EDA行业最近表现非常好，但这种运行将持续多久是一个争论的问题。由于芯片架构、终端市场和一长串新技术的快速变化，EDA是一个成熟的颠覆性行业。此外，最近的地缘政治紧张局势使人们更加关注这个整个半导体行业赖以生存的小部门。
尽管发生了这些变化，EDA公司还是设法在这种漩涡中保持了显著的相关性。在过去的两年里，以SOX指数衡量的半导体行业一直保持相对平稳。但与此同时，公开的EDA公司的股票价格上涨了约60%，拥有EDA部门的大型企业集团声称其EDA增长率高于市场预期。
在EDA的早期，有大量的研究在世界各地的主要大学进行，还有数百家创业公司。然后，它经历了一个大规模的整合阶段。"EDA内部一直有这两股供应商，即点状工具、最佳品种和完整的解决方案供应商，"安世公司的产品营销总监Marc Swinnen说。"在90年代，Cadence以提供完整的流程而闻名，他们会从初创公司购买点状工具来增强他们的技术，而且这些工具会不断被新的初创公司刷新。这种模式已经过时了，因为今天EDA领域的初创公司很少。全流程供应商在21世纪初变得相当流行，这被证明对他们来说是非常成功的。它提供了一个单一的联系点，这听起来很有吸引力，特别是对采购代理。"经济和技术护城河使初创企业的发展很困难。"Synopsys公司的研究员Rob Aitken说："80年代的许多初创公司都是路由器初创公司。"如果你今天想写一个路由器，这真的很难。设计规则是如此的复杂，而且获取规则的途径是如此的有限，你不能把几个研究生放在一个房间里，让他们想出一些东西。一小群有创造力的人可以自由地进行创新的领域是很小的。你不可能把五个研究生聚在一起，让他们写出能与Cadence或Synopsys工具竞争的东西。在EDA领域，他们没有那么大的发挥空间，因为很多东西都已经被定义了。"
虽然研究仍在继续，但它已经发生了变化。"我可以用提交给DAC的数量作为指导，"卡尔斯鲁厄理工学院的嵌入式系统主席、DAC 2023的总主席Joerg Henkel说。"我在技术委员会工作了多年，看到研究论文在稳步增长。这主要是由某些主题推动的，如安全、设计安全系统或弄清侧面通道和IP的问题。我们也看到很多关于机器学习架构的论文。还有一些新技术，如非易失性存储器技术，也有很多论文。设计自动化仍然是两个最大的渠道之一，但它更多的是关于新技术，如机器学习技术，已经进入了传统的设计方法学，这是一个复兴的东西。我们甚至出现了高级合成论文的增加"。
尽管如此，最近的地缘政治局势可能提供了一个变革的动力。Cadence公司定制IC和PCB集团的产品管理小组主任John Park说："过去几年里，这种情况比较少，比较多，"。"但随着CHIPS法案的出台，这是数十亿美元的资金，它在封装和芯片开发以及OSAT能力的外包方面创造了许多初创公司。由DARPA资助的项目几乎都有学术界的参与。所有大的大学都在为3D和3D异质集成的创新投入更多。作为一个封装设计师，我从来没有见过这种水平的创新、投资和研究在历史上任何时候都在进行。虽然很多都用于半导体方面，但我估计大约18%到20%将用于多芯片封装。"
类似的投资在其他地方也在发生。"西门子的Hand说："CHIPS法案和欧洲的同类法案所做的是为更多的研究创造动力，而这就开辟了更多的途径。"研究的本质是，正在进行的事情越多，就越有可能有突破性的发现。如果你只关注两三件事，就很难有突破性进展。如果你在看100件事情，就会有人取得突破性进展。这变得非常有趣，而且令人兴奋的是，你开始看到研发工作的分散，这将增加我们开始看到更多突破的概率。"
它是否会导致行业颠覆？"Synopsys公司的Aitken说："也许吧，但如果任何行业的做事方式足够固定，它就会变得越来越难以颠覆。"但是颠覆，当它出现的时候，是越来越有破坏性的。从本质上讲，有人可以通过重新思考一个问题并说'我们实际上不需要这样做'来颠覆这个行业。"
