EDA業(yè)五大發(fā)展主旋律
*研發(fā)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(nèi)2.5D芯片會(huì)盛行;
*晶體管越來越多,但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠;最大的阻力其實(shí)是功耗和效率;
*ARM已做了70%~90%的工作,SoC設(shè)計(jì)師的關(guān)鍵是做出差異化;
*當(dāng)?shù)匮邪l(fā)中心要經(jīng)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(chǎn)權(quán))業(yè)務(wù)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(tǒng)芯片)的角度,Synopsys往下跟制造結(jié)合在一起,向上和系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)合在一起。
EDA五大趨勢
問:當(dāng)前EDA業(yè)的熱點(diǎn)是什么?
答:有五大關(guān)鍵主題。
實(shí)現(xiàn) 當(dāng)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(jīng)從0.13微米、90nm、65nm演進(jìn)到40nm、28nm、22/20nm;另外,跟消費(fèi)者有關(guān)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(gè)課題:一個(gè)是當(dāng)你的線寬變得很細(xì)時(shí),物理效應(yīng)已經(jīng)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(xiàn)在的芯片(die)堆疊起來,實(shí)現(xiàn)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(shè)計(jì)和制造可更好地聯(lián)結(jié)在一起。
驗(yàn)證 有幾個(gè)課題:驗(yàn)證IP方面,Synopsys現(xiàn)在推出了新一代的SystemVerilog VIP[1];數(shù)字和模擬的混合設(shè)計(jì)希望更快;ARM-based驗(yàn)證是另外一個(gè)很大的挑戰(zhàn),因?yàn)榧词鼓阌性O(shè)計(jì),還要有驗(yàn)證的方法;低功耗是一個(gè)更困難的挑戰(zhàn)。
系統(tǒng)設(shè)計(jì) 這是這幾年比較新的課題,就是新的方法(methdology)。因?yàn)橐郧岸技性谧鲂酒?,但是芯片要符合系統(tǒng)。因此現(xiàn)在做系統(tǒng)時(shí),軟件的人數(shù)已經(jīng)比硬件的還要多。在硬件沒有還做出來之前,需要有原型機(jī)(prototyping),使軟件工程師或系統(tǒng)開發(fā)工程師早期就可以開始開發(fā)。特別是方案廠商。我們現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出來這種平臺。另外一個(gè)推手是ARM,現(xiàn)在ARM推出了big.LITTLE方案,就是ARM的大核A15,配上一個(gè)小核的A7(做控制)。同樣,我們需要建構(gòu)類似的概念,需要一個(gè)全新的VDK(Virtual Development Kit),這和以前傳統(tǒng)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(jīng)可以開發(fā)很多的軟件。所以未來,我們有了VDK,可以讓系統(tǒng)的驗(yàn)證和仿真提早開始,而不是在這個(gè)做完之后才開始,這個(gè)方法(methdology)會(huì)完全嵌入進(jìn)去。
IP 已沒有太多玩家,因?yàn)镮P的投資和技術(shù)含量太高。Synopsys在此領(lǐng)域并購了多家公司,以進(jìn)到各個(gè)目標(biāo)應(yīng)用領(lǐng)域。最近Synopsys發(fā)布了新一代的音頻子系統(tǒng)——DesignWare SoundWave Audio Subsystem[2],特點(diǎn)是除了IP和整個(gè)芯片的架構(gòu)之外,連軟件都提供了,所以現(xiàn)在客戶要做一個(gè)音頻的系統(tǒng)的話,可能75%~80%是現(xiàn)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(shè)法建構(gòu)一個(gè)完美的設(shè)計(jì)方法(methdology)。因?yàn)榧夹g(shù)含量太多時(shí),你沒有辦法單獨(dú)突破,一直要集成到某一個(gè)程度之后,就是要大于某一個(gè)份量之后,才能從量變到質(zhì)變。當(dāng)你的系統(tǒng)復(fù)雜程度到某一個(gè)量時(shí),你才會(huì)有質(zhì)變,才會(huì)真正改善設(shè)計(jì)的環(huán)境。
例如,一個(gè)SoC所碰到的問題,可能是制造的問題,抑或是實(shí)現(xiàn)的問題、驗(yàn)證的問題、系統(tǒng)級軟件的問題。但如果你沒有一個(gè)足夠完整的解決方案,很多時(shí)候你只能解決一部分問題而已。其實(shí)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(huì)遇到不同的現(xiàn)實(shí)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(zhì)變,就是你真正可以有一套新的方式來解決這個(gè)問題。
Synopsys提出的口號叫系統(tǒng)級的協(xié)同設(shè)計(jì)。這里面牽扯到三個(gè)環(huán)節(jié):客戶要對我們肯定、承諾和妥協(xié)。最重要的是要互相妥協(xié)。關(guān)于妥協(xié),我舉個(gè)簡單的例子,很多的客戶和我們講,“我現(xiàn)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(shí)沒有十全十美的,我覺得這是要看妥??隙?、承諾、妥協(xié)三個(gè)聯(lián)系在一起,才能形成比較系統(tǒng)化的協(xié)同和搭配。
問:Synopsys會(huì)不會(huì)造成行業(yè)壟斷?
