編者按：在摩爾定律逼近物理極限的背景下，芯片設計行業(yè)過去幾十年的研發(fā)慣性與規(guī)律被打破，面臨著設計復雜度進一步提升、更新?lián)Q代速度加快、定制化及個性化要求更高的要求。EDA企業(yè)在幫助客戶解決上述問題的同時，自身也迎來從服務芯片企業(yè)向服務系統(tǒng)級企業(yè)轉(zhuǎn)型的歷史節(jié)點。為探索芯片設計行業(yè)的進階之道，中國電子報推出“對話EDA”欄目，約請全球EDA行業(yè)頭部企業(yè)負責人開展交流。近日，中國電子報總編胡春民與Cadence副總裁、中國區(qū)總經(jīng)理汪曉煜展開了深度對話。

對話人：

Cadence副總裁、中國區(qū)總經(jīng)理 汪曉煜

《中國電子報》總編輯 胡春民

時   間：2024年11月26日

地   點：Cadence北京分公司

發(fā)揮計算軟件深厚經(jīng)驗

助力系統(tǒng)領(lǐng)域再深耕

胡春民：最近幾年，EDA行業(yè)發(fā)生了哪些變化？

汪曉煜：我入行的時候是一名EDA工具軟件的用戶，從熟悉點工具開始逐漸走上了設計流程的道路。那個時候?qū)τ贓DA公司來說，最主要的工作就是把一款工具開發(fā)好，并且使這個工具能夠進入到客戶的量產(chǎn)設計流程，所以那個時代EDA的銷售和技術(shù)服務人員更多時候都是在與客戶進行工具層面的互動交流。

但是從十多年前開始，我們已經(jīng)不僅僅與用戶談論工具，而是在講設計全流程和整體解決方案。尤其是最近幾年，除了設計流程和工具的支持，我們也會為客戶提供一些更有價值的服務，比如核心模塊的PPA優(yōu)化，板級的設計和仿真等。之所以發(fā)生這樣的轉(zhuǎn)變，一方面因為是整個產(chǎn)業(yè)在不斷發(fā)展，設計復雜度不斷提高，另一方面是因為客戶的要求越來越高。我們的客戶不僅要求我們把單個點工具做得更好，還希望我們能提供一整套從前到后的設計實現(xiàn)方案。與之相配合，整個EDA產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)集中化趨勢，深層次的整合并購愈發(fā)普遍。從市場層面來看，我們的客戶群正在從芯片半導體拓展到系統(tǒng)領(lǐng)域，這是行業(yè)最近幾年發(fā)生的顯著變化。

胡春民：客戶群體從芯片拓展到系統(tǒng)，發(fā)生這一變化的驅(qū)動力是什么？

汪曉煜：這既是我們企業(yè)自身轉(zhuǎn)型的需要，也是整個行業(yè)發(fā)展的大勢使然。在過去，芯片設計企業(yè)基本的思維方式是——按照規(guī)格把芯片做出來，至于怎么把它用得更好，那是基本上是系統(tǒng)公司的事情，芯片公司和系統(tǒng)公司之間的界限劃分的相對比較清晰。但近幾年，能看到一個非常明顯的變化：芯片公司開始更多地關(guān)注系統(tǒng)公司的需求和應用，甚至會積極參與早期芯片的規(guī)格制定。同時許多系統(tǒng)公司也從零開始組建芯片設計團隊，希望能進一步提高產(chǎn)品的競爭力。

系統(tǒng)公司搭建芯片設計團隊，可以根據(jù)應用的需求，精準定義符合自己系統(tǒng)產(chǎn)品的芯片規(guī)格。這些規(guī)格，可能是市面上的芯片產(chǎn)品難以滿足的。所以系統(tǒng)公司會越來越重視從內(nèi)部進行芯片研發(fā)，避免同質(zhì)化，從而進一步提升產(chǎn)品競爭力。

