在今年的西门子EDA年度技术峰会 “Siemens EDA Forum 2024”上，西门子EDA Silicon Systems首席执行官Mike Ellow首次以CEO身份在中国进行了主题演讲，在演讲时Mike特别提到了一点，那就是“半导体已成为社会的主要驱动力之一”。

从几年前的芯片短缺事件开始，各国政府对半导体供应链都开始进行了重视，并付诸于真金白银的投入，以便稳定供应体系，这足以说明半导体对全球经济的重要性。而随着AI的发展，对于相关领域的芯片需求在不断提高，使得整个产业正在剧烈变革中。更重要的是，随着半导体在低碳减排领域正发挥着积极作用，这也将影响了人类的未来。

西门子EDA全球副总裁兼中国区总经理凌琳则是以“百年未遇之大变局”来强调电子行业的变化，凌琳认为，在3D IC兴起后，半导体行业正在从PPA（Power Performance Area）转向PPV（Power Performance Volume）时代，需要从关注平面到关注立体。另外，随着芯片与系统的紧耦合，不止要优化SoC本身，更是要认识到芯片在系统中的表现。

作为有着三十年EDA销售经验的Mike而言，他更感兴趣的是技术如何帮助顾客解决难题，而不是单纯的实现。“当我们构思一个新技术的时候，要去想实际的应用场景是什么，能够怎么用。过去这么多年我在EDA行业当中看到的现象是，我们开发了非常先进的工具、创造了海量数据，但交付给工程师的时候，他们无法开心起来，因为这一切使设计变得更加复杂。”

Mike总结了目前EDA行业需要面临的三个挑战，第一是人员紧缺，第二是先进节点复杂度，第三是复杂系统。也正因此，Mike非常希望EDA能够解决这些综合系统设计时代的新难题，从而让半导体产业继续高速发展。

软件定义，芯片赋能时代到来

Siemens EDA Silicon Systems首席执行官Mike Ellow

Mike强调，如今软件定义一切已经成为了不争的事实，因此对于芯片设计而言，也需要从系统角度出发，从软件定义角度出发，但面临着重大挑战。

过去的系统设计是分阶段、分层次的，如今随着软硬的集成变得更为紧密，形成了“软件定义并驱动硬件”的新模式。Mike以造车为例，过去都是将整车需求拆解成独立单元，分别进行设计，再将项目整合，彼此关联性并不大。

芯片设计方法论也随之变化，随着3D IC等复杂结构的出现，IC设计流程彼此间的相互依存度变得越来越高，从设计的优化、验证、执行、生产到最后的部署，复杂的耦合关系使设计流程发生了彻底变化。“比如说软件定义变化，就会导致硅片变化，硅片的新需求可能就会有热表现不同，导致整个封装都要发生变化。”Mike解释道。

如今，半导体行业已经处于更加庞大、更加复杂的系统闭环，无论在哪个行业，软件都变得尤为重要，这就意味着整个设计方法学需要不断精进，才能应对如此高的复杂度。

如何简化复杂系统

在整个芯片行业下滑的当下，EDA为什么能够逆势增长？原因还在于对半导体需求的增加，无论是设计数量还是系统的复杂度的增长，甚至是工程师的缺乏，都给EDA带来了更多机会。

如何把握住机会？Mike给出了几点建议。首先是优化开发环节，随着软件定义的流行，越来越需要设计和验证环节实现左移，尽早的进入设计阶段可以有效减少总体设计周期。同时，更早更有效的数据仿真与验证，可以更快实现决策，减少高昂的错误代价，提高设计的稳健性和可靠性。

另外，则是积极拥抱异构集成，包括3D IC和Chiplet，都是加速芯片开发的关键所在。

最后则是先进节点，Mike强调，摩尔定律并没有完全消亡，虽然时间节点和进程会缓慢，但未来晶体管还会更小，更多且更复杂，这也会给EDA工具带来新的机会。

“贯穿三大机会的主题是数字孪生。”Mike说道。在西门子看来，数字孪生是对现实产品或生产过程的高度仿真，越复杂的系统越需要建模，复杂的芯片设计就非常适合这种开发方法学。而一旦当数字孪生与软件定义二者结合后，就可以更好更灵活地监测整个系统的表现。

Mike例举了西门子EDA近期的产品与合作动向，来具体阐述西门子是如何抓住变革机会的。

首先，是Veloce硬件平台的发布，新一代产品包括 Veloce Strato CS 仿真平台、Veloce Primo CS 企业原型开发平台和 Veloce proFPGA CS 软件原型开发平台，最高支持480亿逻辑门，有效的实现了软硬件的原型验证和仿真加速，从而打造正确的硬件。

其次，西门子EDA携手 Arm和AWS，在AWS云服务中提供PAVE360 数字孪生解决方案，利用云端汽车仿真帮助下一代软件定义汽车加速创新。“PAVE360能够帮助工程师通过软件定义来调剂不同硅片的配比，以便在虚拟软件仿真中获得实时的结果。大多数情况下，软件开发者都认为系统仿真速度过慢，但PAVE360通过优越的性能，可以保证软硬件的同步开发。”Mike说道。

