西门子EDA凌琳：充满信心，同塑半导体产业未来

在消费电子需求下滑及经济不振等多个因素影响下，市场上对半导体未来弥漫着一股悲观情绪。
 
但西门子EDA全球副总裁兼中国区总经理凌琳在日前举办的“第25届中国集成电路制造年会暨供应链创新发展大会”引述相关数据展现出了他对产业的乐观。有数据显示预测，约十年以后，也即是2030年，全球半导体的市值将突破1万亿美元。作为对比，据Gartner的统计数据显示，2022年全球半导体收入达到5,991亿美元。
 
半导体之所以会拥有如此大的增长力，按照凌琳所说，这主要是由于数字化深入到人们生活的每一个角落，整个社会也都在追求智能化和数字化，所以半导体行业的发展会更快。“类似ChatGPT这样的应用对算力有了更高的要求，这也将成为半导体发展驱动力的来源之一”，凌琳举例说。
 


为此，凌琳希望行业的从业者能充满信心，全力以赴来迎接下一波爆发。
 
芯片变局，EDA迎来三大挑战
 
凌琳在演讲中谈到，越来越多做芯片的公司已经不是传统意义上的芯片公司，这主要是因为很多做设备和产品的公司纷纷成立自己的团队来开发芯片，进入这个领域是个艰难的过程。
 


“因为各个产品对芯片、半导体的需求有很多差异化的要求，用通用的芯片产品可能达不到让用户有更好体验的结果，于是在行业内就产生了这样的一个改变。”凌琳解释说。他指出，在这种需求的推动下，一些更为复杂的系统厂家，甚至互联网生态的执牛耳者，也都开始涉足芯片领域。这充分说明半导体拥有高附加值，能够指导将来整个应用市场的能力，所以这是非常巨大的一个发展空间。这自然就给西门子EDA在内的众多半导体行业供应商带来机会，随之而来的挑战也无可避免。
 
凌琳表示，在新变局下，EDA在芯片设计、制造和应用这三个方面迎来挑战。
 
首先看设计方面，如凌琳所说，随着制程技术的微缩，芯片设计的规模越来越大，随之而来的芯片测试、验证需求也水涨船高。这都是EDA领域需要解决的问题，也是芯片设计者需要关注的头等大事；
 
其次，在芯片制造升级的过程中，也需要EDA做支撑。只有每一个技术节点都实现了技术上的突破和协同，才能继续推进制造的进步。在制造环节同样还要面临测试的挑战，这主要是因为芯片规模越来越大，带来的测试挑战可想而知，随之而来的成本增高也是不容忽视的一个问题；
 
第三，来到应用端，凌琳表示，在之前并没有一个特别好的工具去跟踪芯片在应用市场上的一些数据。但现在有了大数据技术，芯片从设计一开始也嵌入了相关功能，这让整个芯片的生命周期都是可追踪的，我们也能及时知道有可能发生的错误。“这个功能对于汽车芯片等应用来说尤为重要”，凌琳说。



厚积薄发，西门子EDA的破解之道
 
凌琳表示，从宏观来讲，整个半导体是由“摩尔定律”和“超越摩尔定律”双轮驱动。为了追求更好的经济效益比，半导体行业在除EDA外的多个领域都在寻找新的解决办法。作为行业领先专家，西门子EDA对此已经有了洞察的见解和充分的准备。
 
众所周知，西门子EDA的前身是Mentor Graphics，它进一步完善了西门子在电子集成电路和系统设计、仿真及制造解决方案的布局，拓展了数字化企业软件的整合能力。
 
“西门子EDA是西门子数字化工业软件的一部分，我们希望打造一个闭环的、数字化的设计流程过程。当中IC固然是关注重点，此外，包括异构集成、封装、系统板、电路板，甚至终端应用西门子都希望工业软件能够去参与，并解决所看到的问题，基于一个闭环的系统，让每一个步骤都能做仿真、增强。”凌琳在演讲中解释说。
 
他同时指出，在EDA方面，西门子EDA首先跟进解决的是芯片和电路板相关的事情，包括集成电路的设计、验证和制造、先进的功能、电子系统的集成和制造、印刷电路板以及系统的设计和仿真在内的方向都是西门子EDA关注的方向。具体到制造和测试方面，西门子EDA通过Calibre和Tessent这两个软件，将芯片设计公司和晶圆厂连接起来。其中Calibre负责物理的验证，Tessent则负责测试和良率提升。
 
 
“EDA并不是一个简单的流程，芯片从设计出来到转移到掩膜版，再到良率提升，需要经历一系列复杂的步骤，而西门子EDA的存在就是为了帮助大家简单地解决上述过程中带来的问题。”凌琳表示。
 
围绕着其中的核心难点，西门子EDA推出了多个极具竞争力的解决方案，当中就包括了OPC和DFM，以及DFR和DFY。
 
所谓OPC，是Optical Proximity Correction的缩写，也就是所谓的光学近似效应修正。这是集光学、材料、编程等在一起的交叉学科，是提高分辨率的一个重要手段，也是连接芯片设计与制造的桥梁，这同时也是西门子EDA非常擅长的一个领域。据凌琳介绍，OPC是一个非常复杂且耗费算力的过程，但西门子EDA通过和客户的合作，灵活运用算法，大大降低了算力的成本。
 
“对设计制造来说，DFM非常重要。因为如果DFM做得不好，会给产品、芯片的生产流片和良率提升带来灾难性的后果，而西门子EDA在这个领域也提供了非常好的方式和平台，能够让客户从早期就从CMP、DFM等角度去优化产品未来在Foundry面对的良率问题。”凌琳在演讲中表示。
 
在凌琳看来，芯片制造过程中，只靠DFM提高可制造性还远远不够，我们还需要提高其可靠性。特别是在一些特殊应用场景（比如车规芯片），会对你的设计提出有更多的规范要求。这时候，西门子EDA的Calibre DFR应用就能协助开发者提前发现问题，解决问题。

如上面所说，在芯片制造环节还有一个关注点，那就是良率。芯片开发者可以通过运用西门子EDA的Calibre和Tessent的平台来提升良率。“由于AI/Machine Learning及很多算法的加入，EDA创造了更多的可能性，能做到一些以前做不到的事情。”凌琳说。他举例指出，公司的Tessent® DDYA、Calibre SONR以及Calibre AIRS在帮助客户提升良率方面拥有很大的优势，引入了数据分析和AI之后，更是让工作如虎添翼。

 

展望未来
 
凌琳认为，未来智能化、数字化必然是电子、电器、机械结合在一起的一个趋势，它能解决更艰难的、跨物理域的问题。而西门子EDA除了自身产品的完善，还与西门子的工业软件集成在一起，提供了全面的解决方案。“把所有的工具集整合在一起，提供给设计公司、制造公司、封测公司，来达到更好的业界协同，建立更完善的生态系统，这是西门子EDA的愿景之一。”