更多的芯片意味著工程師使用EDA工具的需求更多，這些工具如果可以更自動化就能得到更高的生產(chǎn)率，并且更快地完成工作。

硬件芯片設(shè)計(jì)和制造的投入越來越高，也越來越依賴EDA工具，因此設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)對工具的要求不僅僅是“能用”，而是“好用”、“實(shí)現(xiàn)最高效率”，需要EDA工具幫助完成從系統(tǒng)需求到前后端實(shí)現(xiàn)的反復(fù)迭代、設(shè)計(jì)、驗(yàn)證，隨著越來越多的系統(tǒng)公司開始設(shè)計(jì)自己的芯片和電子產(chǎn)品，他們的創(chuàng)新步伐會受到哪些主要 EDA 趨勢的影響?

是德科技公司 PathWave 軟件解決方案副總裁兼總經(jīng)理 Niels Faché 在一則采訪中，發(fā)表了他的一些觀點(diǎn)。

EDA的發(fā)展對開發(fā)人員和用戶的影響

趨勢1：EDA正朝著特定領(lǐng)域的方向發(fā)展，那么特定領(lǐng)域的設(shè)計(jì)對 EDA 工具開發(fā)人員和用戶有什么影響？

Niels Faché ：對于產(chǎn)品開發(fā)人員來說，僅僅考慮芯片或電路板的傳統(tǒng)規(guī)格已經(jīng)不夠了，他們現(xiàn)在還必須考慮其產(chǎn)品將被集成和使用的環(huán)境。

產(chǎn)品開發(fā)團(tuán)隊(duì)環(huán)境設(shè)計(jì)的驅(qū)動因素包括增加的系統(tǒng)復(fù)雜性、更高的性能和成本要求權(quán)衡以及更短的開發(fā)生命周期。為了解決這些問題，EDA 供應(yīng)商和用戶在生態(tài)系統(tǒng)中看到了從組件（如 RFIC）開發(fā)人員到子系統(tǒng)（如雷達(dá)）和系統(tǒng)（如自動駕駛系統(tǒng)）的更緊密合作以應(yīng)對集成挑戰(zhàn)并優(yōu)化性能。

針對環(huán)境設(shè)計(jì)給 EDA 工具提供商帶來了一些挑戰(zhàn)和機(jī)遇，例如：

創(chuàng)建協(xié)作工作流，包括跨設(shè)計(jì)和測試階段更好的流程、數(shù)據(jù)和知識產(chǎn)權(quán) （IP）管理，使許多工程師能夠高效地協(xié)同工作。

利用基于模型的系統(tǒng)工程（MBSE），具有系統(tǒng)級、分層設(shè)計(jì)和不同級別的模型保真度，這具體取決于仿真的類型（電路、系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)）。

改進(jìn)模型，包括基于測量的模型，以提高模擬的準(zhǔn)確性。在設(shè)計(jì)過程的早期進(jìn)行精確的仿真，使開發(fā)團(tuán)隊(duì)能夠降低驗(yàn)證和確認(rèn)風(fēng)險，并減少對迭代和昂貴的物理原型設(shè)計(jì)的需求。

通過高性能計(jì)算 （HPC） 和并行化增加模擬數(shù)量。

在仿真環(huán)境中提供正式的驗(yàn)證框架，以在所需的設(shè)計(jì)環(huán)境中確認(rèn)組件的兼容性。

仿真環(huán)境設(shè)計(jì)需要EDA公司之間建立更緊密的合作伙伴關(guān)系，并在EDA、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD），計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）和測試工具之間具有更大的互操作性。它還要求將EDA工具與產(chǎn)品生命周期管理（PLM）系統(tǒng)更好地集成，并在仿真和測試過程以及數(shù)據(jù)管理方面進(jìn)行更多投資，以提高生產(chǎn)力。

芯片的快速發(fā)展對EDA行業(yè)的要求

趨勢2：芯片在所有類型產(chǎn)品中的使用變得越來越普遍，半導(dǎo)體行業(yè)現(xiàn)在正在為越來越多的客戶群提供服務(wù)，這對EDA行業(yè)有何要求？

