行业。西门子EDA亚太区技术总经理李立基就观察到，新进入行业的玩家越来越多，身份也愈加复杂。
“因为数据的增加，半导体的需求也更多了。原来是做系统、通信设备，甚至做汽车、手机的，它也自己来做芯片。”李立基说，这些公司此前有自己的芯片供应商，但也深入参与到芯片的设计研发中，形成基于芯片的上下游应用的垂直集成现象。凌琳称，从制造端来看，以前此类系统公司在十年前的生意不足5%，现在已经接近30%，“自研芯片新势力是增长最快的客户群。”
这一趋势也为西门子EDA等众多同业公司带来挑战，李立基将之总结为芯片的“系统规模扩展”（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。”他称，在芯片设计中容许软件、机械和芯片同期做验证和设计，已经是西门子EDA力求应对的需求。
实现更先进工艺技术（Technology Scaling）和设计规模扩大（Design Scaling），也是在芯片技术进程中西门子EDA需要跟进行业技术发展的两大方向，分别对应芯片制程进步和所谓“大芯片”设计。
与国内芯片创业潮同步的是，在物联网领域，开源架构RISC-V的出现，进一步点燃新进者的热情，如何看待RISC-V等新兴技术背后，芯片领域开源技术流行？对此凌琳表示，无论是开源和不开源，相信市场最终决定一切，其中，西门子EDA的任务就是倾听客户的需求，来满足他们在不同方向对产品设计或运用场景或生态系统的支持。目前而言，西门子EDA一定会支持较主流的和所有的生态系统。
近期，处在风口中的Chiplet引发热议，全球半导体产业正携手制定互联标准，身处产业链中的EDA公司如何应对？
Chiplet即“小芯片”或“芯片粒”，通过把不同芯片的能力模块化，利用新的设计、互联、封装等技术，在一个封装的产品中使用来自不同技术、不同制程甚至不同工厂的芯片。在芯片产业，这一技术方向受到行业追捧，AMD、英特尔等公司已先期采用Chiplet方案设计芯片。此方案也被成为“异构集成”。
3月，AMD、Arm、英特尔、高通、三星、台积电、日月光等十家半导体产业上下游企业组成UCIe（Universal Chiplet Interconnect Express）产业联盟，意欲推动Chiplet互联标准规范化、共建开放生态。
李立基认为，UCIe所解决的问题主要是不同的Chiplet之间用什么标准去互通。而对EDA公司而言，更关注的是解决数据互通时，芯片设计阶段的数据格式、热仿真等现实问题。目前，在EDA领域，行业存在CDX （Chiplet Design Exchange）联盟，西门子EDA处于其中，与晶圆厂等公司积极参与Chiplet技术合作。
他称，异构集成的挑战可以分为三个方面：首先是制造，如何把良率提升。其次是生态系统，上下游需要推动统一标准的形成；其次，还有测试以及散热等问题需要考虑。
Chiplet是系统工程，涉及到芯片设计、晶圆制造、封装、测试等多个环节。凌琳称，任何一个工程问题要解决的可能是成本效益各方面的考虑，异构集成在芯片行业的火爆，原因在于先进集成越来越贵：“电路越来越复杂了，你要用到的资源，不光是软硬件的计算资源、授权许可的资源、工程人员的资源，其实都是非常贵的。现在大家都在谈摩尔定律变慢了，人们就发现，在往深度很慢的时候，广度方面用3D、2.5D异构集成做同样高性能的芯片组，甚至是子系统，这样是解决目前技术演进，还是需要加速演进的。”
