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电子设计自动化(EDA)行业发展势头强劲,为半导体和电子系统设计行业的成功做出了巨大贡献。越来越多的系统公司开始自己设计芯片和电子产品,他们的创新速度受到哪些主要EDA趋势的影响?

趋势:电子产品的设计正在向特定领域发展。特定领域的设计对EDA工具开发者和用户意味着什么?

答:对于产品开发者来说,只考虑芯片或电路板的现有规格是不够的。另外,还要考虑产品集成和使用环境。

促使产品开发团队考虑环境设计的因素包括系统复杂性增加、性能要求和成本增加、持续压缩开发周期等。为了解决这些问题,在由组件(例如RFIC)、子系统(例如雷达)和系统(例如自动驾驶系统)组成的生态系统中,EDA供应商和用户必须更加密切地合作,以解决集成问题并优化性能。

环境设计为EDA工具供应商提供了以下挑战和机会:

通过构建在设计和测试阶段实施更好的流程、数据和知识产权(IP)管理的协作工作流,使许多专家能够高效地协作。

根据仿真类型(电路仿真、系统仿真或网络仿真),决定是在系统级别充分利用基于模型的系统工程(MBSE),还是使用层次设计和不同级别的模型进行设计。

改进模型,包括基于测量的模型,以提高仿真的准确性。通过对初始设计过程的准确模拟,开发团队可以减少验证和验证风险,减少对迭代和成本高昂的物理原型的需求。

通过云的高性能计算(HPC)和并行执行增加模拟数量。

在模拟环境中提供正式的验证框架,以确认所需设计环境中的零件兼容性。

围绕环境进行设计需要深化EDA公司之间的合作,进一步提高EDA、计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工程(CAE)和测试工具之间的互操作性。此外,还需要更好地将EDA工具集成到产品生命周期管理(PLM)系统中,并增加对模拟和测试过程以及数据管理的投资,从而提高生产效率。

Trend:芯片在各种产品中的使用越来越普遍,半导体行业现在服务于越来越多的客户群。对EDA行业有什么影响?

答:目前芯片处于供不应求状态,疫情进一步加剧了这种状态。我不久前在欧洲旅行中发现,德科技的芯片设计和制造客户比供应的需求高30%。一些芯片厂未来两年的生产能力已经被预定。但是,一些公司将在未来18至24个月内扩大生产能力,这可能有助于供应和需求的重新平衡。

半导体产业具有周期性,芯片制造中一直存在的需求周期会影响下游的EDA企业。例如,汽车长期以来一直是周期性产业。汽车行业进入下行周期后,消费和医疗等其他应用将抢占芯片生产能力。应用和产业领域的多样性有助于有效利用晶圆工厂的生产能力。

长期增长势头强劲,“万物电气化”大大增加了对新芯片组的需求。简单的8位或16位微控制器无法满足需要更高级计算处理和连接性的许多应用程序的需求。初创企业迅速萌发,不断创造新的设计和创新的产品。非晶质工厂模型可以有效地利用半导体制造能力,同时满足越来越多的应用需求。

设计师需要EDA产品实施新的设计功能,并满足验证工作的要求。设计团队需要EDA提供更好的工具、IP模块和咨询服务。对于EDA供应商来说,客户市场使用芯片的力量越来越大是一个非常积极的趋势,这些企业的增长和成功部分取决于设计的开始和成功。开始设计越多,对工程师和他们使用的EDA工具的要求也越多。工程师需要通过智能自动化和高效率更快地完成任务。

趋势:客户希望芯片和电子系统的寿命变长,并在整个生命周期内正常工作。这对安全核心市长/市场(如汽车)和任务关键型市场(如数据中心)尤为重要。EDA工具如何解决产品老化、质量和稳定性问题?

答:就德技术而言,可靠性设计不是一个新课题。因为公司的仪器产品有非常严格的寿命要求。稳定性必须完全集成到整个设计、制造和测试过程中,才能产生积极的影响。在设备产品生命周期中,De Technology在多年的开发过程中充分掌握了对戴尔设计和模拟工具产生积极影响的优秀可靠性案例。德国技术的内部工具用户和商业客户对如何将电路保持在电气和热量限制范围内非常感兴趣。这看起来很简单,其实很有挑战性。尤其是在环境和工艺发生变化的时候。

在通过不同包装技术相互连接的更大系统中,芯片占越来越大的比重。这种互连和封装细节的建模方法也是攻克可靠性设计的难点。例如,空间应用程序需要考虑自身冗余和特殊设计模式,以提高辐射硬度。该方法还用于医疗等其他任务关键型应用程序。在互联网、汽车和消费品上,对可靠性和老化(磨损)要求的重要性越来越大,以前只有航空航天和国防应用有这种要求。

随着这些新兴应用程序错误成本的增加,仿真对设计质量的重要性也越来越高。De Technology PathWave设计工具可以模拟和分析直接影响质量和可靠性的信号和电源完整性、电磁效果。如果从事设计领域的客户在业界寻求模拟批准,EDA工具的影响可能会更加明显。这种方法需要通过单独的试剂盒或测试机构验证软件。EDA工具和IP还有助于预测和防止现场故障。使用嵌入式传感器和AI/ML软件技术进行实时数据收集和分析,有望迅速解决芯片产品的稳定性和老化问题。

-引领EDA未来的三大趋势

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