EDA業(yè)五大發(fā)展主旋律

*研發(fā)投入30%，15%~20%用于買(mǎi)新公司;
*披露這幾年收購(gòu)很多公司的原因；
*短期內(nèi)2.5D芯片會(huì)盛行；
*晶體管越來(lái)越多，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠；最大的阻力其實(shí)是功耗和效率；
*ARM已做了70%～90%的工作，SoC設(shè)計(jì)師的關(guān)鍵是做出差異化；
*當(dāng)?shù)匮邪l(fā)中心要經(jīng)過(guò)三階段。
                        
                                         背景
2011年，不包括合并Magma，Synopsys的營(yíng)收是16.65億美元；如果合并Magma之后，約17~18億美元。公司約七千名員工。

Synopsys的IP（知識(shí)產(chǎn)權(quán)）業(yè)務(wù)占1/4，而且成長(zhǎng)速度很快，已是世界第二大IP廠商（第一大為ARM公司）。

從SoC（系統(tǒng)芯片）的角度，Synopsys往下跟制造結(jié)合在一起，向上和系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)合在一起。


                                                EDA五大趨勢(shì)
問(wèn)：當(dāng)前EDA業(yè)的熱點(diǎn)是什么？
答：有五大關(guān)鍵主題。
實(shí)現(xiàn) 當(dāng)前的趨勢(shì)是芯片越來(lái)越大，性能越來(lái)越高；工藝上，這幾年已經(jīng)從0.13微米、90nm、65nm演進(jìn)到40nm、28nm、22/20nm；另外，跟消費(fèi)者有關(guān)的處理器很多都是基于ARM IP的，Synopsys擅長(zhǎng)把ARM核性能做到很high。


制造 有三個(gè)課題：一個(gè)是當(dāng)你的線寬變得很細(xì)時(shí)，物理效應(yīng)已經(jīng)不再主要矛盾，Intel提出的FinFET方案，Synopsys可完整地支持該類(lèi)方案；把現(xiàn)在的芯片(die)堆疊起來(lái)，實(shí)現(xiàn)2.5D或3D，除了封裝外，怎么用工具能夠支持好，能夠讓他制造，也非常重要的；良率部分，設(shè)計(jì)和制造可更好地聯(lián)結(jié)在一起。

驗(yàn)證 有幾個(gè)課題：驗(yàn)證IP方面，Synopsys現(xiàn)在推出了新一代的SystemVerilog VIP^[1]；數(shù)字和模擬的混合設(shè)計(jì)希望更快；ARM-based驗(yàn)證是另外一個(gè)很大的挑戰(zhàn)，因?yàn)榧词鼓阌性O(shè)計(jì)，還要有驗(yàn)證的方法；低功耗是一個(gè)更困難的挑戰(zhàn)。

系統(tǒng)設(shè)計(jì) 這是這幾年比較新的課題，就是新的方法（methdology）。因?yàn)橐郧岸技性谧鲂酒切酒舷到y(tǒng)。因此現(xiàn)在做系統(tǒng)時(shí)，軟件的人數(shù)已經(jīng)比硬件的還要多。在硬件沒(méi)有還做出來(lái)之前，需要有原型機(jī)（prototyping），使軟件工程師或系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工程師早期就可以開(kāi)始開(kāi)發(fā)。特別是方案廠商。我們現(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)發(fā)出來(lái)這種平臺(tái)。另外一個(gè)推手是ARM，現(xiàn)在ARM推出了big.LITTLE方案，就是ARM的大核A15，配上一個(gè)小核的A7（做控制）。同樣，我們需要建構(gòu)類(lèi)似的概念，需要一個(gè)全新的VDK(Virtual Development Kit)，這和以前傳統(tǒng)的SDK的概念是一樣的，就是你說(shuō)還沒(méi)有把Model建出來(lái)之前，你已經(jīng)可以開(kāi)發(fā)很多的軟件。所以未來(lái)，我們有了VDK，可以讓系統(tǒng)的驗(yàn)證和仿真提早開(kāi)始，而不是在這個(gè)做完之后才開(kāi)始，這個(gè)方法（methdology）會(huì)完全嵌入進(jìn)去。

