SoC验证成本上升

2021年,Siemens EDA发布了最新的Veloce硬件辅助系统,该系统是业内首个完整的集成式解决方案,将虚拟平台、硬件仿真和 FPGA 原型验证技术融于一身。提供用于虚拟平台/软件激活验证的 Veloce HYCON(HYbrid CONfigurable)、150亿门级电路Veloce Strato+、Veloce Primo 企业级 FPGA 原型验证系统以及Veloce proFPGA 桌面 FPGA 原型验证系统。

在数模混合验证领域,Siemens EDA的Analog FastSPICE 平台可为模拟、射频、混合信号、存储器和定制数字电路提供快速的电路验证,现在还包括了AFS eXTreme 技术,为大型布线后模拟设计带来更多的性能优势。而Questa可提高覆盖率和调试效率,以领先的仿真算法解决SoC设计验证的复杂难题。Symphony混合信号平台可提供业界最快和可配置的混合信号解决方案,以准确验证设计功能、连接性和所有设计级别的A/D接口性能。

Solido设计平台则是Siemens EDA在库和IP设计领域的验证解决方案,支持变化感知设计和特征化解决,采用定制化机器学习技术,实现所需的置信度, 同时可以显著减少时间和资源,并呈现出极佳的数据可视化效果。

先进封装

随着单片集成度增速放缓,立体封装技术越来越被芯片公司所重视,多芯片架构设计可以并行部署或者以三维配置堆叠,通常集成在单个系统级封装 (SiP) 中,以满足当前市场对于小尺寸、高能效、低延迟和高性能的需求。此外, SiP 技术还能够将单独的、以其最佳工艺节点制造的芯片整合在一起,即芯粒Chiplets技术,已经有桌面处理器等大型芯片在量产产品中应用。总而言之,立体封装技术已经成为SoC/SoS(System of System)开发的重要支撑。

复杂的集成要求使得EDA 公司需提供全面的先进封装解决方案,Siemens EDA的Xpedition高密度先进封装 (HDAP) 流程就是针对芯片先进封装设计的高效解决方案。Xpedition能够对多芯片封装进行快速的原型设计、规划、设计和验证。

该方案有两大独特技术。第一, Xpedition Substrate Integrator 工具,它是一个图形化、快速的虚拟原型设计环境,能够探索异构 IC 并将其与中介层、封装和 PCB 集成,采用基于规则的方法优化性能、连接和可制造性,提供了针对整个跨领域基底系统的快速且可预测的组件样机制作。

第二,Xpedition Package Designer 工具,它是一个完整的 HDAP 从设计到掩模就绪的 GDS 输出解决方案,能够管理封装物理实现。Xpedition Package Designer 工具使用内置的 HyperLynx 设计规则检查 (DRC) 在签核之前进行详细的设计内检查,而 HyperLynx FAST3D 封装解析器则提供了封装模型的创建。该工具直接与 Calibre 工具集成,为开发者提供流程设计套件(PDK) 的签核功能。

同时,Siemens EDA还推出了OSAT(外包装配和测试)联盟计划,帮助推动生态系统功能,以支持新型高密度高级封装 (HDAP) 技术,如针对客户芯片设计的 2．5D IC、3D IC 和扇出晶圆级封装 (FOWLP)。

在3D封装层面,Siemens EDA和西门子其他部门也有很多协作机会,除了机械分析与热分析,西门子不同部门的软件可以在后台打通,实现分析结果与数据库共享,从而更好地进行系统级分析。

异构计算与高阶综合

Chiplets和SiP正逐渐兴起,预示着异构计算的兴旺前景。在异构集成芯片开发过程中,如果开发环境不统一,那么综合的效率必然会被拉低,因此高阶综合(High-Level Synthesis, HLS)就异构开发的一个必选项。

客户可以基于此更好地设计架构、管理内存分配和神经网络的宽度与纵深,决定在芯片内部放置多少流水线等。当设计方法发生转变的时候,验证方法也会相应有所变化。传统IC的验证方法是测试规则、架构和规范,而现在更多的是垂直应用层面的验证需求,这就需要通过相关技术仿真出一个虚拟AI引擎,然后把算法数据推送到硬件仿真系统中的AI引擎上去执行代码处理和最终应用,以便获得整体的性能、功耗以及数据。这样,在芯片尚未开发之时就能及早掌握整个系统的性能表现。

凌琳表示,在这方面,Siemens EDA 提供 Catapult HLS与高级异构封装解决方案,Catapult HLS极大减少了自定义加速器的设计工作。通过准确的实施指标与替代性架构之比,Tiny Yolo CNN推理速度比软件实施快1万倍,每次推理比软件实施节省1．2万倍精力。

高级异构封装解决方案中,Siemens EDA在设计环节提供异构计划和原型设计;在实施环节,Siemens EDA可提供硅中介层和封装的物理实施;其2．5/3D 高级逻辑和物理验证可以用于验证环节;同时Siemens EDA也提供可靠性的热分析和机械分析能力。

石破天惊的时刻

谈到中国市场,凌琳信心十足。他表示,中国领先客户实力不俗,部分厂商已经走到世界前列,在先进工艺导入方面更是走到了整个行业的第一集团。“得益于OPC市场的大爆发,以及物理验证客户需求的大爆发,近年来我们在中国区的EDA软件业务(排除掉设计IP)的成长是竞争对手的2倍左右。”凌琳告诉探索科技(ID:techsugar),Siemens EDA加强了中国区技术支持人手配置,加大了与中国客户的交流频次,认真听取中国客户需求,有望与中国客户一起在市场上获得大丰收,他说:“2021年注定会是旭日东升石破天惊的历史时刻。”