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抓住晶圆代工和汽车电子的市场机遇

发布时间:2020-07-21 18:03:13 阅读: 来源:毛垫厂家

“面向晶圆代工厂的自动化软件和汽车电子市场是MentorGraphics的利基市场,我们不但有全套的自动化设计软件,而且我们还有其它EDA公司所没有的实时操作系统Nucleus,这让我们在满足客户需求方面更加得心应手。”

近日,MentorGraphics公司亚太区技术总监张维德借参加“EDATechForum(EDA技术论坛)”之际,接受了EDNChina采访。张维德表示,在由制造大国转向创新大国的过程中,中国的电子产业扮演着至关重要的角色,而芯片的设计和制造又占据着电子产业的核心地位。但是要完成复杂程度远远超过人力所及范围的芯片设计和制造,各种各样的EDA工具是必不可少的。

EDNChina:各个EDA厂商都看好中国市场,您认为市场机会在哪里,Mentor的竞争优势体现在哪些方面?

张维德:中国EDA市场的机遇来自以下几个方面。首先是跨国公司的研发转移,包括人才、资金和技术的转移,并且带来了更先进的设计方法,也给我们带来了很多新的生意。要满足跨国公司在技术水平上的高要求,Mentor等EDA厂商必须加大人力的投入和提高技术支持的能力,必须要提供与欧美、日本一样水准的技术支持服务。

其次是来自晶圆代工厂。芯片的制造过程极为复杂和精密,必须用自动化软件才可能实现。此外,生产所用的光刻机等仪器设备动辄就要几百万美元,每升级一次工艺就更换一次设备的巨额开支是代工厂所无法承受的。Mentor可以用软件技术来延长制造设备和仪器的寿命,从而大大节省代工厂的资本开支。以光刻机为例,把193nm的光刻机用在90nm的晶圆上,会因为光线的绕射问题使曝光成像的版图与设计差得很远,无法使用。Mentor的光学接近效应修正软件OPC(OpticalProximityCorrection)会用模型的方式进行反向设计修正,即根据想要的设计结果,考虑光线的绕射问题,计算出曝光底片的版图,这样就可以在新工艺中使用老设备。这对代工厂来说实在是一个非常划算的生意。

EDA业界的一个热门话题是DFM,即如何保证设计能够在各个代工厂的工艺条件下被正确地生产出来。这个问题解决不好,硅片的良率就会很低,特别是在90nm和以下的工艺条件下,这个问题更为严重。Mentor新购并的Sierra物理综合布局布线加上Calibre系列物理验证工具能够在布局布线的时候就解决主要DFM问题,避免在后端完成设计后再做大幅修改。

芯片设计的一个问题是越来越多的各种模式(modes)和边界条件(cornercases)。如常见的模式就有正常模式、待机(Standby)模式、睡眠模式,这些模式和边界条件加起来会有几十种之多。其它厂商的工具常常只能针对一种模式和边界条件进行优化,而Mentor的布局布线工具可以把这些情况统筹分析,找出相对均衡的一次性解决办法。

凭借这些优势,Mentor赢得了中芯国际的信任,从DesignKit到DRCSign-Off、OPC/RET和DFM,中芯国际在最先进工艺中全部采用了Mentor的流程。这些领先的代工厂采用Mentor的产品还会起到示范作用,他们的客户即IC设计公司也是我们的客户,这些IC设计公司受到代工厂的影响后会转而采用我们的工具。

EDNChina:Mentor针对汽车电子市场推出了一系列的开发工具,Mentor的出发点和这些产品的特点是什么?

张维德:汽车电子在整个电子产业中是增长最快的部分之一。根据StrategyAnalytics对中国市场的研究表明,从2004年到2015年,中国市场的复合年增长率将保持在21.6%。赛迪顾问对国内市场的调查显示,汽车电子占整车成本的比例在稳步增长,这个比例在2002年约为7%,预计到2010年会超过40%。与此相对应的是,中国汽车电子企业缺乏研发平台,没有形成标准化设计和严格的质量审核体系;零部件企业和整车企业之间缺乏有效的沟通;以自顶向下的网络设计为例,根据整车系统配置需求开展项目合作的商业模式没有完全建立起来。