第三，在3D IC工具方面，Mike强调，这涉及到了整个EDA的产品组合，从协同设计开始，到验证，从多物理场到制造环节，西门子EDA正在全面革新3D IC的系统级开发方法学。

这其中一个例子是Calibre 3DThermal软件，可针对3D IC中的热效应进行分析、验证与调试。Calibre 3DThermal 整合了西门子 Calibre 验证软件和 Calibre 3DSTACK 的功能以及Simcenter Flotherm的热场解析引擎，让芯片设计人员能够从芯片和封装设计的早期内部探索到signoff阶段，针对设计中的热效应进行快速建模和可视化呈现，从而采取措施缓解此类问题。

另外一个例子则是Innovator3D IC软件，可为采用全球先进半导体封装 2.5D/3D 技术和基板的 ASIC 和Chiplet规划和异构集成实现快速的可预测路径。Innovator3D IC能够提供一个集成式环境，用于构建半导体封装组件的完整数字孪生。该集成环境采用统一数据模型进行设计规划、原型验证和预测分析，有助于推动实现、多物理场分析、机械设计、测试、Signoff 一直到发布制造。

第四，在先进工艺节点方面，西门子EDA的软件都得到了普遍选择，Mike给出了一组统计数据，在7nm以下级别中，排名前50的半导体公司有98%的公司都选择了Calibre，在排名前10的半导体公司当中有7个使用了Tessent，同时，Solido也有相当多的采用，可以说西门子EDA的三大产品线都在帮助客户迎接先进节点的挑战。同时，西门子EDA还和包括英特尔、台积电、三星等3D IC重要的代工厂保持紧密合作。

西门子EDA正在获得青睐

一系列拥抱创新的结果是，2023年，西门子EDA同比实现了14%的增长，相比其他EDA厂商而言，表现位居前列。有趣的是，在Mentor Graphics七年前被西门子并购之后，没有单独汇报过业绩成长，实际上最近几个季度该部门的营收屡次达到了历史最高。

Mike也强调，2023年财年业绩发布会中，西门子CEO和CFO都对EDA的出色表现给予了肯定。“现在西门子EDA已经是内部的优先投资对象。”Mike说道。“西门子正在重点投资EDA，在过去一年我们员工总数增加创历史之最，这就证明西门子看到了EDA作为复杂系统的最前端的价值。”

“整个半导体的设计，包括系统级验证，多物理场仿真，以及产品生命周期管理，没有一家公司能够像西门子一样全面。”此时，Mike不止代表西门子EDA，更是代表了整个西门子工业化软件，除了EDA之外，还有更多包括生命周期管理、力学分析、BOM管理工具在内的产品组合。

“西门子EDA还有很多没有释放出来的巨大潜力，不止是西门子EDA自己的技术，还需要整合西门子技术，尤其是面对越来越复杂的系统中。”Mike补充道。

人工智能基座

“我们以云和人工智能作为技术基础，制定了云就绪计划。”Mike说道，“西门子EDA正在通过云供应商的算力资源，最大化软件性能，客户无需重复基础工作，即可按需获取最大化的利益。”

Mike解释道，西门子EDA希望能够通过云就绪方案，可以更好地为客户规划预算，而不是盲目的投资。“有些时候明明可以通过CPU和GPU联合加速的时候，就不要盲目地单独投GPU，因为GPU非常昂贵。”

而对于人工智能，早在2017年，Mentor就通过收购Solido领先进入人工智能和大语言模型领域，随着Mentor Graphics被西门子收购，AI作为基座，已经广泛的部署到各个产品中。Mike表示：“人工智能的应用将带来更高的工程师产能、更好的洞察、更高的利润率和信息质量，工程师过去的经验和设计将帮助未来新工程师更轻松地取得成果。”Mike以验证为例，通过学习之前的验证流程，从而优化验证方法论，提高效率，可以用更少量的计算资源与人力资源，实现验证的优化迭代。

西门子EDA全球副总裁兼亚太区技术总经理 Lincoln Lee也表示，西门子EDA强调的是可验证的AI，这也是Solido最重要的一点。如果无法知道答案是否可用，对于半导体而言，这种价值并不高。

构建合作共赢的未来

在大会主题演讲中，芯原股份有限公司董事长兼总裁戴伟民和芯原台积电（中国）副总经理陈平也分享了对于行业的见解，以及与西门子EDA的合作。

凌琳则表示，伴随着半导体行业的复杂度不断攀升，与客户和行业伙伴共赢越来越成为关键所。西门子正在与本土及国际产业伙伴建立紧密合作，助力中国半导体行业的创新升级。

现今的世界正在面临着多领域、多复杂度的系统设计，从客户需求到工程师设计能力再到生产需求，各个环节需要一套完整且开放的生态系统相连。“西门子EDA正在构建一套以客户为中心的体系，助力客户创新加速，并减少成本，以便迎接半导体不断增长的未来。”