EDA工具的應(yīng)用場(chǎng)景應(yīng)該不僅僅局限于IC設(shè)計(jì)

Silvaco的打法為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了新的思路，EDA工具的應(yīng)用場(chǎng)景應(yīng)該不僅僅局限于IC設(shè)計(jì)

臺(tái)積電、蘋(píng)果共同推進(jìn)IC設(shè)計(jì)進(jìn)入3nm工藝時(shí)代，新能源汽車(chē)等新應(yīng)用的興起也在帶動(dòng)碳化硅等新材料的應(yīng)用?！督?jīng)濟(jì)學(xué)人》最近發(fā)文指出，創(chuàng)新涌現(xiàn)加大對(duì)創(chuàng)新型高性能芯片的需求，芯片設(shè)計(jì)的成本投入也隨之水漲船高。

EDA工具的誕生則是為了降低芯片成本。作為EDA的關(guān)鍵技術(shù)分支，TCAD工具則主要應(yīng)用在工藝及器件仿真領(lǐng)域，幫助廠商用最低成本找到工藝優(yōu)化方向，減少試錯(cuò)成本，因此各國(guó)也都在積極布局。

多方統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，目前新思科技、Cadence和Mentor三大巨頭拿下了全球EDA九成以上市場(chǎng)，并穩(wěn)居多年，這讓其他挑戰(zhàn)者，包括動(dòng)輒融資上億的中國(guó)多家EDA初創(chuàng)公司壓力不小。

因技術(shù)門(mén)檻高且原子級(jí)TCAD工具正處于技術(shù)布局的關(guān)鍵時(shí)期，TCAD的廣泛應(yīng)用前景正在被更多人看見(jiàn)。談及此，業(yè)界多有期許，他們認(rèn)為該技術(shù)在降低先進(jìn)制造和工藝優(yōu)化的成本上會(huì)有質(zhì)的飛躍，TCAD產(chǎn)業(yè)成長(zhǎng)為與EDA比肩體量也將是可見(jiàn)的未來(lái)。

已經(jīng)在原子級(jí)TCAD領(lǐng)域有所布局， Silvaco副總裁、TCAD部門(mén)負(fù)責(zé)人 Eric Guichard給出了更為準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，他表示這部分市場(chǎng)仍處于早期發(fā)展階段，會(huì)繼續(xù)增長(zhǎng)但距離爆發(fā)仍還需要時(shí)間。

從手繪電路板時(shí)代開(kāi)始，Eric Guichard就開(kāi)始接觸電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化相關(guān)技術(shù)，并與Silvaco團(tuán)隊(duì)一起在這一領(lǐng)域攻城略地三十余年，他也毫不避諱公司目前與三大巨頭之間的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。

與三大巨頭幾乎在同一時(shí)代成立并發(fā)展至今，Silvaco的名氣并不如它們遠(yuǎn)揚(yáng)。一方面因?yàn)镾ilvaco所擅長(zhǎng)的領(lǐng)域——TCAD為EDA范疇下的技術(shù)分支，并不為人熟知。另一方面則歸因于早些年在創(chuàng)始人Ivan Pesic的帶領(lǐng)下，Silvaco一直頗為低調(diào)。

與它們普遍將精力集中在IC設(shè)計(jì)領(lǐng)域不同，Silvaco在IC設(shè)計(jì)、功率器件、顯示器件等多個(gè)領(lǐng)域都頗有建樹(shù)，它也已經(jīng)成為中國(guó)半導(dǎo)體顯示制造領(lǐng)域的重要技術(shù)提供者。

Cadence和新思科技的共同創(chuàng)始人Alberto Sangiovanni-Vincentelli在他所撰寫(xiě)的《Corsi e Ricorsi:EDA Story》中早有談及，他認(rèn)為EDA工具的發(fā)展前景一定是廣闊的，而不應(yīng)該只局限于IC設(shè)計(jì)領(lǐng)域。

01． “消失”的Silvaco，細(xì)分市場(chǎng)的巨頭

在EDA領(lǐng)域最權(quán)威的DAC大會(huì)上，Silvaco缺席多年，它也一度被認(rèn)為已經(jīng)湮沒(méi)在早期的硅谷倒閉潮中。幾年前宣布攜多款產(chǎn)品參展的它因此讓業(yè)界訝異不已，“消失”的Silvaco終于回來(lái)。

時(shí)隔多年重回EDA主場(chǎng)，Silvaco似乎并沒(méi)有太多不適，它在隨后短短幾年時(shí)間內(nèi)打開(kāi)市場(chǎng)、快速并購(gòu)壯大，成長(zhǎng)為全球最大的EDA私營(yíng)企業(yè)。