當看到系統(tǒng)公司從做板級設計、系統(tǒng)模組開發(fā)再拓展到芯片設計，他們所做的研發(fā)工作，很多還是和電子電路設計、系統(tǒng)仿真工程相關(guān)，我們EDA企業(yè)便也從中看到了非常大的機會。根據(jù)行業(yè)預測數(shù)據(jù)，半導體市場總量到2030年大概在1萬億美元，但系統(tǒng)領(lǐng)域的市場體量是半導體的三倍。體量如此大的市場，我們肯定要全力爭取。

Cadence上海辦公室

胡春民：我們以汽車這個應用場景舉例，對于Cadence來說，服務于汽車芯片企業(yè)和服務車企有何不同？

汪曉煜：服務汽車芯片設計公司，不論客戶設計的是自動駕駛芯片、智能座艙芯片還是MCU，我們都擁有完整的設計解決方案，Cadence可以提供業(yè)界認證的車規(guī)級設計開發(fā)流程，涵蓋完整的功能安全機制。

至于服務主機廠，我們的作用會體現(xiàn)在兩個環(huán)節(jié)。在早期，我們會與車企的芯片團隊以及系統(tǒng)部門共同探討芯片定義，使芯片規(guī)格充分符合其系統(tǒng)部門的要求。在芯片做出來之后，我們的工作轉(zhuǎn)向如何將芯片調(diào)試得更好用、如何使系統(tǒng)的性能發(fā)揮到最優(yōu)。在這個環(huán)節(jié)，我們不僅僅圍繞芯片工作，還會幫客戶做系統(tǒng)分析和仿真。這不僅僅涉及電子電路系統(tǒng)，還會牽涉到機械和多物理場。為了全方位地滿足系統(tǒng)客戶的需求，我們也收購了相關(guān)領(lǐng)域的工業(yè)軟件企業(yè)，希望拓展出更廣闊的市場空間。

胡春民：在業(yè)務轉(zhuǎn)型過程中，Cadence面臨哪些挑戰(zhàn)，又是如何應對這些變化的？

汪曉煜：過去很多年，芯片基本上都在追隨摩爾定律的腳步。我們也在提供板級開發(fā)解決方案，包括面向PCB、封裝的設計仿真工具等，但整體上還是與半導體的關(guān)系比較密切，半導體制程工藝的演進是主要的影響因素。

但要服務好系統(tǒng)客戶，我們需要面對一些不太熟悉的領(lǐng)域，包括系統(tǒng)級的電磁仿真、熱分析，流體力學、結(jié)構(gòu)件仿真分析等。對于傳統(tǒng)EDA公司來說，怎么理解這些應用、如何在理解的基礎(chǔ)上提供適合該場景的工具和方案，是我們面臨的第一個挑戰(zhàn)。近年來，我們通過一系列工業(yè)軟件領(lǐng)域的并購，有效地填補了我們在解決方案領(lǐng)域存在的一些關(guān)鍵空白。這些戰(zhàn)略舉措增強了我們的服務能力，也為客戶提供了更加全面和優(yōu)化的產(chǎn)品體驗。

與此同時，我們也在收購的標的公司原有技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用Cadence的技術(shù)和經(jīng)驗積淀，為產(chǎn)品提供正向加成。Cadence立足于計算軟件，在做EDA軟件研發(fā)的幾十年時間里，積累了深厚的計算軟件功力。我們在實踐中發(fā)現(xiàn)，如果將幾十年時間里積累的科學計算和并行計算技術(shù)經(jīng)驗運用到針對系統(tǒng)仿真的工具軟件上，將大大提高此類軟件的運行效率。

舉個例子，前幾年開始，隨著系統(tǒng)級產(chǎn)品的設計規(guī)模和復雜度逐漸提升，一些傳統(tǒng)的系統(tǒng)仿真軟件的工作效率無法跟上系統(tǒng)開發(fā)的要求。我們決定開發(fā)新的產(chǎn)品，并把原先用于芯片設計仿真軟件的核心計算技術(shù)運用其中，這樣一來，我們所開發(fā)的電磁仿真技術(shù)Cadence Clarity 3D Solver，在通用場景下的性能提高了5到10倍，在某些場景下能實現(xiàn)優(yōu)于競品性能的10倍，并保持精度不變。

