EDA業五大發展主旋律
*研發投入30%,15%~20%用于買新公司;
*披露這幾年收購很多公司的原因;
*短期內2.5D芯片會盛行;
*晶體管越來越多,但遠遠不夠;最大的阻力其實是功耗和效率;
*ARM已做了70%~90%的工作,SoC設計師的關鍵是做出差異化;
*當地研發中心要經過三階段。
背景
2011年,不包括合并Magma,Synopsys的營收是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(知識產權)業務占1/4,而且成長速度很快,已是世界第二大IP廠商(第一大為ARM公司)。
從SoC(系統芯片)的角度,Synopsys往下跟制造結合在一起,向上和系統設計結合在一起。
EDA五大趨勢
問:當前EDA業的熱點是什么?
答:有五大關鍵主題。
實現 當前的趨勢是芯片越來越大,性能越來越高;工藝上,這幾年已經從0.13微米、90nm、65nm演進到40nm、28nm、22/20nm;另外,跟消費者有關的處理器很多都是基于ARM IP的,Synopsys擅長把ARM核性能做到很high。
制造 有三個課題:一個是當你的線寬變得很細時,物理效應已經不再主要矛盾,Intel提出的FinFET方案,Synopsys可完整地支持該類方案;把現在的芯片(die)堆疊起來,實現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,設計和制造可更好地聯結在一起。
驗證 有幾個課題:驗證IP方面,Synopsys現在推出了新一代的SystemVerilog VIP[1];數字和模擬的混合設計希望更快;ARM-based驗證是另外一個很大的挑戰,因為即使你有設計,還要有驗證的方法;低功耗是一個更困難的挑戰。
系統設計 這是這幾年比較新的課題,就是新的方法(methdology)。因為以前都集中在做芯片,但是芯片要符合系統。因此現在做系統時,軟件的人數已經比硬件的還要多。在硬件沒有還做出來之前,需要有原型機(prototyping),使軟件工程師或系統開發工程師早期就可以開始開發。特別是方案廠商。我們現在已經開發出來這種平臺。另外一個推手是ARM,現在ARM推出了big.LITTLE方案,就是ARM的大核A15,配上一個小核的A7(做控制)。同樣,我們需要建構類似的概念,需要一個全新的VDK(Virtual Development Kit),這和以前傳統的SDK的概念是一樣的,就是你說還沒有把Model建出來之前,你已經可以開發很多的軟件。所以未來,我們有了VDK,可以讓系統的驗證和仿真提早開始,而不是在這個做完之后才開始,這個方法(methdology)會完全嵌入進去。
IP 已沒有太多玩家,因為IP的投資和技術含量太高。Synopsys在此領域并購了多家公司,以進到各個目標應用領域。最近Synopsys發布了新一代的音頻子系統——DesignWare SoundWave Audio Subsystem[2],特點是除了IP和整個芯片的架構之外,連軟件都提供了,所以現在客戶要做一個音頻的系統的話,可能75%~80%是現成的,客戶可以很快做出芯片。
并購
問:2009-2012年以來,Synopsys多次并購,為何要多種并購?
答:我們在設法建構一個完美的設計方法(methdology)。因為技術含量太多時,你沒有辦法單獨突破,一直要集成到某一個程度之后,就是要大于某一個份量之后,才能從量變到質變。當你的系統復雜程度到某一個量時,你才會有質變,才會真正改善設計的環境。
例如,一個SoC所碰到的問題,可能是制造的問題,抑或是實現的問題、驗證的問題、系統級軟件的問題。但如果你沒有一個足夠完整的解決方案,很多時候你只能解決一部分問題而已。其實從客戶的角度,他最想要的是我能不能做得比別人更好、更快、更便宜。但你都會遇到不同的現實問題,所以Synopsys的角色,是把這些不同Solution的拼起來之后,完成量變到質變,就是你真正可以有一套新的方式來解決這個問題。
Synopsys提出的口號叫系統級的協同設計。這里面牽扯到三個環節:客戶要對我們肯定、承諾和妥協。最重要的是要互相妥協。關于妥協,我舉個簡單的例子,很多的客戶和我們講,“我現在要做的ARM芯片是很快、很快、很快的,比任何人都快。”但是客戶又只愿意付很少的錢。這里面其實沒有十全十美的,我覺得這是要看妥。肯定、承諾、妥協三個聯系在一起,才能形成比較系統化的協同和搭配。
問:Synopsys會不會造成行業壟斷?
答:壟斷的機會不大。原因是EDA業還有幾個大的玩家,而且這個產業其實還有很多其他部分。更重要的是技術在不斷演進,所以我們每天兢兢業業地在做,投入30%以上在研發上;另外15%~20%在買公司,都是為了技術能一直跟進。在技術一直更新的時候,我覺得不至于壟斷。
問:不同的公司有不同的風格,你們怎么整合各種風格的公司,形成統一的風格?
答:這是文化的整合,包括兩方面:第一,就是以客戶為主,我們買技術是為了服務客戶,所以當你把客戶為主這件事情擺在前面的時候,其實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,我們所有的經理都有很固定的一對一的溝通,包括對客戶的溝通。
問:現在整個EDA市場基本上只剩下三大巨頭,以后這個市場格局會怎么樣?