答:壟斷的機(jī)會(huì)不大。原因是EDA業(yè)還有幾個(gè)大的玩家,而且這個(gè)產(chǎn)業(yè)其實(shí)還有很多其他部分。更重要的是技術(shù)在不斷演進(jìn),所以我們每天兢兢業(yè)業(yè)地在做,投入30%以上在研發(fā)上;另外15%~20%在買公司,都是為了技術(shù)能一直跟進(jìn)。在技術(shù)一直更新的時(shí)候,我覺得不至于壟斷。
問:不同的公司有不同的風(fēng)格,你們怎么整合各種風(fēng)格的公司,形成統(tǒng)一的風(fēng)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(shù)是為了服務(wù)客戶,所以當(dāng)你把客戶為主這件事情擺在前面的時(shí)候,其實(shí)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(jīng)理都有很固定的一對一的溝通,包括對客戶的溝通。
問:現(xiàn)在整個(gè)EDA市場基本上只剩下三大巨頭,以后這個(gè)市場格局會(huì)怎么樣?
答:簡單地講,整個(gè)電子業(yè)事實(shí)上就是“半導(dǎo)體+軟件”。半導(dǎo)體現(xiàn)在一年大概4%~5%的增長,EDA業(yè)雖然只我們這幾家,但是EDA現(xiàn)在已經(jīng)重新定義了,你看我們自己有將近1/4的IP業(yè)務(wù),我們也進(jìn)到了軟件業(yè),所以已經(jīng)不太容易能夠形容了EDA業(yè)現(xiàn)在是什么樣了,因此我想EDA也還是持續(xù)在全球化,還在發(fā)展,不需要擔(dān)心。
EDA業(yè)的地位
問:現(xiàn)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(zhàn)越來越大,掙錢不容易,所以只好越來越整合。
所以這個(gè)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?yàn)閷φ麄€(gè)生態(tài)系統(tǒng),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(shè)法跟上下游有很深層的交流,互相承諾,進(jìn)行技術(shù)開發(fā),然后共同建造生態(tài)環(huán)境,還有在這里還進(jìn)行一些協(xié)調(diào)。
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(gè)生態(tài)環(huán)境會(huì)帶來怎么樣一種改變?
答:其實(shí)我們合作比較多[3]。關(guān)于TSMC的OIP(開放創(chuàng)新平臺),我個(gè)人其實(shí)參與很早,TSMC規(guī)劃時(shí)候我就參與了,借用我們之前很多觀念,應(yīng)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(shù)
M4:SoC設(shè)計(jì)越來復(fù)雜,門檻越來越高。實(shí)際上現(xiàn)在在后端封裝的工藝上可采用SIP、3D,來減輕SoC負(fù)擔(dān)?另外,通過制造過程也可以解決一些困難問題。EDA業(yè)是否面對這么一個(gè)局面?
答:SIP的問題主要有兩個(gè),一個(gè)是你把它疊起來的時(shí)候,你必須要打孔,能夠上下接在一起,這個(gè)叫做TSV(硅通孔);另外,由于會(huì)有熱度,會(huì)產(chǎn)生熱效應(yīng)。最有可能的方案是兩種,一是擺在旁邊來,這個(gè)叫2.5D;另外一種,在這一層跟這一層中間放一個(gè)substrate(音),可以變成真正的3D堆疊。
其實(shí)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(shù)的提取。這其實(shí)還是需要制造設(shè)備廠商的配合。
我覺得從工具角度講,我們也在看這個(gè)方向。但是短期之內(nèi)應(yīng)該主要是2.5D。
電子產(chǎn)業(yè)
問:芯片中的晶體管越來越多,已經(jīng)上億,將來會(huì)不會(huì)浪費(fèi)或過剩?