AI顛覆芯片設計

全流程3D IC能力獲青睞

胡春民：從應用市場來看，EDA企業(yè)未來市場增長點何在？

汪曉煜：毋庸置疑，這幾年汽車是我們業(yè)務很大的一個增長點，尤其是在中國。在汽車電動化、智能化的趨勢下，一輛車上所需要的芯片越來越多。很多車企為了保持競爭力，也在內(nèi)部成立了芯片設計團隊或者是投資了獨立的汽車芯片設計公司。在汽車之外， AI是另一個增長機會。AI需求催生出了大量以AI芯片、AI應用、智能硬件等為主營業(yè)務的企業(yè)，很多都是我們的客戶和合作伙伴。在整個行業(yè)對AI的需求持續(xù)高漲的情況下，我們也會獲得更多的增長機遇。

胡春民：對于EDA工具企業(yè)來說，更優(yōu)的PPA（性能、功耗、尺寸）表現(xiàn)和更短的設計周期，哪個更重要？

汪曉煜：您提的這個問題很專業(yè)。在芯片設計過程中，項目負責人、工程團隊負責人甚至CEO，會一直在PPA和上市時間、設計周期之間做平衡。在項目推進的每一個階段，這兩個指標都很重要。但在不同的情形下，這兩個指標的重要性又略有不同。

如果項目有充足的時間，那么PPA是最重要的。團隊會爭取把面積、功耗、性能做到完美。一顆芯片，尤其是像手機搭載的核心AP 芯片，每家企業(yè)都希望PPA可以對標甚至超過行業(yè)主流，參照的永遠是業(yè)界最頂尖的產(chǎn)品，大家都希望可以把PPA優(yōu)化到極致。

但是項目總是有周期的。像手機芯片，尤其是旗艦芯片的上市存在特定的時間節(jié)點。如果芯片沒有如期上市裝機，其市場價值就會大打折扣。因此，到了該進入流片生產(chǎn)的階段，各項調(diào)優(yōu)工作該停就要停，接下來就要按照時間表來推進后續(xù)生產(chǎn)，測試等工作。在很多情形下，進入市場的時間是最重要的。

汪曉煜在CadenceLIVE China 2024上發(fā)表主題演講

胡春民：當前，在芯片設計和各類應用追求個性化、定制化的情況下，Cadence如何在保證產(chǎn)品共性功能和滿足客戶個性需求之間做平衡？

汪曉煜：對于具有定制化或者特殊要求的公司，我們都是盡可能地去配合滿足他們的需求。但這并不意味著我們的技術(shù)和解決方案要專門為了不同的企業(yè)需求做定制化開發(fā)。對此，我們通常的做法是，與各行業(yè)的頭部企業(yè)多交流。這類客戶的技術(shù)能力和市場影響力都比較大，大多數(shù)時候他們提出的要求都比較合理且符合行業(yè)的需求。我們的研發(fā)和本地技術(shù)服務團隊，會盡可能把客戶的需求摸透，據(jù)此提供一套解決方案，而不是提供一個定制化的工具。

在服務客戶的過程中，我們會不斷加強相關(guān)的EDA工具、補充部分功能或修改工具缺陷。最終，通過緊密合作和充分磨合出的工具和方法學可以應用到整個行業(yè)，這也是EDA公司多年來不斷完善工具和流程的發(fā)展歷史。早期我們推出的一些比較新的功能，也是在與客戶不斷溝通交流的過程中磨合出來的。正是基于這種模式，我們產(chǎn)品的功能變得越來越豐富、越來越強大。

胡春民：AI對EDA行業(yè)產(chǎn)生了哪些影響？對此Cadence有何應對策略？

汪曉煜：從企業(yè)戰(zhàn)略的角度來看，包括Cadence在內(nèi)的EDA公司和上下游企業(yè)，都在全面擁抱AI，只是每家技術(shù)布局的進展和重點不一樣。但在我看來，雖然AI對芯片設計的確有所幫助，且已經(jīng)在某些點工具中發(fā)揮作用，但是全方面地利用AI大幅度提高芯片設計效率并不會那么容易實現(xiàn)。