IP 已沒(méi)有太多玩家，因?yàn)镮P的投資和技術(shù)含量太高。Synopsys在此領(lǐng)域并購(gòu)了多家公司，以進(jìn)到各個(gè)目標(biāo)應(yīng)用領(lǐng)域。最近Synopsys發(fā)布了新一代的音頻子系統(tǒng)——DesignWare SoundWave Audio Subsystem^[2]，特點(diǎn)是除了IP和整個(gè)芯片的架構(gòu)之外，連軟件都提供了，所以現(xiàn)在客戶(hù)要做一個(gè)音頻的系統(tǒng)的話(huà)，可能75%～80%是現(xiàn)成的，客戶(hù)可以很快做出芯片。

                                      并購(gòu)
問(wèn)：2009-2012年以來(lái)，Synopsys多次并購(gòu)，為何要多種并購(gòu)？
答：我們?cè)谠O(shè)法建構(gòu)一個(gè)完美的設(shè)計(jì)方法（methdology）。因?yàn)榧夹g(shù)含量太多時(shí)，你沒(méi)有辦法單獨(dú)突破，一直要集成到某一個(gè)程度之后，就是要大于某一個(gè)份量之后，才能從量變到質(zhì)變。當(dāng)你的系統(tǒng)復(fù)雜程度到某一個(gè)量時(shí)，你才會(huì)有質(zhì)變，才會(huì)真正改善設(shè)計(jì)的環(huán)境。

例如，一個(gè)SoC所碰到的問(wèn)題，可能是制造的問(wèn)題，抑或是實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題、驗(yàn)證的問(wèn)題、系統(tǒng)級(jí)軟件的問(wèn)題。但如果你沒(méi)有一個(gè)足夠完整的解決方案，很多時(shí)候你只能解決一部分問(wèn)題而已。其實(shí)從客戶(hù)的角度，他最想要的是我能不能做得比別人更好、更快、更便宜。但你都會(huì)遇到不同的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，所以Synopsys的角色，是把這些不同Solution的拼起來(lái)之后，完成量變到質(zhì)變，就是你真正可以有一套新的方式來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。

Synopsys提出的口號(hào)叫系統(tǒng)級(jí)的協(xié)同設(shè)計(jì)。這里面牽扯到三個(gè)環(huán)節(jié)：客戶(hù)要對(duì)我們肯定、承諾和妥協(xié)。最重要的是要互相妥協(xié)。關(guān)于妥協(xié)，我舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，很多的客戶(hù)和我們講，“我現(xiàn)在要做的ARM芯片是很快、很快、很快的，比任何人都快。”但是客戶(hù)又只愿意付很少的錢(qián)。這里面其實(shí)沒(méi)有十全十美的，我覺(jué)得這是要看妥?？隙?、承諾、妥協(xié)三個(gè)聯(lián)系在一起，才能形成比較系統(tǒng)化的協(xié)同和搭配。

問(wèn)：Synopsys會(huì)不會(huì)造成行業(yè)壟斷？
答：壟斷的機(jī)會(huì)不大。原因是EDA業(yè)還有幾個(gè)大的玩家，而且這個(gè)產(chǎn)業(yè)其實(shí)還有很多其他部分。更重要的是技術(shù)在不斷演進(jìn)，所以我們每天兢兢業(yè)業(yè)地在做，投入30%以上在研發(fā)上；另外15%～20%在買(mǎi)公司，都是為了技術(shù)能一直跟進(jìn)。在技術(shù)一直更新的時(shí)候，我覺(jué)得不至于壟斷。

問(wèn)：不同的公司有不同的風(fēng)格，你們?cè)趺凑细鞣N風(fēng)格的公司，形成統(tǒng)一的風(fēng)格？
答：這是文化的整合，包括兩方面：第一,就是以客戶(hù)為主，我們買(mǎi)技術(shù)是為了服務(wù)客戶(hù)，所以當(dāng)你把客戶(hù)為主這件事情擺在前面的時(shí)候，其實(shí)很多事情就比較容易理解；第二，我們有文化的傳承，例如溝通，我們所有的經(jīng)理都有很固定的一對(duì)一的溝通，包括對(duì)客戶(hù)的溝通。

