西门子EDA，不止Mentor！

我们正处于一个数字化大爆炸时代，据IBS的数据统计，预计全球数据量将从2020 年的897 EB（exabytes，艾字节；1EB≈10^18 bytes）飙升至2030年的392,540 EB（exabytes，艾字节），年复合增长率92%。半导体是数字化的核心，这些庞大的数据需要通过传感器/摄像头/雷达等设备来采集，需要存储芯片来存储，还需要处理器进行计算和处理，数字化趋势也将把半导体市场推向新高。到2030年，半导体市场将达到1万亿美元，年复合增长率达 9.9%。

想要解决和处理这些爆炸式增长的数据，芯片必须要提供更高的算力。因此，芯片的一大发展趋势是逐渐迈向AI/ML化。另外，系统厂商也在加速进行数字化转型，云厂商和互联网公司、甚至是整车厂纷纷加入了自研行列，专用的定制化芯片遍地开花，相比市场上的通用芯片而言，自研ASIC不仅能满足他们对于专用领域高算力的需求，也为企业本身提供了差异化竞争的优势。

但是芯片高需求的背后，伴随的是设计复杂度呈指数级的攀升，简单的创建和验证 IC 的做法已经不能满足需求，这对许多跨界造芯的企业、初创公司和中小型企业来说都是一个挑战。EDA是芯片设计创新的核心，在芯片技术带来社会变革的数十年里，EDA软件一直在提高半导体设计生产力。目前摩尔定律逐渐逼近极限，半导体的进步需要IC设计、工艺、封装、测试和嵌入式分析等多环节的协同发展才行，这其中，EDA工具和技术平台的作用不容忽视。

自1980年代商业EDA工具诞生，经过几十年的发展逐步走向成熟，随着现如今数字化时代的到来， EDA行业又即将迎来下一个爆发点。未来，一款易于使用且开放的EDA软件工具将是芯片设计成功的关键一步。

2017年，西门子便洞悉了这一潮流，开始在EDA领域紧锣密鼓地加强布局，并在同年收购 Mentor Graphics，将其并入西门子数字化工业软件部门，提供跨越工程学科藩篱的综合性解决方案。2021年，Mentor正式更名为西门子EDA！自此，西门子EDA便在数字化工业软件领域开启了一个崭新的篇章。

EDA软件的属性决定了EDA企业的持续发展永远不能止步于一时的技术领先，需要准确且有前瞻性地预判到行业的未来发展趋势及市场需求。因此，在被收购的随后五年里，西门子EDA不断研发创新，西门子也积极并购了一系列与芯片设计有关的公司，纳入西门子EDA版图。

2021年9月收购形式验证软件供应商OneSpin；2021年6月收购proFPGA原型验证解决方案；2021年5月收购签核级质量IP验证解决方案供应商Fractal Technologies和信息服务商Supplyframe；2020年7月，收购布局布线软件开发商Avatar和监测和分析解决方案提供商UltraSoC；2017年11月收购对变化性可感知的设计和特征提取软件供应商Solido Design Automation等等。

通过收购，西门子EDA逐渐补全了在布局布线技术、fab-to-field工厂现场分析能力、集成电路完整性验证解决方案，以及帮助客户验证IP模块和设计方面的能力。西门子EDA市场也愈发强劲。2021财年，西门子EDA在全球EDA领域的市场份额从2016年的20%增加到24%。

如今，西门子EDA可提供覆盖IC设计、验证与制造/ IC 封装设计与验证/电子系统设计与制造的设计软件及服务，帮助各类规模的公司更好地应对芯片设计的复杂性，并利用它来提高生产力，取得实现产品差异化的竞争优势，提升盈利能力和加快上市速度。

从芯片级到系统级，再到PCB系统设计本身的数字化转型，西门子EDA都有相应的解决方案加以支持：

首先，西门子EDA支持更先进工艺技术的扩展。半导体行业一直遵循摩尔定律不断发展，每一次的工艺演进都会带来更加复杂和严峻的物理学问题。为了应对这些问题，西门子EDA一直在加强EDA工具内的AI/ML技术应用，借助AI算法，EDA工具可以帮助客户实现优化的功耗、性能、面积目标，大幅提升芯片设计验证效率。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为那些计算密集型的验证任务提供了按需雾（on-demand Fog）和公共云等的解决方案。