答:其實(shí)再給你一百倍的密度,還是有很多事情做不到。比起人腦,現(xiàn)在最主要的計(jì)算機(jī)還是很小兒科。我的一個(gè)朋友在研發(fā)像人腦一樣的電腦,按照現(xiàn)在計(jì)算的發(fā)展速度,也許2018年會(huì)出現(xiàn)人腦一樣的電腦。
晶體管發(fā)展最大的阻力其實(shí)是Power(功率)的使用效率。盡管你的計(jì)算量那么大,但是你并不是所有的時(shí)間都在計(jì)算,實(shí)際上你是有時(shí)間性的,你怎么去用那一段達(dá)到你的最大的運(yùn)算效用才是挑戰(zhàn)。
問:多年來,ARM一直在追求上市時(shí)間,大家也在跟著其腳步往前趕。SoC設(shè)計(jì)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(yīng)用/產(chǎn)品就行了,所以主要的差別在應(yīng)用和產(chǎn)品。如果他沒法用應(yīng)用和產(chǎn)品去區(qū)分他自己的差異化,就沒有用。我想我們的角色是在把很復(fù)雜的東西的風(fēng)險(xiǎn),就是像ARM這種復(fù)雜工藝的風(fēng)險(xiǎn)降低了,也就是你可以有個(gè)很好的legal blocks。但是這以前沒法做得很好,現(xiàn)在可以。當(dāng)然你的差異化不能只取決于單單那一個(gè)積木。
中國區(qū)
問:貴公司的中國業(yè)務(wù)現(xiàn)在如何?
答:中國總共有大概560人,上海、北京、武漢都有研發(fā)中心。亞太區(qū)營業(yè)額3億多美元,中國是重要部分。
問:為什么要在武漢建立設(shè)計(jì)中心,是為了成本低還是為本地化?
答:兩個(gè)原因,一個(gè)我們還是持續(xù)在中國投資,武漢大學(xué)、華中理工學(xué)院等都是很重要的資源;另外是當(dāng)?shù)卣恼猩桃Y的推動(dòng),像聯(lián)發(fā)科(MTK)等已經(jīng)到那邊投資了,我們也是跟隨客戶。
所有公司的當(dāng)?shù)氐难邪l(fā)中心都要經(jīng)過三個(gè)階段:第一階段,其實(shí)大都因?yàn)槌杀颈容^便宜,現(xiàn)在武漢比上海稍微便宜一點(diǎn)點(diǎn);第二個(gè)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(fā)團(tuán)隊(duì)互動(dòng),所以會(huì)推動(dòng)自己的研發(fā)團(tuán)隊(duì)開發(fā)新東西,以符合當(dāng)?shù)氐男枨螅礊榭蛻魟?chuàng)造。我們現(xiàn)在上海團(tuán)隊(duì)已進(jìn)到第三個(gè)階段。
評論
十年前,人們都在談?wù)揈DA工具使電子/芯片設(shè)計(jì)非常快捷,當(dāng)時(shí)認(rèn)為EDA工具已經(jīng)成熟,很難再有突破性的增長了。今天,EDA工具更加強(qiáng)大,電子設(shè)計(jì)的自動(dòng)化程度和整合越來越高,筆者又有些隱憂,電子設(shè)計(jì)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(rèn)為芯片/硬件越來也復(fù)雜,已經(jīng)進(jìn)入億級時(shí)代,促使軟件工具更復(fù)雜。借助先進(jìn)工具,未來的電子工程師可在更高層次上進(jìn)行創(chuàng)新和開發(fā)。
電子業(yè)深刻地改變了人們的生活。只要電子業(yè)是活躍的,作為軟件業(yè)的一支、IC業(yè)的基石——EDA業(yè)就會(huì)很活躍,并且EDA業(yè)也在不斷調(diào)整,以迎接創(chuàng)新設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)。
參考文章:
[1]Synopsys為SoC驗(yàn)證推出下一代驗(yàn)證IP.(2012-3-14).http://cafeforensic.com/article/130213.htm
[2]Synopsys推出業(yè)界第一款完整的音頻IP子系統(tǒng).(2012-4-13).http://cafeforensic.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://cafeforensic.com/article/129653.htm
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