七年前，Cadence推出用于大規(guī)模數(shù)字布局布線的產(chǎn)品Cadence Innovus Implementation System，這個工具在數(shù)字后端領(lǐng)域至今仍是一款“金牌產(chǎn)品”。該產(chǎn)品推出后不久，我們的研發(fā)團隊就開始把深度學習、機器學習的技術(shù)用于其中，并上線了我們的第一款基于AI技術(shù)的工具 Cadence Cerebrus Intelligent Chip Explorer。該產(chǎn)品效果非常好，能夠把AI技術(shù)與傳統(tǒng)的EDA工具結(jié)合起來，大大提升芯片后端設計實現(xiàn)的效率，節(jié)省人力和時間。在我看來，這就是AI賦能EDA工具的典范之作，非常有價值。

但有些方面的工具很難像Cerebrus那樣，可以充分發(fā)揮機器學習的作用。無論是畫模擬版圖還是PCB版圖，要充分利用好AI技術(shù)，還需要一個過程。

再舉個例子。現(xiàn)在業(yè)界普遍希望能通過生成式AI自動產(chǎn)成在設計芯片前端所需的RTL代碼。當前，RTL是由設計工程師編寫的，但這項工作很依賴人的能力以及驗證技術(shù)。有的工程師寫得代碼質(zhì)量不好，就可能對項目進展產(chǎn)生負面影響。所以業(yè)界在考慮，如果能通過大語言模型借助AIGC技術(shù)完成RTL描述，是不是就可以大幅提升效率并降低人為因素對該環(huán)節(jié)的影響？

這樣的想法很美好，但實現(xiàn)起來還是會存在一定的困難。最大的一個問題在于半導體企業(yè)一般不太會共享數(shù)據(jù)，每家企業(yè)都把數(shù)據(jù)安全性看得非常重要。那么就會帶來一個問題，如果沒有足夠的數(shù)據(jù)做訓練，這個所謂的“大模型”會好用么，客戶敢用么？如果功能無法大規(guī)模應用上線，永遠停留在實驗版本，那么這種產(chǎn)品對于企業(yè)來說就沒有太大的意義。我們兩年前就開始研發(fā)通過AI自動生成RTL的功能，目前仍還在和業(yè)內(nèi)的一些大客戶合作打磨中。總而言之，雖然市場上所有主流EDA公司都想充分利用AI技術(shù)，為用戶帶來效率的大幅度的躍升，但從實操的角度來看，還是需要一定的時間。

胡春民：剛才提到，之所以EDA產(chǎn)業(yè)對生成式AI技術(shù)的利用仍然有限，與數(shù)據(jù)訓練量不夠大有關(guān)系。那么，EDA行業(yè)是否存在由龍頭企業(yè)共同開發(fā)通用模型或者垂直小模型的可能性？

汪曉煜：我們正“all in”在AI的賽道上，也在基于Cadence JedAI解決方案的生成式AI開發(fā)平臺與包括北美、歐洲、日本、韓國和中國在內(nèi)的一些全球頭部企業(yè)合作。這些客戶擁有相當體量的數(shù)據(jù)和項目，也希望可以盡快利用上生成式AI的技術(shù)來加速研發(fā)。我們認為通過這樣“客戶提供數(shù)據(jù)，Cadence提供技術(shù)平臺”的合作方式，可以打磨出比較成熟的生成式AI產(chǎn)品。但要推進這項工作，我們和合作伙伴都要付出很多涉及到人力資源、數(shù)據(jù)資源和開發(fā)流程等諸多環(huán)節(jié)的優(yōu)化整合工作。所以，要想把生成式AI工具開發(fā)出來、推廣出去并用于量產(chǎn)設計中，一定需要產(chǎn)業(yè)界上下游的緊密合作。