問(wèn)：現(xiàn)在整個(gè)EDA市場(chǎng)基本上只剩下三大巨頭，以后這個(gè)市場(chǎng)格局會(huì)怎么樣？
答：簡(jiǎn)單地講，整個(gè)電子業(yè)事實(shí)上就是“半導(dǎo)體+軟件”。半導(dǎo)體現(xiàn)在一年大概4%～5%的增長(zhǎng)，EDA業(yè)雖然只我們這幾家，但是EDA現(xiàn)在已經(jīng)重新定義了，你看我們自己有將近1/4的IP業(yè)務(wù)，我們也進(jìn)到了軟件業(yè)，所以已經(jīng)不太容易能夠形容了EDA業(yè)現(xiàn)在是什么樣了，因此我想EDA也還是持續(xù)在全球化，還在發(fā)展，不需要擔(dān)心。

                                    EDA業(yè)的地位
問(wèn)：現(xiàn)在代工廠(foundry)越來(lái)越少，IC公司也在整合，對(duì)貴公司有什么影響？
答：挑戰(zhàn)越來(lái)越大，掙錢(qián)不容易，所以只好越來(lái)越整合。

所以這個(gè)整合的趨勢(shì)是不可避免的，我想我們可以做的是更緊密地合作。因?yàn)閷?duì)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，我們是支持者，跟上下游客戶(hù)沒(méi)有什么競(jìng)爭(zhēng)，所以我們可以設(shè)法跟上下游有很深層的交流，互相承諾，進(jìn)行技術(shù)開(kāi)發(fā)，然后共同建造生態(tài)環(huán)境，還有在這里還進(jìn)行一些協(xié)調(diào)。

問(wèn)：TSMC這兩年一直在推OIP平臺(tái)，把IP、EDA什么全都集成在一起，這對(duì)咱們整個(gè)生態(tài)環(huán)境會(huì)帶來(lái)怎么樣一種改變？
答：其實(shí)我們合作比較多^[3]。關(guān)于TSMC的OIP(開(kāi)放創(chuàng)新平臺(tái))，我個(gè)人其實(shí)參與很早，TSMC規(guī)劃時(shí)候我就參與了，借用我們之前很多觀念，應(yīng)該說(shuō)我們雙方合作得很緊密。EDA和代工要更緊密地合作。

                          

                                EDA技術(shù)
M4：SoC設(shè)計(jì)越來(lái)復(fù)雜，門(mén)檻越來(lái)越高。實(shí)際上現(xiàn)在在后端封裝的工藝上可采用SIP、3D，來(lái)減輕SoC負(fù)擔(dān)？另外，通過(guò)制造過(guò)程也可以解決一些困難問(wèn)題。EDA業(yè)是否面對(duì)這么一個(gè)局面？
答：SIP的問(wèn)題主要有兩個(gè)，一個(gè)是你把它疊起來(lái)的時(shí)候，你必須要打孔，能夠上下接在一起，這個(gè)叫做TSV（硅通孔）；另外，由于會(huì)有熱度，會(huì)產(chǎn)生熱效應(yīng)。最有可能的方案是兩種，一是擺在旁邊來(lái)，這個(gè)叫2.5D；另外一種，在這一層跟這一層中間放一個(gè)substrate（音），可以變成真正的3D堆疊。

其實(shí)工具目前是沒(méi)有問(wèn)題的，工具的部分只要是布局&布線，或者在這里面怎么去做參數(shù)的提取。這其實(shí)還是需要制造設(shè)備廠商的配合。

我覺(jué)得從工具角度講，我們也在看這個(gè)方向。但是短期之內(nèi)應(yīng)該主要是2.5D。

                                          電子產(chǎn)業(yè)
問(wèn)：芯片中的晶體管越來(lái)越多，已經(jīng)上億，將來(lái)會(huì)不會(huì)浪費(fèi)或過(guò)剩？
答：其實(shí)再給你一百倍的密度，還是有很多事情做不到。比起人腦，現(xiàn)在最主要的計(jì)算機(jī)還是很小兒科。我的一個(gè)朋友在研發(fā)像人腦一樣的電腦，按照現(xiàn)在計(jì)算的發(fā)展速度，也許2018年會(huì)出現(xiàn)人腦一樣的電腦。

晶體管發(fā)展最大的阻力其實(shí)是Power（功率）的使用效率。盡管你的計(jì)算量那么大，但是你并不是所有的時(shí)間都在計(jì)算，實(shí)際上你是有時(shí)間性的，你怎么去用那一段達(dá)到你的最大的運(yùn)算效用才是挑戰(zhàn)。