答:簡單地講,整個電子業事實上就是“半導體+軟件”。半導體現在一年大概4%~5%的增長,EDA業雖然只我們這幾家,但是EDA現在已經重新定義了,你看我們自己有將近1/4的IP業務,我們也進到了軟件業,所以已經不太容易能夠形容了EDA業現在是什么樣了,因此我想EDA也還是持續在全球化,還在發展,不需要擔心。
EDA業的地位
問:現在代工廠(foundry)越來越少,IC公司也在整合,對貴公司有什么影響?
答:挑戰越來越大,掙錢不容易,所以只好越來越整合。
所以這個整合的趨勢是不可避免的,我想我們可以做的是更緊密地合作。因為對整個生態系統,我們是支持者,跟上下游客戶沒有什么競爭,所以我們可以設法跟上下游有很深層的交流,互相承諾,進行技術開發,然后共同建造生態環境,還有在這里還進行一些協調。
問:TSMC這兩年一直在推OIP平臺,把IP、EDA什么全都集成在一起,這對咱們整個生態環境會帶來怎么樣一種改變?
答:其實我們合作比較多[3]。關于TSMC的OIP(開放創新平臺),我個人其實參與很早,TSMC規劃時候我就參與了,借用我們之前很多觀念,應該說我們雙方合作得很緊密。EDA和代工要更緊密地合作。
EDA技術
M4:SoC設計越來復雜,門檻越來越高。實際上現在在后端封裝的工藝上可采用SIP、3D,來減輕SoC負擔?另外,通過制造過程也可以解決一些困難問題。EDA業是否面對這么一個局面?
答:SIP的問題主要有兩個,一個是你把它疊起來的時候,你必須要打孔,能夠上下接在一起,這個叫做TSV(硅通孔);另外,由于會有熱度,會產生熱效應。最有可能的方案是兩種,一是擺在旁邊來,這個叫2.5D;另外一種,在這一層跟這一層中間放一個substrate(音),可以變成真正的3D堆疊。
其實工具目前是沒有問題的,工具的部分只要是布局&布線,或者在這里面怎么去做參數的提取。這其實還是需要制造設備廠商的配合。
我覺得從工具角度講,我們也在看這個方向。但是短期之內應該主要是2.5D。
電子產業
問:芯片中的晶體管越來越多,已經上億,將來會不會浪費或過剩?
答:其實再給你一百倍的密度,還是有很多事情做不到。比起人腦,現在最主要的計算機還是很小兒科。我的一個朋友在研發像人腦一樣的電腦,按照現在計算的發展速度,也許2018年會出現人腦一樣的電腦。
晶體管發展最大的阻力其實是Power(功率)的使用效率。盡管你的計算量那么大,但是你并不是所有的時間都在計算,實際上你是有時間性的,你怎么去用那一段達到你的最大的運算效用才是挑戰。
問:多年來,ARM一直在追求上市時間,大家也在跟著其腳步往前趕。SoC設計中70%~90%都被IP ready了,那大家干什么?
答:客戶只需要他的芯片符合某些應用/產品就行了,所以主要的差別在應用和產品。如果他沒法用應用和產品去區分他自己的差異化,就沒有用。我想我們的角色是在把很復雜的東西的風險,就是像ARM這種復雜工藝的風險降低了,也就是你可以有個很好的legal blocks。但是這以前沒法做得很好,現在可以。當然你的差異化不能只取決于單單那一個積木。
中國區
問:貴公司的中國業務現在如何?
答:中國總共有大概560人,上海、北京、武漢都有研發中心。亞太區營業額3億多美元,中國是重要部分。
問:為什么要在武漢建立設計中心,是為了成本低還是為本地化?
答:兩個原因,一個我們還是持續在中國投資,武漢大學、華中理工學院等都是很重要的資源;另外是當地政府的招商引資的推動,像聯發科(MTK)等已經到那邊投資了,我們也是跟隨客戶。
所有公司的當地的研發中心都要經過三個階段:第一階段,其實大都因為成本比較便宜,現在武漢比上海稍微便宜一點點;第二個階段,能力慢慢起來;第三階段,本地的市場慢慢有客戶的需求,可以跟客戶研發團隊互動,所以會推動自己的研發團隊開發新東西,以符合當地的需求,即為客戶創造。我們現在上海團隊已進到第三個階段。
評論
十年前,人們都在談論EDA工具使電子/芯片設計非常快捷,當時認為EDA工具已經成熟,很難再有突破性的增長了。今天,EDA工具更加強大,電子設計的自動化程度和整合越來越高,筆者又有些隱憂,電子設計傻瓜化了,電子工程師是不是可做的越來越少了?通過此次采訪,筆者認為芯片/硬件越來也復雜,已經進入億級時代,促使軟件工具更復雜。借助先進工具,未來的電子工程師可在更高層次上進行創新和開發。
電子業深刻地改變了人們的生活。只要電子業是活躍的,作為軟件業的一支、IC業的基石——EDA業就會很活躍,并且EDA業也在不斷調整,以迎接創新設計的挑戰。
參考文章:
[1]Synopsys為SoC驗證推出下一代驗證IP.(2012-3-14).http://www.j9360.com/article/130213.htm
[2]Synopsys推出業界第一款完整的音頻IP子系統.(2012-4-13).http://www.j9360.com/article/131310.htm
[3]Synopsys推出可用于TSMC 28納米工藝的DesignWare嵌入式存儲器和邏輯庫.(2012-2-29).http://www.j9360.com/article/129653.htm
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