随着半导体工艺来到更先进的制程节点，如7nm、5nm、3nm，为了实现工艺技术更好的扩展，西门子EDA与晶圆代工厂合作伙伴和客户密切合作，为每个新兴工艺技术节点提供多种工具，如Calibre® signoff质量的物理验证、可制造性设计 (DFM)、光学近似效应修正和 Tessent 良率与测试工具。这些工具可支持晶圆代工厂快速建立新的工艺节点，以及帮助 IC 设计团队确保他们获得尽可能高的PPA，并缩短设计工期。

不过，半导体工艺微缩已经逐渐趋于极限，于是，业界开始探索后摩尔时代下的可行性方案，这其中包括Chiplet技术解决方案、先进封装等。在这些方面，西门子EDA提供先进封装解决方案，使客户能够使用芯粒（Chiplets）和堆叠芯片的方法来开发 2.5D 和 3D IC 及系统级封装产品，从而实现适合其终端系统的理想 PPA。

其次，西门子EDA还能支持设计领域的扩展。5G、AI和汽车等细分市场的落地，带来了高运算、高传输、低延迟、低功耗、低成本的芯片需求。西门子EDA的Catapult™ HLS工具能够使芯片设计公司在将AI/ML集成到其SoC的过程中，加快算法的较慢部分并实现理想 PPA 的目标，Catapult HLS还可以验证算法的总体性能，其中的PowerPro能进行功耗分析等。此外，西门子EDA还有Veloce Strato+硬件仿真加速系统、Calibre验证系统、Tessent™测试系统等等，为芯片设计公司提供全方位的支持。

最后，在系统扩展方面，尤其是数字孪生这一新概念下，西门子可以提供真正的系统级、跨学科、全面数字孪生，并与西门子EDA的能力形成联动。PAVE360就是一个建立在数字孪生概念上的成功产品。现在汽车朝着电动化、智能化、网联化不断发展，汽车中的半导体更是跨域、多部门协作、设计和生产的复杂系统，为此，西门子EDA在汽车领域推出了专用的PAVE 360工具，它使汽车OEM及其供应商都能在虚拟驾驶场景中从根本上验证汽车IC设计并确认相关的软件，然后再将芯片和系统的其余部分提交制造。未来将会有更多其他系统和生态系统将从这类跨学科的全面数字孪生环境中受益。

西门子EDA还开创了Tessent MissionMode芯片生命周期管理技术，通过结合UltraSoC公司的将专用IP模块插入其IC的技术，Tessent MissionMode技术能实时监视IC（和可能的ECU）及其内置到的完整系统的片上故障、安全性、功耗和性能。

数字化转型时代下，不仅是IC设计受到新工艺节点的复杂性和市场对更强功能和性能的无尽需求的双重挑战，电子系统PCB设计本身设计也在面临相关的挑战，例如供电和冷却以及信号的布线和热完整性等。在这方面，西门子EDA的Xpedition Enterprise和PADS™ Professional设计流程以及紧密集成的 HyperLynx™ 和 Valor 分析套件，能够使相关企业按时交付PCB和互连电子系统，并极大限度减少改版或重新设计。西门子EDA正在将数字化从PCB和互连电子系统扩展到制造领域，助力下一代电子系统设计本身的数字化转型。未来在系统设计与系统制造方面，电子/电气和机械协同设计将是数字化转型时代的新趋势。

综上可以看出，凭借西门子数字化工业软件多年积累的优势，西门子EDA正运用庞大的产品组合，构建一个数字化的创新“底座”，为芯片设计完整的生命周期内提供全方位的保驾护航。西门子EDA将致力于帮助企业更好地应对当今和未来电子系统的挑战，在数字化浪潮中转型成功。

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