2024 ICCAD Cadence展臺

胡春民：從技術(shù)角度來看，在AI之外，EDA軟件未來有何發(fā)展方向？

汪曉煜：我們的軟件能力說到底考驗的是架構(gòu)創(chuàng)新和科學計算能力。總的來說，Cadence希望把核心的計算軟件能力部署到相應的工具中。隨著設計規(guī)模越來越大、復雜度越來越高，很多任務如果用傳統(tǒng)的軟件仿真，可能十天半個月都沒有結(jié)果，我們致力于改變這種狀況。通過我們科學計算能力的賦能加持，使Cadence的技術(shù)和解決方案能夠適應大型系統(tǒng)仿真要求，并幫助系統(tǒng)級產(chǎn)品開發(fā)快速迭代。

另外，我們也從頂層設計的角度，開發(fā)出整套的解決方案來滿足當前市場上存在的一些特殊需求。舉例來說， 3D IC這兩年的熱度很高，尤其是中國市場對該領(lǐng)域的需求很強烈。3D IC是一個相對比較大的概念，不僅僅是單純的先進封裝，而是從一開始就要進行系統(tǒng)級的規(guī)劃和設計，包括數(shù)字，模擬，驗證，封裝，板級設計等等工作都集中在一個統(tǒng)一的開發(fā)環(huán)境中進行協(xié)同，并需要對多芯片系統(tǒng)進行散熱、電磁、SI/PI等多個環(huán)節(jié)的仿真和分析，從而實現(xiàn)多層芯片的堆疊。

如果一家EDA公司不能提供全部的解決方案，那么客戶在推進3D IC方案時就需要聯(lián)合不同的供應商共同定制出一個方案。我們認為這種方式是欠缺效率的，畢竟要實現(xiàn)3D IC設計這種目前還不是標準化的復雜解決方案，是需要很多研發(fā)層面的深度介入，而不同供應商之間研發(fā)的合作緊密程度是要被“打問號”的。這樣一來，如果面向客戶能夠提供一整套完整的3D IC設計解決方案就具有很強的競爭力，擁有廣闊的市場前景。

中國市場干勁足更激進

促發(fā)展需創(chuàng)新及加大研發(fā)投入

胡春民：Cadence是一家全球布局的企業(yè)，進入中國也有三十年的時間。中國市場與日韓、歐美有何不同？

汪曉煜：這是一個好問題。我加入Cadence的時候，中國市場在我們公司營收中的占比很小，甚至可以忽略。2000年之后，中國市場逐漸壯大，但在Cadence全球業(yè)務中的占比依然很小。但現(xiàn)在，中國區(qū)在Cadence全球營收中的占比已經(jīng)達到了12%~13%，早已超過了日本、韓國和歐洲，僅次于美國。

這一點就能就反映出，中國市場這幾年的增長速度非常快。而且，相較于歐美、日韓，中國市場呈現(xiàn)出需求多元化的特點，而且一直在追尋最新的應用。2016年前后，我國出現(xiàn)了不少做CPU，AI,  GPU、GPGPU等產(chǎn)品的初創(chuàng)公司。在汽車智能化的推進過程中，國內(nèi)又出現(xiàn)了一大批做自動駕駛、智能座艙芯片的初創(chuàng)公司。在我看來，這是中國市場的特點和魅力所在。雖然現(xiàn)在面臨很多挑戰(zhàn)，但中國的產(chǎn)業(yè)永遠在逐新升級。

不僅如此，中國手機廠商，車企等系統(tǒng)級公司，這些年建立了一整套產(chǎn)業(yè)鏈，也帶動了一大批的上下游供應鏈企業(yè)。他們對技術(shù)的追求、對芯片性能的要求越來越高。很多歐美大型系統(tǒng)公司在這些方面的表現(xiàn)反而沒有國內(nèi)企業(yè)激進。