問(wèn)：多年來(lái)，ARM一直在追求上市時(shí)間，大家也在跟著其腳步往前趕。SoC設(shè)計(jì)中70%～90%都被IP ready了，那大家干什么？
答：客戶(hù)只需要他的芯片符合某些應(yīng)用/產(chǎn)品就行了，所以主要的差別在應(yīng)用和產(chǎn)品。如果他沒(méi)法用應(yīng)用和產(chǎn)品去區(qū)分他自己的差異化，就沒(méi)有用。我想我們的角色是在把很復(fù)雜的東西的風(fēng)險(xiǎn)，就是像ARM這種復(fù)雜工藝的風(fēng)險(xiǎn)降低了，也就是你可以有個(gè)很好的legal blocks。但是這以前沒(méi)法做得很好，現(xiàn)在可以。當(dāng)然你的差異化不能只取決于單單那一個(gè)積木。

                                       中國(guó)區(qū)
問(wèn)：貴公司的中國(guó)業(yè)務(wù)現(xiàn)在如何？
答：中國(guó)總共有大概560人，上海、北京、武漢都有研發(fā)中心。亞太區(qū)營(yíng)業(yè)額3億多美元，中國(guó)是重要部分。

問(wèn)：為什么要在武漢建立設(shè)計(jì)中心，是為了成本低還是為本地化？
答：兩個(gè)原因，一個(gè)我們還是持續(xù)在中國(guó)投資，武漢大學(xué)、華中理工學(xué)院等都是很重要的資源；另外是當(dāng)?shù)卣恼猩桃Y的推動(dòng)，像聯(lián)發(fā)科（MTK）等已經(jīng)到那邊投資了，我們也是跟隨客戶(hù)。

所有公司的當(dāng)?shù)氐难邪l(fā)中心都要經(jīng)過(guò)三個(gè)階段：第一階段，其實(shí)大都因?yàn)槌杀颈容^便宜，現(xiàn)在武漢比上海稍微便宜一點(diǎn)點(diǎn)；第二個(gè)階段，能力慢慢起來(lái)；第三階段，本地的市場(chǎng)慢慢有客戶(hù)的需求，可以跟客戶(hù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)互動(dòng)，所以會(huì)推動(dòng)自己的研發(fā)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)新東西，以符合當(dāng)?shù)氐男枨?，即為客?hù)創(chuàng)造。我們現(xiàn)在上海團(tuán)隊(duì)已進(jìn)到第三個(gè)階段。

                                               評(píng)論
十年前，人們都在談?wù)揈DA工具使電子/芯片設(shè)計(jì)非?？旖?，當(dāng)時(shí)認(rèn)為EDA工具已經(jīng)成熟，很難再有突破性的增長(zhǎng)了。今天，EDA工具更加強(qiáng)大，電子設(shè)計(jì)的自動(dòng)化程度和整合越來(lái)越高，筆者又有些隱憂(yōu)，電子設(shè)計(jì)傻瓜化了，電子工程師是不是可做的越來(lái)越少了？通過(guò)此次采訪，筆者認(rèn)為芯片/硬件越來(lái)也復(fù)雜，已經(jīng)進(jìn)入億級(jí)時(shí)代，促使軟件工具更復(fù)雜。借助先進(jìn)工具，未來(lái)的電子工程師可在更高層次上進(jìn)行創(chuàng)新和開(kāi)發(fā)。

電子業(yè)深刻地改變了人們的生活。只要電子業(yè)是活躍的，作為軟件業(yè)的一支、IC業(yè)的基石——EDA業(yè)就會(huì)很活躍，并且EDA業(yè)也在不斷調(diào)整，以迎接創(chuàng)新設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)。

參考文章：
[1]Synopsys為SoC驗(yàn)證推出下一代驗(yàn)證IP.(2012-3-14).http://www.butianyuan.cn/article/130213.htm
[2]Synopsys推出業(yè)界第一款完整的音頻IP子系統(tǒng).(2012-4-13).http://www.butianyuan.cn/article/131310.htm
[3]Synopsys推出可用于TSMC 28納米工藝的DesignWare嵌入式存儲(chǔ)器和邏輯庫(kù).(2012-2-29).http://www.butianyuan.cn/article/129653.htm