Silvaco到底是怎樣的一家公司？Silvaco負(fù)責(zé)接待的團(tuán)隊(duì)將《智物》的采訪安排在了他們晚上的航班之前，而采訪的地點(diǎn)則是他們剛剛搬進(jìn)的新辦公室——開(kāi)放式茶水區(qū)域、合理的辦公區(qū)域布局、采光可遍及多人的落地窗、盡可能多的空氣凈化器以及用于點(diǎn)綴的綠植，在不大的空間內(nèi)細(xì)致與舒適盡顯，這是Silvaco給人的第一印象。

安排得當(dāng)?shù)牟稍L時(shí)間、團(tuán)隊(duì)緊密的配合以及在簡(jiǎn)短交談中員工們顯露出的多才與博識(shí)，包括采訪之后迅速進(jìn)入工作狀態(tài)，Silvaco團(tuán)隊(duì)的專業(yè)也頗讓人印象深刻。

風(fēng)格常常貫穿始終，這與成立之初就穩(wěn)扎穩(wěn)打的Silvaco相像。在Eric Guichard的記憶中，公司成立的契機(jī)源于創(chuàng)始人Ivan Pesic在惠普工作期間接觸到SPICE緊湊模型提取等相關(guān)技術(shù)，后決定深入TCAD領(lǐng)域，并與斯坦福大學(xué)合作開(kāi)發(fā)Silvaco第一代2D TCAD工具ATHENA/ATLAS，打下基礎(chǔ)。隨后公司團(tuán)隊(duì)自研開(kāi)發(fā)了包括原理圖設(shè)計(jì)、電路仿真、版圖、DRC和LVS等整套定制IC設(shè)計(jì)流程。

在EDA的發(fā)展歷程中，加州大學(xué)伯克利分校、IBM與哥倫比亞大學(xué)聯(lián)合成立的Watson實(shí)驗(yàn)室被認(rèn)為是孕育了EDA產(chǎn)業(yè)的搖籃，如前者的技術(shù)后期成為Cadence產(chǎn)品的底層基礎(chǔ)，貝爾實(shí)驗(yàn)室、MIT、日本NEC、斯坦福等也留下了自己的“足印”。

從SPICE模型開(kāi)始，Silvaco的產(chǎn)品研發(fā)與EDA產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑一致，最初是為了滿足電路設(shè)計(jì)自動(dòng)化需求。爾后不消幾年，Silvaco選擇進(jìn)入TCAD領(lǐng)域，則是為了建立更高的壁壘、進(jìn)行長(zhǎng)線投資。上世紀(jì)八十年代初期，EDA市場(chǎng)開(kāi)始出現(xiàn)迅猛增長(zhǎng)，彼時(shí)能看見(jiàn)TCAD市場(chǎng)前景的人不多，這需要考驗(yàn)創(chuàng)始人在技術(shù)上的遠(yuǎn)見(jiàn)和對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)的洞察。

事實(shí)證明，Ivan Pesic的選擇正確，他帶領(lǐng)Silvaco獨(dú)辟蹊徑，繞開(kāi)了數(shù)十家公司蜂擁而上的EDA熱門(mén)技術(shù)領(lǐng)域，在二十多年前硅谷EDA產(chǎn)業(yè)野蠻生長(zhǎng)、專利案頻發(fā)的年代，通過(guò)對(duì)原創(chuàng)技術(shù)的堅(jiān)持讓Silvaco在技術(shù)上獨(dú)具一格。

02． 轉(zhuǎn)折點(diǎn)2012，開(kāi)啟快速商業(yè)化之路

在采訪中，Eric Guichard也毫不否認(rèn)2012年創(chuàng)始人Ivan Pesic的離開(kāi)對(duì)公司產(chǎn)生的巨大影響。

Ivan Pesic以技術(shù)見(jiàn)長(zhǎng)，但他缺乏市場(chǎng)化運(yùn)作經(jīng)驗(yàn)，這是行業(yè)內(nèi)公開(kāi)的秘密。因此盡管Ivan Pesic對(duì)技術(shù)的癡迷和對(duì)Silvaco的愛(ài)護(hù)為公司前期的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，但在2012年以前Silvaco商業(yè)化之路的推進(jìn)進(jìn)度一直有些緩慢。

Eric Guichard介紹，在2012年以前，Silvaco主要專注于研發(fā)和服務(wù)，此后接手的幾位CEO則在不斷收購(gòu)中擴(kuò)張，并建立強(qiáng)大的客戶關(guān)系。