普遍的共识是这在不久的将来是不可能的。"Cadence的Patwardhan说："研究仍然发生在算法层面，或者设备物理层面。"我没有看到有人正在做一些革命性的事情来完全改变今天的工作方式。它更多地是对现有方法论的增量，他们正在增加它的片段，增加它的内容，使它更强大、更快速。但是一个全新的革命性的做事方式？我见过的这种情况比较少。"
一些人认为，人工智能可能会使之成为现实。"当你看DAC时，当人工智能论文开始时，它正在经历各种各样的主题，"亨克尔说。"在不同的主题中，有很大比例的论文有人工智能在里面。因此，是的，研究人员学习它，如何应用它，如何使它有益。我们对来自物理设计的论文的成熟度感到惊讶。现在看来，将机器学习应用于物理设计是一件很明显的事情。"
"半导体的变化速度使我们一直是一个年轻的行业，"西门子EDA的IC产品营销总监Neil Hand说。"EDA真正健康的原因之一是，我们能够适应市场上的大量变化。我们总是被迫去适应变化。有些行业会自满。他们变得停滞不前，并开始缓慢地适应。我认为你不能这样说EDA。"
不过，笼罩在该行业上空的一个大问题是，EDA是否能以足够快的速度适应所有对它的要求，或者它是否被拉伸到了新公司可以进入的地步。这主要是由于整个芯片行业变化的数量和速度，包括工具套件中的人工智能，硬件/软件协同设计解决方案的日益重要性，以及更多。同时，系统公司正在经历一些巨大的趋势，如特定领域的计算、自动驾驶和对安全的日益关注，等等。"弗劳恩霍夫IIS自适应系统工程部的高效电子部门负责人Andy Heinig说："从RTL层面开始，大多数必要的工具都可以使用，并能很好地完成其工作。"在系统级工具方面确实存在一些差距。但整个市场已经饱和，没有人愿意花费巨额预算来开发新方法。只有真正的新概念和新方法才能在未来弥补系统级工具的差距"。
但流程的所有方面都需要持续的投资。"我们的核心算法在不断改进，每一个新的技术节点，我们都必须在优化设计的方式上做一些改变，"Cadence公司数字与签收集团的产品管理组总监Vinay Patwardhan说。"这是因为每个节点都有新的约束或新的影响。除此之外，我们还必须进行系统级的联合设计和联合优化。同样的优化算法，以前是为了获得最佳的后置路由结果，现在必须超越芯片，考虑到封装效应和系统级效应。同样地，系统模拟也必须考虑到芯片级的影响。我们必须扩展所有的EDA算法，使其不仅意识到局部的影响，而且意识到它所接触的一切的全球传播。"
这一点得到了业内其他人的赞同。"艾特肯说："当你进入3D和多芯片空间时，你不得不考虑越来越多的影响。"你进入了越来越多的领域，你会发现，无论你在哪里，无论你的公司的工具套件有多广泛，有一些东西就在它的边界上，所以你仍然要与其他人合作。"
这就是系统和芯片设计的融合。"这意味着设计流程和设计方法要比过去先进、复杂得多，"Park说。"在过去，封装设计师从来不需要担心对DRC和LVS进行正式签收，现在他们必须这样做。这是系统世界进入了芯片设计领域。芯片设计师，单片ASIC的设计师，从来不知道什么是信号完整性。现在他们不得不在一个多芯片系统中验证他们是否符合通信标准，这就需要信号完整性工具。有很多这样的例子，但它意味着来自系统世界和ASIC设计世界的专业知识和工具的融合。工具的数量增加了，专业知识也增加了，人们正试图弄清楚谁在这些类型的设计流程中做什么。"
3D-IC并不是唯一的融合点。"越来越多的东西被纳入优化的考虑范围，"Hand说。"为了管理这些，你开始处理抽象层。当你有了抽象层，就可以做出局部的决定，并且是知情的。你可以做拥有丰富数据的系统级设计，你可以做出明智的决定，你也可以做令人难以置信的详细的物理级设计。它们仍然是独立的活动，尽管它们是相互联系和相互关联的。你将看到的不是向单一的单一实体发展，有几个原因。一个原因是它不起作用。没有一个人可以做所有事情。历史已经在许多方面证明了这一点。你确实需要有连接的流动"。
