AI如何助力西門子EDA實(shí)現(xiàn)加速創(chuàng)“芯”

如果說全球經(jīng)濟(jì)問題讓半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的每一環(huán)節(jié)都面臨挑戰(zhàn)，那么作為產(chǎn)業(yè)鏈上最頂端——EDA軟件一定承接了最多的壓力與希望。8月24日，2023 Siemens EDA Forum在上海浦東拉開帷幕，本次會(huì)議是西門子EDA闊別三年線下之后的再度回歸。在下午的媒體溝通會(huì)上，西門子EDA全球副總裁兼中國區(qū)總經(jīng)理凌琳與西門子EDA亞太區(qū)技術(shù)總經(jīng)理Lincoln Lee為大家一一解答了AI時(shí)代下的市場(chǎng)環(huán)境，以及半導(dǎo)體行業(yè)將會(huì)面對(duì)哪些挑戰(zhàn)。

迎接下行后的反彈

西門子EDA今年的會(huì)議主題為“厲兵秣馬、蓄勢(shì)待發(fā)”。為何待發(fā)，何為蓄勢(shì)？

西門子EDA全球副總裁兼中國區(qū)總經(jīng)理凌琳認(rèn)為，過去20余年半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展，其實(shí)總體呈現(xiàn)出高速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，不過這中間也有一些插曲。凌琳總結(jié)，20年中一共有四波行業(yè)下行節(jié)點(diǎn)：經(jīng)濟(jì)危機(jī)，美國金融危機(jī)、新冠疫情以及今天的后疫情時(shí)代經(jīng)濟(jì)下行壓力。

第一波是U型衰退，就是互聯(lián)網(wǎng)泡沫破滅，行業(yè)用了幾年的時(shí)間才慢慢（2002年/2003年）從U型衰退復(fù)蘇。第二波美國金融危機(jī)，當(dāng)時(shí)EDA行業(yè)不知道會(huì)不會(huì)導(dǎo)致半導(dǎo)體行業(yè)長(zhǎng)期寒冬。后來證明，這個(gè)V型雖然衰減得很猛，但也快速地恢復(fù)了，原因包括世界經(jīng)濟(jì)狀況、供應(yīng)鏈情況、中國產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展、美國重新資本調(diào)向，高科技“飛輪效應(yīng)”、很快找到了新的投資方向等等。

2019年末疫情到來，讓整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)承接了一次史無前例的壓力。凌琳表示，這是一次影響全人類的疫情，導(dǎo)致了很多庫存擠壓，也影響了大家對(duì)供應(yīng)鏈的判斷，大家都在備貨和搶購，行業(yè)整體呈現(xiàn)U型趨勢(shì)。如今疫情結(jié)束，半導(dǎo)體行業(yè)卻并未如預(yù)期那樣一路走高。凌琳認(rèn)為，這第四輪的衰退，更多的是因?yàn)檎w供應(yīng)鏈?zhǔn)艿接绕涫堑鼐壵蔚纫蛩氐挠绊懀蚴且驗(yàn)橐厮芄?yīng)鏈，還包括之前的備貨太多了、備貨備錯(cuò)了等原因。

不過正因有了前三次的“衰退”，整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)其實(shí)并沒有呈現(xiàn)出悲觀姿態(tài)。凌琳表示：“預(yù)測(cè)未來需要看歷史。中國人更有智慧，中國人看未來是看更久的歷史。我覺得這有一定的道理，我們一定要往回看。”他舉例，當(dāng)前整體市場(chǎng)正在迎接智能化轉(zhuǎn)型，或者說是產(chǎn)業(yè)升級(jí)。諸多數(shù)據(jù)表明，當(dāng)前汽車與工業(yè)增長(zhǎng)迅速，從業(yè)者擔(dān)憂的不應(yīng)是未來是否會(huì)增長(zhǎng)，而是未來哪些點(diǎn)會(huì)增長(zhǎng)。可以預(yù)見到，未來云計(jì)算、數(shù)據(jù)中心、無線通信、工業(yè)電子和消費(fèi)電子都有比較大的增長(zhǎng)，然后整體預(yù)計(jì)到2030年整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)會(huì)超過1萬億。因此，保持希望，未來我們還能做的更多。凌琳還從EDA的角度分析了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)趨勢(shì)。西門子EDA通過分析初創(chuàng)企業(yè)投入的產(chǎn)業(yè)種類認(rèn)為，未來“邊緣計(jì)算”“云計(jì)算”以及“視覺/面部識(shí)別”都極大概率為未來的熱點(diǎn)技術(shù)。