簡(jiǎn)言之，2012年以前的Silvaco以TCAD等技術(shù)驅(qū)動(dòng)發(fā)展，如今的Silvaco則是以M&A并購(gòu)及客戶關(guān)系驅(qū)動(dòng)，對(duì)技術(shù)持有更加開(kāi)放的態(tài)度。

在一定技術(shù)積累的基礎(chǔ)上，這一層轉(zhuǎn)變不失為是好的戰(zhàn)略選擇。技術(shù)的工具屬性決定了它應(yīng)當(dāng)服務(wù)于應(yīng)用需求，而只有在應(yīng)用過(guò)程中，技術(shù)才能得到優(yōu)化和反哺。

理念轉(zhuǎn)變后，Silvaco經(jīng)過(guò)內(nèi)部調(diào)整并于2015年大范圍對(duì)外發(fā)聲，隨后不久中國(guó)上海的辦事處就成立了。而在短短幾年內(nèi)，Silvaco在中國(guó)客戶關(guān)系的建立就頗有收獲。Silvaco中國(guó)區(qū)副總經(jīng)理趙友來(lái)介紹，尤其是在功率和顯示器件領(lǐng)域，他們是領(lǐng)先的技術(shù)服務(wù)商。

03． “物理”驅(qū)動(dòng)下，協(xié)同設(shè)計(jì)成方向

“我們與新思、Cadence和Mentor是直接的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。”談及市場(chǎng)定位與對(duì)標(biāo)的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，趙友來(lái)與Eric Guichard在兩次采訪中的回復(fù)口徑出奇一致。

在這一維度上，Silvaco與多家中國(guó)EDA廠商處于同一立場(chǎng)?；蛟S是出于使命，多位中國(guó)EDA廠商從業(yè)者掩飾不住更多憂切。華大九天董事長(zhǎng)劉偉平曾形象比喻這個(gè)賽道的殘酷，“第一名吃肉，第二名喝湯，第三名舔碗，第三名以后則啥也沒(méi)了?！毕啾戎拢琒ilvaco則更為冷靜。

在Eric Guichard看來(lái)，隨著器件大小和工藝越來(lái)越逼近物理極限，EDA與TCAD的邊界將越來(lái)越模糊，“以前TCAD和EDA會(huì)被細(xì)致劃分，我們通常認(rèn)為T(mén)CAD工具面向器件工程師，而EDA則面向的是設(shè)計(jì)工程師，但這一情況正在改變。隨著‘物理’效應(yīng)在設(shè)計(jì)領(lǐng)域越來(lái)越發(fā)揮作用，EDA也將成為由‘物理’驅(qū)動(dòng)的工具，因此我們現(xiàn)在有了DTCO設(shè)計(jì)及工藝協(xié)同優(yōu)化的概念?！?/p>

物理世界的量子效應(yīng)帶來(lái)的影響將會(huì)貫穿器件設(shè)計(jì)和工藝制造。按照這一設(shè)想，所有的玩家終將會(huì)面并站在同一賽道。Eric Guichard提到，盡管他不愿談及競(jìng)爭(zhēng)，但新思科技已經(jīng)在材料和器件領(lǐng)域有所布局，走向物理底層。而這也是Silvaco正在投入的事情。

Eric Guichard指出，“目前原子級(jí)仿真主要應(yīng)用在Intel、TSMC等大企業(yè)和高校研究所中，但未來(lái)它會(huì)成為大趨勢(shì)，因此我們?cè)?018年收購(gòu)普度大學(xué)的Nemo5原子級(jí)器件仿真解決方案，這是自然的選擇。”

在實(shí)際應(yīng)用中，原子級(jí)TCAD與傳統(tǒng)EDA工具之間目前仍處于協(xié)作關(guān)系。如Silvaco主打的Victory TCAD解決方案則由“經(jīng)典” TCAD解決方案，即工藝和器件以及基于Atomistic的器件仿真，可視化以及基于機(jī)器學(xué)習(xí)的自動(dòng)化工具組成。他們收購(gòu)的Nemo5則根據(jù)實(shí)際需求配合以使用。

目前，通過(guò)原子級(jí)與傳統(tǒng)工具的靈活使用，以最小誤差提供可預(yù)測(cè)解決方案，Silvaco正在贏得更多客戶。依托對(duì)功率器件、半導(dǎo)體顯示等領(lǐng)域的深耕，Silvaco也在探索其他可能的半導(dǎo)體技術(shù)模擬應(yīng)用領(lǐng)域，如為新興存儲(chǔ)技術(shù)ReRAM和MRAM等開(kāi)發(fā)解決方案。

責(zé)任編輯：xj