Niels Faché ：目前芯片供不應(yīng)求，這種情況在疫情期間顯然有所惡化。在最近的一次歐洲之行中，是德科技的芯片設(shè)計(jì)和制造客戶證實(shí)，需求比供應(yīng)足足高出 30%。一些晶圓廠未來2年的產(chǎn)能都被預(yù)定了。公司也不得不在未來18到24個月內(nèi)擴(kuò)建產(chǎn)線，這樣才有可能使供需關(guān)系重新平衡。

半導(dǎo)體行業(yè)是有周期性的，例如汽車長期以來都是一個周期性特點(diǎn)顯著的行業(yè)，而應(yīng)用和行業(yè)領(lǐng)域的多樣性也有助于保持晶圓廠的高利用率。

如今，“萬物電氣化”正在大幅增加對新芯片組的需求。對于許多需要更高級的計(jì)算處理和連接的應(yīng)用來說，簡單的8位或16位微控制器已不再足夠。初創(chuàng)企業(yè)繼續(xù)快速涌現(xiàn)，創(chuàng)造新的設(shè)計(jì)架構(gòu)和創(chuàng)新產(chǎn)品。無晶圓廠也使該行業(yè)能夠處理越來越多的應(yīng)用，同時將半導(dǎo)體制造能力有效利用。

EDA產(chǎn)品需要滿足新的設(shè)計(jì)功能和驗(yàn)證工作。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)也需要更好的EDA工具、IP模塊和咨詢服務(wù)。更多的設(shè)計(jì)開始意味著對工程師和他們使用的EDA工具的需求更多，這些工具如果可以更自動化就能得到更高的生產(chǎn)率，并且更快地完成工作。

EDA 工具如何解決產(chǎn)品老化、質(zhì)量和可靠性問題？

趨勢3：客戶要求EDA工具的使用壽命更長，這對汽車和數(shù)據(jù)中心等安全關(guān)鍵型市場尤為重要，EDA 工具如何解決產(chǎn)品老化、質(zhì)量和可靠性問題？

Niels Faché ：芯片的發(fā)展正在向不同封裝技術(shù)進(jìn)步，對不同的互連和封裝細(xì)節(jié)進(jìn)行建模是可靠性設(shè)計(jì)越來越困難的原因之一。例如，空間應(yīng)用需要內(nèi)置冗余和特殊設(shè)計(jì)模式以增加輻射強(qiáng)度，這種方法也用于其他關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用，例如醫(yī)療保健。可靠性和老化（磨損）要求在物聯(lián)網(wǎng)、汽車和消費(fèi)產(chǎn)品中變得越來越重要，這些產(chǎn)品曾經(jīng)是航空航天和國防的主要驅(qū)動力。

隨著這些新應(yīng)用程序中試錯成本的增加，仿真對設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要性也在增加，首先我們需要知道芯片老化的原因都有哪些。

老化本質(zhì)上是我們通過晶體管通道驅(qū)動電子的速度，只有少數(shù)會縮短芯片壽命的效應(yīng)是已知的，其中許多都涉及電荷被困在不屬于它們的地方，有些可以通過技術(shù)改進(jìn)來緩解，而有些則需要仔細(xì)設(shè)計(jì)和驗(yàn)證。因此，只有將可靠性驗(yàn)證完全融入整個設(shè)計(jì)、制造和測試過程，它才能發(fā)揮積極的影響，如果設(shè)計(jì)客戶推動業(yè)界將仿真作為簽核，對 EDA 工具的影響可能會變得更加顯著。這需要通過獨(dú)立的測試套件或測試機(jī)構(gòu)來驗(yàn)證軟件。EDA工具和 IP 也有助于預(yù)測和避免現(xiàn)場故障。使用嵌入式傳感器和AI/ML 軟件技術(shù)進(jìn)行實(shí)時數(shù)據(jù)收集和分析有望很快解決硅產(chǎn)品的可靠性和老化問題。

編輯：黃飛

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