待發(fā)，為了蓄勢(shì)。凌琳表示，西門子EDA軟件同樣保持對(duì)行業(yè)的自信，也同時(shí)讓自身發(fā)展保持在三個(gè)方向上：（1）更先進(jìn)的工藝技術(shù)。即使摩爾定律放慢，西門子EDA還是認(rèn)為新的技術(shù)還會(huì)出來，只是可能會(huì)慢一點(diǎn)。另外用異構(gòu)集成彌補(bǔ)這個(gè)不足，會(huì)催生很多新的技術(shù)。（2）設(shè)計(jì)規(guī)模擴(kuò)大。（3）芯片-系統(tǒng)-產(chǎn)品。西門子EDA不光是看芯片內(nèi)部、SoC，還看到芯片跟其它芯片連接，包括CPV板子上信號(hào)的流轉(zhuǎn)，將其置于系統(tǒng)的系統(tǒng)、甚至一個(gè)超級(jí)系統(tǒng)，表現(xiàn)能不能達(dá)到目標(biāo)。整個(gè)從芯片到系統(tǒng)到產(chǎn)品數(shù)字孿生，西門子EDA提供一個(gè)更完整、更全面的視野去看這個(gè)問題，有獨(dú)特的解決方案，這就超越一般的EDA定義，而且它是在整個(gè)普適、全局AI的指導(dǎo)下。西門子EDA不會(huì)在某一個(gè)，而是在各個(gè)算法里面都用AI去做這個(gè)工具，盡量利用機(jī)器學(xué)習(xí)的方法去做快速的部署和得到結(jié)果。

AI賦能全產(chǎn)業(yè)鏈

EDA軟件被稱為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)芯片上的皇冠，已經(jīng)逐漸呈定制化流程發(fā)展趨勢(shì)。西門子EDA亞太區(qū)技術(shù)總經(jīng)理Lincoln Lee在回答記者問題時(shí)表示，西門子EDA始終有定制化流程發(fā)展方向，其中包括射頻的流程、有模擬的流程，也有數(shù)字的。行業(yè)里面西門子EDA是數(shù)字、自動(dòng)化的布局布線，這個(gè)流程還是最普遍的。 “我們要做的就是一直提高工程師的工作效率，這樣才可以用有限的工程師追上摩爾定律的發(fā)展。”

AI賦能之下，西門子EDA還能持續(xù)提升效率。Lincoln Lee認(rèn)為，做芯片其實(shí)不單是人工做，芯片是需要有競(jìng)爭(zhēng)力、需要有差異性的?！叭绻鸄I學(xué)習(xí)過，我提一個(gè)要求給它，它產(chǎn)生一個(gè)東西出來，我不如去買一個(gè)IP。我覺得我們一直用AI不是代替人工，而是優(yōu)化人工。從EDA的工具來說，我們EDA工具是提高工程師的效率，用很多AI算法，所以很多人關(guān)注?！彼硎続I并不能真正代替工程師，AI是在每一個(gè)工序里面提高工作效率、更快地完成工作。

目前西門子EDA已經(jīng)擁有了諸多AI技術(shù)，包括“良率提升”、“建庫”、“數(shù)字驗(yàn)證”等。建庫即通過機(jī)器學(xué)習(xí)把這個(gè)減低100倍-1000倍，很快把這個(gè)“庫”跑完。Lincoln Lee表示，有了方便的AI工具，以前跑過的，不需要重跑的，我們就不用浪費(fèi)時(shí)間，就跑改過的地方就好了。這些都是用機(jī)器學(xué)習(xí)的方法，去提高我們現(xiàn)在的工具能力。

與此同時(shí)，西門子EDA還保持著對(duì)全球優(yōu)秀機(jī)器學(xué)習(xí)企業(yè)的收購態(tài)勢(shì)。凌琳表示，自2017年Mentor加入西門子之后，西門子在EDA領(lǐng)域做了11個(gè)并購，這11家公司分布在全球，囊括的范圍也方方面面。去年西門子推出平臺(tái)西門子Xcelerator，西門子作為一家科技公司，顧名思義，就是希望幫助現(xiàn)在想要數(shù)字化轉(zhuǎn)型的企業(yè)加速數(shù)字化、智能化進(jìn)程，而EDA就是這個(gè)平臺(tái)非常核心的組成部分。從IC設(shè)計(jì)工具這樣的微觀，到軟件、硬件這樣的宏觀，西門子在努力做到完整覆蓋。