而实际需求是,一款新车型要在两年甚至低于两年的时间内推出,而且要增加越来越多的ECU和线束线缆,再加上安全和效率问题,必须借助软件工具才有可能实现。Mentor为此开发了全方位的汽车电子电气研发平台,包括ECU硬件设计的PCB工具、ECU功能仿真分析的SystemVision、线束线缆设计的CableHarnessSystem平台和网络自动化设计的Volcano平台。Volcano中有一个功能叫VehicleNetworkArchitect,可以实现自顶向下的网络设计、根据整车网络配置的需要、在零部件样品实现前、分析和优化整车网络的设计。SystemVision还可以对机械系统和电子系统进行协同仿真,能够从MatLab中导入数据和算法。

在Mentor的研发平台里,整车电子系统的配置需求是第一位的,并作为系统设计的输入。研发平台负责对整个系统进行规划设计,并输出相应的配置。在整车需求的牵引下,不再需要零部件厂商提供样机,在设计初期就可以对系统设计进行很好的验证。

开发汽车电子产品不是用一两个简单的仿真工具就可以解决的,Mentor的完整工具链可以帮助客户实现自顶向下的系统设计。上汽荣威等自主品牌的电子系统就是用Volcano设计的,韩国现代、Ford及Volvo也都是Mentor的用户。

EDNChina:低功耗设计是目前IC设计的焦点之一,Mentor对低功耗设计提出了哪些解决方案?

张维德:IC设计中一个重要趋势是低功耗设计。低功耗设计在实现阶段只能有10%~15%的影响,若要有大幅改善,低功耗设计要在架构设计阶段,即编写C和C++代码、设计算法和功能的阶段就予以考虑,要在这个阶段就对芯片的实际功耗进行仿真。否则到芯片设计的后端再进行修改,不但收效甚微,而且代价高昂。在整个设计过程中,必须要有高阶的综合法,从C开始综合,一直到门级,才能把功耗算得清楚,也要有高阶的功能验证随之配合。Mentor针对低功耗的设计支援UPF工作流程,利用高阶综合(CatapultC)找出最省电的架构,并利用先进的验证方式(QuestaandOVM)在设计初期就完成低功耗设计的验证。针对设计的实现,Mentor最近刚刚花了9000万美元买下了Sierra公司,该公司的低功耗技术是一个强项,能够针对多电压布局布线做出最好的实现。

根据统计,验证的工作占整个开发流程的三分之二。针对此点,Mentor有一系列的工具来解决复杂度与日俱增的验证问题,从一个系统级设计的建模与验证,在此平台上,设计者可以进行软硬件功能划分,结构性功能分析,然后再将每单一模块,通过C综合的方式产生RTL级代码,再经由软硬件系统验证的方式加以验证。此时,通过操作系统,可以具体地验证整个嵌入式系统,然后再利用Mentor的FPGA和PCB的工具,做出原型板,调试整个系统。

EDNChina:各EDA公司都有自己的特色产品,但Mentor却有其它公司所没有的一个特殊产品,这就是实时操作系统Nucleus。Mentor对Nucleus的定位是怎样的?

张维德:根据我们的调查,在一个典型的SoC设计中,软件跟硬件工程师的比例约为3:1。因此,Mentor的做法是不仅提供相对应的IP,而且要帮助客户利用Nucleus等工具将IP整合到系统中。除此以外,Mentor也提供一个针对手机的平台InflexionPlatform,包括驱动和软件代码,客户可以在此架构中用Mentor提供的API去定制手机接口,借此验证整个系统,实现差异化设计。Mentor也提供一个虚拟平台,设计者可以在实体验证前(FPGA),在一个以软硬件协同验证的环境里,经由boot整个操作系统,去验证整个设计。最后再经由Nucleus所提供的开发系统去进行实体验证。

Nucleus会跟Mentor其它产品做更紧密的结合,其中包括软硬件协同验证环境、虚拟平台的验证、IP的整合以及驱动软件的提供、硬件原型板的调试(ICE)、多核的调试、软件效能的评估。例如,Nucleus与Volcano在汽车电子产品当中用得就非常好。

EDNChina:Mentor对自己在中国市场的前景有什么规划?

张维德:很多国际大公司都把设计等方面的工作转移到中国,而这些流程正好是Mentor的强项。中国的发展会是Mentor全球发展战略中,最快也是最重要的一环,Mentor不但在技术上做好了准备,在售后服务方面,Mentor也得到了用户的赞誉和认可。为了加速技术的转移,我们翻译出版了很多技术资料和书籍,并与很多大学开展了教育训练计划、针对性的产品推广计划,在DFM、验证技术和整车设计上将继续保持领先,加上跨越式(leapfrog)的布局布线工具,Mentor在中国市场的成长是可以预期的。Mentor也会为中国企业提供长期有力的支持,帮助这些企业实现产品和技术上的不断创新。

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