胡春民：中國的系統(tǒng)級企業(yè)，與歐美有何不同？

汪曉煜：有一個很大的不同點。以芯片設計為例：絕大多數(shù)歐美客戶如果需要一款芯片，他們想的不是自己做，而是找不同的合作伙伴提供方案，自己只做最擅長的部分。但中國一些系統(tǒng)公司做法有所不同。2017年前后，我們開始與國內(nèi)的系統(tǒng)公司合作。他們想開發(fā)芯片，但是沒有團隊，雙方就會一起探討和定義技術(shù)規(guī)格，再分包給設計服務公司或者是和Cadence 一起合作開發(fā)。但后來，我們發(fā)現(xiàn)中國的系統(tǒng)公司越來越激進，企業(yè)逐步在建立芯片研發(fā)能力，甚至是一步一步的完成了從軟件到前端設計到后端實現(xiàn)的整建制芯片設計團隊建設。這是中國系統(tǒng)廠商，尤其是車廠，相對比較激進的表現(xiàn)。

我們接觸的這些企業(yè)家，尤其是系統(tǒng)公司高管，雖然碰到了很多困難，且面臨著高昂的成本壓力，但大多還在堅持加強研發(fā)能力建設。有些不僅沒有放棄，投入力度還越來越大。從我的視角來看，包括芯片設計和系統(tǒng)公司在內(nèi)的中國企業(yè)，在國際上的競爭力正變得越來越強。

胡春民：未來幾年，Cadence在中國的投資、市場拓展、技術(shù)研發(fā)、人才培養(yǎng)等方面，有何規(guī)劃？

汪曉煜：我們非常看重中國本地的人才培養(yǎng)。過去很多年，我們在中國培養(yǎng)的許多人才最終進入Cadence或者成為我們的客戶。我們的大學計劃已經(jīng)開展了幾十年，最初與清華、北大、復旦、交大等幾所知名大學合作后擴展到更多的院校。現(xiàn)在隨著國內(nèi)高校新工科建設逐漸完備，理工類院校數(shù)量越來越多，我們也在與更多的學校展開合作，進一步推廣我們的技術(shù)。

這幾年，我們也針對高校師生做有針對性的實操培訓。我們會為實訓提供所需的所有案例、教材、上機環(huán)境，也會由我們的研發(fā)人員親自授課。通過這樣的方式，我們幫助師生更好地掌握最先進的工具以及體驗整個設計流程的優(yōu)勢。我們也在與一些高校教師共同撰寫教材，而且會結(jié)合不同高校的專業(yè)特點做教案的定制化。總之，我們所做的所有努力，都是為了使中國的高校師生更便利的了解和掌握業(yè)界最先進的設計理念、方法學和設計工具。

胡春民：未來三到五年，Cadence將在中國市場扮演怎樣的角色？

汪曉煜：我們已經(jīng)積累了三十多年服務中國客戶的經(jīng)驗。未來幾年，我們將配合公司從芯片到系統(tǒng)的整體戰(zhàn)略，在系統(tǒng)領(lǐng)域的市場拓展方面投入更多的精力和資源。對于傳統(tǒng)半導體市場，我們還會一如既往地提供最好的服務和工具產(chǎn)品，幫助客戶更快地把芯片、產(chǎn)品做好，盡快走向量產(chǎn)。我們有大量的中國本地研發(fā)、銷售和技術(shù)服務人員，對中國客戶的了解也很深。站在我們的角度，最希望看到的是客戶的成功。在助力大型系統(tǒng)廠商、互聯(lián)網(wǎng)公司把芯片做好的同時，我們也希望看到更多的初創(chuàng)公司可以生存，實現(xiàn)盈利乃至上市。市場越蓬勃，產(chǎn)業(yè)越健康，Cadence的增長機會就越多。

胡春民：對中國EDA行業(yè)未來的發(fā)展，有何建議？

汪曉煜：中國的EDA行業(yè)要發(fā)展壯大，關(guān)鍵在于持續(xù)不斷地注重研發(fā)，這個行業(yè)的核心生命力就在于不斷的技術(shù)創(chuàng)新和突破。以Cadence為例，我們的員工中有90%左右在從事研發(fā)和技術(shù)支持工作，這充分說明了創(chuàng)新對于該領(lǐng)域的重要性。只有將創(chuàng)新視為企業(yè)發(fā)展的首要任務，才能在激烈的市場競爭中保持領(lǐng)先地位。