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[原创] Mentor凌琳:EDA发展创新是关键,切忌急功近利

半导体行业观察 ·2020-07-08 08:57·半导体行业观察
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科技产业发展主轴从PC转到移动终端,半导体技术不论在应用还是价值方面都发生了引人注目的变化。而现在,一场新的变革正在隆重上演。5G、人工智能(AI)、无人驾驶、云计算、物联网等新技术的迅猛发展和广泛应用,将带动相关行业的复苏和迅速发展。

其中,AI的重要性不容小觑,麦肯锡全球研究所的智囊团指出,AI对社会的影响是工业革命的3000倍。AI正在驱动全球科技行业的进步,AI处理器也正在推动全球半导体行业的增长。这使得市场分析机构做出积极的预测,未来5年,AI芯片应用将增长三倍。

EDA(Electronic Design Automation)作为AI芯片中不可或缺的角色,在半导体软硬件企业、创业者与开发者的推动下,迎来了新的商机与挑战。

西门子并购Mentor引领EDA新时代的到来


作为EDA(Electronic Design Automation)技术的领导厂商,Mentor, A Siemens Business(以下简称“Mentor”)十分认可AI的价值.

Mentor IC EDA执行副总裁Joseph Sawicki曾在采访中指出,“在2001年互联网泡沫破灭之后,集成电路的风险投资一蹶不振。但是随着AI、机器学习如火如荼地发展,我们再次看到了风投基金的一个投资风口。”

“AI正在推动新一轮的半导体行业增长。”Mentor, A Siemens Business全球副总裁兼中国区总经理凌琳在近日举办的SEMICON China 2020上再次强调AI的重要性。

Mentor, A Siemens Business全球副总裁兼中国区总经理凌琳

在发展AI技术的道路上,西门子为Mentor提供了极大帮助。凌琳称,与西门子合并后,Mentor在各个领域对研发的投入力度都加大了很多,尤为值得一说的就是AI。

物理验证方面,Mentor推出了大量新工具,以支持客户和代工厂。在设计测试方法学上,Mentor也做了大量的投资和改进,关于比较抽象的AI和机器学习芯片设计。

目前,Mentor正在倡导High-Level Synthesis助力AI发展。以更高阶的抽象(next level of abstraction)来加速客户开发AI芯片的过程。

在近一年多的时间内,在西门子的帮助下,Mentor先后收购了5家公司,加强或补充了多种EDA技术,包括电磁场与热分析公司、5G测试解决方案公司,还有机械学习可变性的高科技公司,以及随机芯片的故障分析公司和电缆线束工程设计方面的公司。

凌琳称,在西门子的企业文化影响下,Mentor未来的设计和验证能力都将提到更高的层次,这些方面的成长在AI时代非常重要。

Mentor与西门子步调一致,在西门子的“Digital Twin”(数字化双胞胎)愿景中,Mentor是实现这一目标非常重要的一环。

Mentor帮助西门子将版图拓展到电子设计领域,包括电子互联,Mechanical Simulation(机械仿真)和 Testing Tool(测试工具),凌琳表示,“我相信西门子最终会成为一个更加强大的公司,而那时,Mentor在全球EDA市场的版图将更为让人期待。”

AI时代下EDA的挑战与解决之道


然而,在AI时代,EDA并没有如想象中发展的那般顺利。

须知,EDA所扮演的角色主要在于提供IC设计者的工具,最重要的功能是自动化减少芯片设计的时间及制造的周期。AI的迅速发展对EDA工具提出了更高要求,EDA面临着前所未有的新挑战。在凌琳看来,主要包括以下四个方面:

首先是算法,用什么架构去实现更先进、更智能的芯片成为值得思考的问题。凌琳指出, 在研究深度学习和神经网络时,采用CPU做大量并行计算速度太慢, GPU虽然可以并行计算,但其功耗很高,不经济。目前也有Google自定义架构做Tensor Flow,TPU(Tensor Project Unit),但太复杂且太过昂贵。大家更趋向于在特定领域进行定制,因此算法成为大家竞争的焦点,每一家公司都想做出层次更高的架构。

