西门子EDA：构建数字化创新"底座"，驱动智能未来

伴随5G、汽车电子、人工智能及物联网等技术的不断发展，全球半导体产业需求也保持持续增长态势，根据半导体行业权威机构世界半导体贸易统计协会（WSTS）发布的数据，2022年全球半导体市场预计增长16.3%。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/202207/436848.htm

与此同时，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，从而确立和巩固市场领导者的地位，而这不仅仅意味着作为数字化核心的半导体产业会呈现出指数级增长，同时也意味着更复杂、更精细的差异化IC需求，在这种趋势下，很多企业都将芯片的开发与迭代纳入内部组织，或者与专业公司合作进行IC定制，以形成差异化的竞争优势。

从EDA到系统，造就创新基石

EDA（电子设计自动化）被誉为半导体产业 "皇冠上的明珠"，如何通过技术革新，联动产业上下游应对逐渐增加的市场挑战，是数字化时代下的EDA领域无法绕开的核心命题。

2017年，专注于电气自动化、工业自动化、工业数字化的西门子洞悉了将电子设计连接至大型系统的行业需求，收购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。

在随后的五年里，西门子陆续收购了一系列与芯片设计有关的公司，并将其并入西门子EDA，从布局布线软件开发商Avatar到IP解决方案供应商Fractal Technologies；从信息服务商Supplyframe到形式验证软件供应商OneSpin, 从监测和分析解决方案提供商UltraSoC到原型验证解决方案proFPGA，西门子EDA在此基础上不断加固在布局布线技术、fab-to-field工厂现场分析能力、集成电路完整性验证解决方案以及验证IP模块和设计等方面的能力，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，从根本上提升客户的数字化创新能力。

两个方向，助力数字化进程

具体而言，西门子EDA助力数字化创新的核心在于把握两个基本方向：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。

• 始于以最终系统为导向的IC设计

西门子EDA围绕技术扩展，设计扩展与系统扩展提供满足下一代IC设计的创新解决方案：其与晶圆代工厂合作伙伴和客户密切合作，为每个新的技术节点提供签核质量的Calibre?物理验证、光学近似效应修正（RET/OPC）和 Tessent测试与良率提升工具，以及先进异构封装解决方案，使客户能够使用芯粒（chiplets）和堆叠芯片的方法来开发2.5D /3D IC封装产品，从而帮助设计团队满足PPA要求；其新推出的Symphony Pro 平台，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，使得生产效率比传统解决方案提升多达10倍；同时，为了更好地应对不断增长的容量和计算能力挑战，西门子EDA还提供一系列云计算解决方案，为计算密集型验证任务，提供高性能的云配置。

面向大势所趋的人工智能与机器学习技术，西门子EDA提供高阶综合工具 -- Catapult HLS，设计团队可将C代码综合为RTL代码，然后使用Catapult HLS来验证算法的总体性能，并在从C级设计到实施的整个流程中使用PowerPro功耗分析，确保设计不会偏离预期的功耗预算；同时，西门子EDA的Solido产品可利用机器学习快速进行特征向量库的生成和提取，以更少的时间实现更高的验证精度，并将所得数据以可视化方式呈现；而Tessent测试与良率提升工具可提供诊断驱动的良率分析（DDYA）方法，贯穿产品生命周期的完整测试，使用物理版图数据来改善测试和良率分析，可将发现良率损失根本原因的周期时间缩短75~90%。

针对系统设计与系统制造需求，西门子EDA的产品与西门子数字化工业软件的解决方案相结合，提供真正的系统级、跨学科、综合性的数字孪生，考量从芯片设计到机电一体化的系统方案设计。西门子的PAVE360涵盖了汽车软、硬件子系统、整车模型、传感器数据融合、交通流量等场景，还要覆盖智能城市的仿真环境，以数字孪生为核心，为下一代自动驾驶系统芯片的研发提供了一个跨汽车生态系统、多供应商协作的综合环境，能够对所有自动驾驶系统核心的传感/决策/执行范例进行完整的闭环验证，在芯片投片之前就可以模拟和预估芯片的性能和功耗。

• 下一代电子系统设计的数字化

当IC设计不断受到各种复杂性与高性能的冲击时，PCB系统的设计也在面临重重挑战。为此，西门子EDA帮助企业打造五项核心转型能力，提前构建下一代电子系统设计的数字化之道： 

-    为设计企业搭建新一代PCB设计环境，既可以随着设计的复杂性进行扩展，还可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，并在全球范围内开展跨工程领域的协作。

-    使用基于模型的系统工程（MBSE）方法，对来自电子、机械和软件领域的子系统分别进行功能建模，并在设计开始前一起整合到系统架构级别的综合数字孪生中。

-    建立以数字原型驱动的验证，搭建覆盖整个研发流程的仿真验证技术，将验证流程"左移"至设计阶段，减少重新设计，加速产品交付周期，实现降本增效。

-    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。

-    增强供应链弹性能力，依托西门子完整的数字集成系统设计平台，并结合与制造、PLM 和企业流程无缝协作的能力，帮助企业加速数字化转型。

深耕中国，构筑开放生态，赋能产业可持续发展

今年是西门子进入中国的第150年，也是西门子EDA立足中国的第三十三载。作为全球首个进入中国市场的EDA企业，西门子EDA一直致力于联合产学研多方力量，支持中国半导体产业发展，为中国众多重大集成电路制造企业提供技术支持服务，并多次参与国家科技部的IC孵化基地的建设。其市场表现也愈发强劲，2021财年，西门子EDA在EDA领域的全球市场份额从2016年的20%增加到24%，中国也成为EDA增速最快的区域市场，体现了与西门子软件协同的后发实力。

针对EDA领域 "一将难求"的人才问题，西门子EDA注重推动中国IC行业人才培养的 "输血"和"造血"， 积极深化与校企的多项合作，为行业的可持续发展增添动力。到目前为止，西门子EDA已与中国80余所高等院校进行合作，面向集成电路设计、电子系统设计和汽车电子设计等领域，建立EDA实验室、技术培训中心和人才培养计划，为打造行业"人才蓄水池"而努力。

无论大环境如何瞬息万变，创新始终是不竭的生命力。EDA行业的背后是技术密集型的高精尖软件汇聚，其造就了数字产业的关键支撑点，西门子EDA深谙只有前瞻性地洞察到行业发展趋势和市场需求，并持续有针对性地开展研发投入，才有机会帮助客户立于数字浪潮之巅。

未来，西门子EDA将进一步联动西门子Xcelerator的资源与优势，携手产业链上下游协同创新，打好数字化创新"底座"，推动千行百业的数字化、智能化发展。