在人工智能(AI)的驅動下,EDA(電子設計自動化)行業并購潮涌。向AI靠攏,與AI相擁,成為國內外EDA企業共同的選擇。
EDA行業最大并購案
近期,國家市場監督管理總局對新思科技收購Ansys給予有條件批準,這項高達350億美元的交易正式落地,成為EDA行業歷史上最大的并購案。
這項交易被新思科技寄予厚望。資料顯示,Ansys以工程仿真軟件為主營業務,產品不僅包括與IC設計相關的軟件,也面向汽車、航空航天等領域的仿真模型,在仿真軟件領域擁有高達42%的市場份額。收購完成后,新思科技潛在市場規模將擴大1.5倍,在人工智能驅動下,滿足客戶在電路與物理兩大領域相互融合的相關需求。
“EDA的設計流程包含了設計、仿真、驗證等環節。其中,仿真環節由于追求精度和速度,高度依賴算法,與AI具有天然的結合度,也更容易被AI賦能,提高效率。”芯和半導體副總裁倉巍向記者表示,隨著AI大算力硬件的推動,仿真涉及的領域越來越寬泛。
本次交易收官后,新思科技還將拓展傳統EDA行業“能力半徑”,將仿真環節的能力向汽車、航天等高端制造業領域遷移。除了新思科技,其他EDA巨頭的收購也展現了類似加碼仿真、拓展非半導體市場動向。
2024年3月,楷登電子(Cadence)宣布12.4億美元收購BETA CAE Systems International AG,加速其智能系統設計戰略;2024年10月,西門子EDA宣布以106億美元收購美國工業仿真軟件廠商Altair Engineering。據介紹,Altair的仿真技術涵蓋機械、流體、電磁和熱管理等領域,為汽車電子系統提供了多維度仿真能力。
在人工智能推動下,各類終端智能系統復雜性提升,對產品設計準確與高效的需求也不限于半導體行業。數據統計也表明,EDA企業收購版圖已經從半導體設計、PCB設計等“基本盤”,逐步向整體電子系統解決方案拓展,客戶群體也開始覆蓋非半導體客戶;同時,系統模擬、仿真等能力也在顯著擴容,對系統化解決能力的需求與日俱增。
從AI到AI
多位國產EDA廠商相關人士向記者表示,人工智能推動下,EDA系統解決能力的重要性在提升。
倉巍向記者表示,EDA行業以前注重設計工藝協同優化(DTCO),側重的是軟件與制造工藝的磨合,現在隨著摩爾定律演進的放緩和先進工藝發展的外圍阻力加大,需要系統技術聯合優化(STCO),從整個系統的角度實現“從芯片到封裝到整機系統”的協同優化。
這一趨勢,促使EDA行業不斷使用AI提升系統化能力,而這種系統化能力的升級,又進一步運用在與AI密切相關的高端算力芯片等產業鏈重要環節。
“AI同EDA的關系是‘從AI到AI’的過程。”倉巍向記者表示,怎樣打通整個智算系統中算力、存力、運力以及功耗等多個要素之間的瓶頸,保證AI數據中心的高效大算力輸出,考驗著EDA的系統化能力。
合見工軟副總裁吳曉忠指出,由于智算、超算芯片的架構日益復雜,以及先進工藝的流片成本飆升,導致大規模復雜芯片的設計驗證流程加速向左移,即在芯片開發的更早期階段就介入驗證,以縮短研發周期、降低風險、提升芯片質量。此外,AI計算通常涉及多芯片、多節點的協同工作,數據傳輸效率直接影響整體性能,而且考慮功耗需求巨大,需要對電源管理、散熱等性能持續迭代。
從產業發展趨勢來看,當前EDA巨頭一邊遵循摩爾定律,研究更先進的制程,一邊也在探索更高速的卡間互聯,為AI大規模訓練和推理提供更強大的算力支持。其中,HBM(高帶寬內存)是高端算力芯片的核心配套技術,需要采用先進的3D堆疊封裝技術,將多個內存芯片垂直集成,從而提升內存帶寬和數據傳輸速率。
業內人士呼吁,國產產業鏈要敢于嘗試新方案。此外,作為典型的應用導向型企業,EDA良性發展離不開下游企業在應用過程中的反饋和建議。EDA行業擁抱AI面臨一項關鍵挑戰,便是數據封閉問題。因為EDA廠商的數據依賴終端客戶反饋,但是廠商設計數據難以獲取,而AI工具如果缺乏足夠的素材訓練,將影響模型的可靠性以及跨公司、跨領域的通用性。
AI與EDA雙向奔赴
即便面臨多重困難和挑戰,人工智能與EDA行業已經開啟了“雙向奔赴”,形成良性互動。一方面,EDA從芯片到系統提升智算行業能力;另一方面,AI也在賦能EDA行業,顯著提質增效。
“在智算時代推動下,人工智能與EDA互為催化與驅動。”吳曉忠表示,國際EDA企業部署AI與EDA融合,主要圍繞三個方向逐步推動,分別是AI驅動的EDA工具、生成式AI大模型用于智能芯片設計,以及AI與數字孿生的創新架構。
去年4月,新思科技推出“Synopsys.ai”,被稱為業界首個全棧式人工智能驅動的EDA工具套件,涵蓋芯片從架構到設計制造環節,并向汽車、飛機制造等行業的客戶拓展;Cadence提出生成式人工智能解決方案,支持人工智能大數據分析、簡化芯片設計流程、為仿真和原型設計提供協作功能、簡化PCB組件的布局布線等;西門子EDA也擁有多項AI技術,應用于良率提升、建庫、數字驗證等環節。
另一方面,國產EDA廠商也在積極跟進,探索和推廣人工智能在EDA多個場景應用。
值得注意的是,EDA還可以用來“治療”芯片設計行業AI大模型的“幻覺”。據合見工軟介紹,EDA工具有著強大的設計分析和評估能力,可以檢查設計中的語法錯誤、功能錯誤,并可對設計做性能、功耗、面積等評估。通過大模型與EDA有機結合,構成閉環系統,就能取長補短,充分發揮大模型的生成和探索能力,同時利用EDA工具鏈的反饋機制,指導大模型不斷修正和優化設計,從而取得比單純用大模型的開環系統更好的效果。
“芯片設計公司對帶有AI技術的EDA產品普遍非常感興趣。”吳曉忠表示,目前模型能勝任的工作主要是模塊級別的代碼生成,距離系統級別的自動設計還有差距,隨著模型能力的提升,以及功能的進一步豐富,將可更好滿足這部分商業需求。
據華大九天董事長劉偉平此前預測,未來EDA產業發展將呈現三大趨勢。第一,全流程智能化,即設計、仿真、驗證環節實現AI全鏈路覆蓋,工程師從“操作者”變為“決策者”;第二,跨尺度協同,打通從系統級設計到芯片制造的跨尺度工具鏈,解決芯片“系統—設計—制造”斷層問題;第三,持續的技術創新,新工藝、新材料、新方法、新應用將持續推動EDA技術的革新。