其次是设计规模,目前的设计规模变得越来越大。凌琳表示,从1971到2018这近50年间,设计规模增加了5000万倍,快速增大的设计容量,对于EDA来说是一个挑战。

第三个是先进制程,先进的工艺制造技术为EDA设计带来了多重挑战。

最后一个挑战是异构集成。凌琳指出,把元件集成到一个芯片中既不经济,也很麻烦。业内目前正在想办法把芯片叠起来,比如2.5D、3D堆叠。堆叠使用不同的工艺实现,因此异构集成对工具要求也不同。

而解决之道包括五点。一是通过C+/C++等高阶语言写算法缩短芯片设计时间,同时压缩设计成本;二是善加利用硬件平台,解决验证的大量工作;三是通过颠覆性的机器学习做EDA工具,比如Mentor的旗舰产品Calibre OPC和Calibre LFD;第四是要寻求方法创新,适时改变方法论;五则是创造一个可以和Silicon、Substrate和Packaging联动的平台,解决异构集成的难题。

对于Mentor而言,在AI技术如此火热的今天,自然也会关注不少相关领域。凌琳指出,Mentor正在运用AI提高EDA工具的效率。

一方面是自身,其既有的EDA软件本身就会使用到一些AI技术,比如机器学习等技术,会让EDA软件产生翻天覆地的变化。

另一方面是客户,很多客户的芯片产品会涉及到AI,比如做云端的客户取向有两种:一种是重训练、轻推理,另一种是重推理、轻训练,因此这些客户对于自己产生的NPU要求不太一样,Mentor有不同的工具集可以帮助完成这方面的设定。

同时,对于生产不同应用端的公司也有不同的解决方案,凌琳称,Mentor的目标就是尽可能提供更广泛的平台给各种各样的客户。

国产EDA厂商的突破之法


Mentor进入中国已有31年历史,据悉,全球EDA公司中Mentor是第一家进入中国的公司。因此,Mentor对中国的EDA市场有着不俗的理解。

EDA一直是我国半导体市场的一块“芯”病。有报道指出,95%以上的EDA工具都掌握在美国企业手中。近年来,国产替代之声日益高涨,国产EDA厂商也做出了一些成绩,但这显然远远不够。从凌琳的口中,我们或许可以找到一些突破之法。

凌琳首先肯定了中国促进自给自足、自主可控的项目的行为,他认为这个方向作为国家战略非常正确,他指出,要想让国家有实力与他国竞争,就需要核心硬科技。

同时凌琳指出,这不仅仅是国家之间的竞争,也是一个长期战争,业内的每个人都要学习怎么更好地共存和对抗。政府要有导向性地做一些重要的投资和激励,因为基本上每个行业都要靠政策、资金、人才,有了政策、资金、人才,这件事情才有可能做成。

对于EDA企业来说,首先,创新是第一生产力。EDA永远要跟着制程、技术的演进去发展。EDA是一个基础的工具集,就算是一个占据大部分市场的EDA巨头,他们的创新也没有停止过,甚至他们觉得创新能力不足的时候还会收购小公司弥补他们不足。

凌琳坦言:“EDA就是这样,如果客户觉得你的工具不够先进,不够支撑新的制程,新的芯片的研发就不会用,这是没有办法的,上了这个船就必须一直做下去,到不了岸就要永远这样开下去。”

其次是时间,EDA工具只有被厂商验证过,才能让客户放心使用,而这需要时间。国内目前半导体产业热情高涨,国家/政府/机构的投资欲望非常强烈,但也不能忽视时间的作用,技术是慢慢积累与沉淀的。还有生态环境,也需要时间去创造,没有积累,就不会有厚积薄发的实力。

总结


与西门子结合后的Mentor体量逐渐庞大,但创新永不停歇。中国EDA厂商在夹缝中没有认输,反而顽强拼搏,寻求生存。这是大厂与小厂的生存之道,也是我们愿意看到的欣欣向荣的EDA市场。

时代浪潮的涌动之下,AI最终会让EDA市场发生怎样的变化,仍未可知。

*免责声明:本文由作者原创。文章内容系作者个人观点,半导体行业观察转载仅为了传达一种不同的观点,不代表半导体行业观察对该观点赞同或支持,如果有任何异议,欢迎联系半导体行业观察。


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