數(shù)字化經(jīng)濟(jì)其實(shí)支柱就是靠半導(dǎo)體、集成電路的發(fā)展演進(jìn)，也就是靠摩爾定律+超摩爾定律來做。EDA又是一個(gè)非常重要的“點(diǎn)”、這是非常重要的一環(huán)。凌琳表示：“作為西門子EDA，我們會(huì)專注我們的本業(yè)，把本業(yè)做好、反哺整個(gè)西門子解決方案閉環(huán)的強(qiáng)健性?！?/p>

多管齊下推動(dòng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展

橫向?qū)Ρ瓤?，在EDA軟件領(lǐng)域，西門子EDA的最大優(yōu)勢(shì)就是擁有龐大的數(shù)字工業(yè)化軟件群體做“靠山”，通過系統(tǒng)化的解決方案為客戶提供全流程服務(wù)。本次大會(huì)，西門子同樣還為整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)帶來了更多實(shí)用工具。

（1）Calibre DesignEnhancer

西門子數(shù)字化工業(yè)軟件日前推出創(chuàng)新的Calibre^? DesignEnhancer軟件，可以讓集成電路 (IC)、布局布線(P&R)和全定制設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在IC設(shè)計(jì)和驗(yàn)證過程的早期，進(jìn)行自動(dòng)化“Calibre設(shè)計(jì)即正確”的版圖修改優(yōu)化，進(jìn)而大幅地提高生產(chǎn)率、提升設(shè)計(jì)質(zhì)量并縮短上市時(shí)間。該工具可以提供三種使用模型，包括“過孔修正”、“電源/接地增強(qiáng)”以及“填充單元插入”。

（2）Solido 設(shè)計(jì)環(huán)境軟件

官方資料表示，Solido Design Environment采用人工智能(AI)技術(shù)，支持云端集成電路(IC)設(shè)計(jì)和驗(yàn)證，能夠幫助設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)對(duì)日漸嚴(yán)苛的功率、性能、良率和可靠性要求，加快產(chǎn)品上市速度。據(jù)了解，西門子EDA的部分客戶目前已經(jīng)開始使用Solido設(shè)計(jì)環(huán)境軟件，SK hynix Inc. 已經(jīng)使用Solido設(shè)計(jì)環(huán)境軟件大幅縮短了整個(gè)生產(chǎn)時(shí)間。

（3）Questa Verification IQ軟件

官方資料顯示，該軟件面向下一代高性能集成電路(IC)的復(fù)雜設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，提供開創(chuàng)性的解決方案。它是一款基于團(tuán)隊(duì)的云端軟件，由數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)并采用人工智能(AI)技術(shù)，有助于加速驗(yàn)證收斂、簡(jiǎn)化可追溯性、優(yōu)化資源，促進(jìn)產(chǎn)品上市速度。西門子EDA副總裁兼設(shè)計(jì)驗(yàn)證技術(shù)總經(jīng)理Abhi Kolpekwar表示：“很多領(lǐng)先的芯片設(shè)計(jì)和驗(yàn)證公司都在利用大數(shù)據(jù)來推動(dòng)創(chuàng)新、精簡(jiǎn)運(yùn)作和提升效率。西門子新的Questa Verification IQ是一款由數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的驗(yàn)證解決方案，能夠利用分析、協(xié)作和可追溯性，加快和簡(jiǎn)化驗(yàn)證流程，與西門子的Polarion REQUIREMENTS軟件配合使用將取得顯著效果?！?/p>

EDA，作為半導(dǎo)體行業(yè)最基礎(chǔ)，也是最前端的領(lǐng)域，它可以為下游客戶提供更便于利用的平臺(tái)、更寬泛的工具。西門子EDA通過與自身數(shù)字化工業(yè)軟件相結(jié)合，可以更容易地達(dá)到客戶的目標(biāo)。凌琳表示：“我們希望在更多的客戶身上去實(shí)踐更快速地幫你部署數(shù)字化產(chǎn)品上市，這才是真正我們?yōu)檫_(dá)到的目的。我們手里的牌很好、平臺(tái)很寬泛、很強(qiáng)大，所以我們非常期待找更多的人來使用這樣的一些好處。”

最后引用凌琳在媒體會(huì)上的發(fā)言：“專注于創(chuàng)新，厲兵秣馬、蓄勢(shì)待發(fā)，一起創(chuàng)造一個(gè)強(qiáng)力的反彈。努力去踐行，我們絕對(duì)可以成為這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)當(dāng)中非常重要的一個(gè)角色，希望能夠給整個(gè)行業(yè)帶來價(jià)值！”