EDA工具发展前景广阔，为何只局限于IC设计领域？

文/Rene

台积电、苹果共同推进IC设计进入3nm工艺时代,新能源汽车等新应用的兴起也在带动碳化硅等新材料的应用。《经济学人》最近发文指出,创新涌现加大对创新型高性能芯片的需求,芯片设计的成本投入也随之水涨船高。

EDA工具的诞生则是为了降低芯片成本。作为EDA的关键技术分支,TCAD工具则主要应用在工艺及器件仿真领域,帮助厂商用最低成本找到工艺优化方向,减少试错成本,因此各国也都在积极布局。

多方统计数据显示,目前新思科技、Cadence和Mentor三大巨头拿下了全球EDA九成以上市场,并稳居多年,这让其他挑战者,包括动辄融资上亿的中国多家EDA初创公司压力不小。

因技术门槛高且原子级TCAD工具正处于技术布局的关键时期,TCAD的广泛应用前景正在被更多人看见。谈及此,业界多有期许,他们认为该技术在降低先进制造和工艺优化的成本上会有质的飞跃,TCAD产业成长为与EDA比肩体量也将是可见的未来。

已经在原子级TCAD领域有所布局, Silvaco副总裁、TCAD部门负责人 Eric Guichard给出了更为准确的预测,他表示这部分市场仍处于早期发展阶段,会继续增长但距离爆发仍还需要时间。

从手绘电路板时代开始,Eric Guichard就开始接触电子设计自动化相关技术,并与Silvaco团队一起在这一领域攻城略地三十余年,他也毫不避讳公司目前与三大巨头之间的竞争关系。

与三大巨头几乎在同一时代成立并发展至今,Silvaco的名气并不如它们远扬。一方面因为Silvaco所擅长的领域——TCAD为EDA范畴下的技术分支,并不为人熟知。另一方面则归因于早些年在创始人Ivan Pesic的带领下,Silvaco一直颇为低调。

与它们普遍将精力集中在IC设计领域不同,Silvaco在IC设计、功率器件、显示器件等多个领域都颇有建树,它也已经成为中国半导体显示制造领域的重要技术提供者。

Cadence和新思科技的共同创始人Alberto Sangiovanni-Vincentelli在他所撰写的《Corsi e Ricorsi:EDA Story》中早有谈及,他认为EDA工具的发展前景一定是广阔的,而不应该只局限于IC设计领域。

01． “消失”的Silvaco,细分市场的巨头

在EDA领域最权威的DAC大会上,Silvaco缺席多年,它也一度被认为已经湮没在早期的硅谷倒闭潮中。几年前宣布携多款产品参展的它因此让业界讶异不已,“消失”的Silvaco终于回来。

时隔多年重回EDA主场,Silvaco似乎并没有太多不适,它在随后短短几年时间内打开市场、快速并购壮大,成长为全球最大的EDA私营企业。

Silvaco到底是怎样的一家公司?Silvaco负责接待的团队将《智物》的采访安排在了他们晚上的航班之前,而采访的地点则是他们刚刚搬进的新办公室——开放式茶水区域、合理的办公区域布局、采光可遍及多人的落地窗、尽可能多的空气净化器以及用于点缀的绿植,在不大的空间内细致与舒适尽显,这是Silvaco给人的第一印象。

安排得当的采访时间、团队紧密的配合以及在简短交谈中员工们显露出的多才与博识,包括采访之后迅速进入工作状态,Silvaco团队的专业也颇让人印象深刻。

风格常常贯穿始终,这与成立之初就稳扎稳打的Silvaco相像。在Eric Guichard的记忆中,公司成立的契机源于创始人Ivan Pesic在惠普工作期间接触到SPICE紧凑模型提取等相关技术,后决定深入TCAD领域,并与斯坦福大学合作开发Silvaco第一代2D TCAD工具ATHENA/ATLAS,打下基础。随后公司团队自研开发了包括原理图设计、电路仿真、版图、DRC和LVS等整套定制IC设计流程。

在EDA的发展历程中,加州大学伯克利分校、IBM与哥伦比亚大学联合成立的Watson实验室被认为是孕育了EDA产业的摇篮,如前者的技术后期成为Cadence产品的底层基础,贝尔实验室、MIT、日本NEC、斯坦福等也留下了自己的“足印”。

从SPICE模型开始,Silvaco的产品研发与EDA产业发展路径一致,最初是为了满足电路设计自动化需求。尔后不消几年,Silvaco选择进入TCAD领域,则是为了建立更高的壁垒、进行长线投资。上世纪八十年代初期,EDA市场开始出现迅猛增长,彼时能看见TCAD市场前景的人不多,这需要考验创始人在技术上的远见和对产业发展趋势的洞察。

事实证明,Ivan Pesic的选择正确,他带领Silvaco独辟蹊径,绕开了数十家公司蜂拥而上的EDA热门技术领域,在二十多年前硅谷EDA产业野蛮生长、专利案频发的年代,通过对原创技术的坚持让Silvaco在技术上独具一格。