找出必须流动的信息以使其发挥作用，这一点还没有决定。"一直以来都有基于计算的解决方案，或基于场景的解决方案，但通过人工智能技术，我们有机会建立一个模型，"帕特沃汉说。"为了有效地使用该模型，我们有机会多次引用该模型，并同时考虑到一大堆参数，这在以前是不可能的，使用物理以及逻辑参数。考虑到数据的数量、变量的数量和问题的复杂性，人工智能在这个领域有一个令人难以置信的机会。在这个方向上正在开展工作，在未来一年左右的时间里，将有很多想法在公共和私人论坛上讨论。"
一些类型的融合的影响还没有被完全理解。"我们知道我们将不得不关心热能，我们知道我们必须在某种程度上关心机械，"艾特肯说。"我们必须在多大程度上关注机械方面？不同的材料会有什么变化？我们正在进入一个合作的时代，因为人们必须把芯片推出去，他们必须把传统EDA供应商的工具和历史上没有做过EDA的人的工具结合起来。"
但这也带来了一些挑战。"数据隐私仍然是每个人心中的头等大事，"Patwardhan说。"这意味着我们的客户，以及我们的客户。但是今天有更多值得信赖的合作方式，无论是在技术方面还是在个人信任方面。他们与其中一些客户的关系更长。这种信任正在建立。我们有更安全的系统，所以对数据的访问和数据隐私将是存在的，但我们已经找到了与合作伙伴合作的有效方式和解决方案。"
为了使其发挥作用，抽象是连接的自然手段。"没有一个工具可以做所有事情，没有一个公司可以做所有事情，"汉德说。"你所看到的是，随着越来越多的复杂性悄悄进入流动，我们必须找到处理这种复杂性的方法，允许对这种复杂性进行抽象，让人们与之合作。同时，我们必须让这种复杂性以一种本地化的方式得到管理。当你看系统级设计时，你需要考虑物理领域、流体动力学、空气动力学和电子学。你从来没有模拟过整个事情。你模拟的是这些对象的抽象部分。你在一个抽象的层面上进行设计，然后向下推进和分解，以达到实现本身。"
这对EDA行业的公司以及他们的客户和合作伙伴都有影响。"Park说："不久以前，我们最大的客户有CAD设计团队，他们负责利用各种EDA工具供应商创建简化的流程。"他们制定了一个流程，并将同类最佳的工具拼接在一起，以创建优化的流程。我们正在回到这一点上。我们将回到公司雇用设计方法学专家来找出如何建立这些流程，因为这是在这个复杂时代的竞争优势。如果你有一个比你的竞争对手更优化的设计流程，你将会有更短的周转时间。你可能会更快地进入市场，可能会有一个更好的产品。由于其复杂性，设计流程的价值可能比历史上任何时候都要高。
但这并不是所有公司的情况。"我们还看到很多公司不是在寻找一流的工具，而是寻找最综合的工具，"Park补充说。"这对一些人来说是另一种范式转变。他们不是去从五个不同的供应商那里寻找最好的点工具，然后想办法把它们连接在一起，而是更倾向于一个单一供应商的流程，即五个工具中有三个是最好的，但其中两个不是。但它们与流程紧密结合，采用这种特定的方法有其优势。
有很多事情都在发生变化。"我们知道，这个模式在某种程度上已经崩溃了，"艾特肯说。"我们不知道的是，它被打破的程度，以及未来或不久的将来的边界将在哪里。有机会对设计的功能进行某种程度的抽象化。有一套额外的抽象，我们需要在未来为GDS的矩形区域变出一套抽象。每个人都知道有封装，封装有电源传输问题和散热问题，等等。但这并不重要，因为芯片的抽象水平已经足够好。现在已经不是这样了。"
"作为一个行业，我们目前被宠坏了，"Hand在讨论EDA的投资方向时说。"我们将受到更多的压力来推动我们缩写中的第三个字母，也就是自动化。我们必须努力弥补我们的客户在未来几年将看到的一些资源差距"。
本文译自SemiEngineering，原文链接：https://semiengineering.com/managing-edas-rapid-growth-expectations/。文章仅出于传递信息作用，如有侵权请联系译者删除。
