大膽創新 追求更好的設計(上)

圖說:2022年9月1日,Cadence舉行使用者大會,左起聯發科副總經理柯智偉、Cadence台灣區總經理宋栢安、清華大學半導體學院院長林本堅、閎康科技董事長謝詠芬。

圖說:2022年9月1日,Cadence舉行使用者大會,左起聯發科副總經理柯智偉、Cadence台灣區總經理宋栢安、清華大學半導體學院院長林本堅、閎康科技董事長謝詠芬。

睽違2年之後,一年一度的半導體與EDA年度盛事CadenceLIVE Taiwan 台灣使用者大會,9月1日重啟實體舉行,參加者相當踴躍。Cadence邀請浸潤式微影之父,中研院院士暨清華大學半導體學院院長林本堅、閎康科技董事長謝詠芬、聯發科副總經理柯智偉發表專題演講,Cadence多物理系統分析研發副總裁顧鑫(Ben Gu)也特別從美國飛抵台灣,為臺灣的用戶分享該公司的新發展策略。

EDA新使命

Cadence台灣區總經理宋栢安(Brian Sung)分享Cadence未來的願景,他表示,為了幫助客戶完成更好的設計,EDA有了更宏觀的使命,從原來的電子設計自動化(Electronic Design Automation),演進成為不可或缺的設計自動化(Essential Design Automation)。


圖說:Cadence台灣區總經理宋栢安說,EDA已從電子設計自動化,演進為Essential Design Automation。

宋栢安指出,半導體隨著摩爾定律不斷微縮,過去由晶圓廠推出製程設計套件(PDK)後,IC公司才接著啟動設計;如今已經改變成,從設計一開始,IC公司就與晶圓廠一起密切合作。他並表示,隨著電腦運算的計算能力精進,Cadence不只在半導體、系統、熱電磁分析,甚至也進入蛋白質及各種生物計算等領域,關鍵在於Cadence掌握了運算軟體的核心優勢。

去年開始Cadence積極導入AI、機器學習(ML)幫助客戶,透過AI與人類協同設計,在電子設計自動化方面,節省可觀的人力及物力,並在更短的時間內,完成更好的設計。宋栢安認為,AI不可能完全取代人類,但絕對可以幫助人類完成更好的設計。

在創新的大道上,谷歌的AI團隊,DeepMind所研究的AlphaFold演算法,解決生物學50年來重大挑戰,精準預測蛋白質結構,被稱為是生物界的AlphaGo。如今,Cadence也不再侷限於平面的IC設計,開始投入多物理分析,包括3D立體空間的引擎熱流分析,今年也併購了做分子生物計算的公司,讓Cadence的服務範疇,增加了新的領域。

新戰略:智慧系統設計

Cadence多物理系統分析研發副總裁顧鑫(Ben Gu)為了參加2022年CadenceLIVE Taiwan使用者大會,特別由美國飛抵台灣。Ben Gu自上海交大及美國賓州州立大學研究所畢業後,加入Motorola開發EDA工具軟體,之後加入Magma,2012年加入Cadence。


圖說:Ben Gu強調,CFD流體力學分析,需要大量的電腦運算,剛好就是Cadence的強項。

自2018年起,Cadence認為可以將EDA的計算技術,應用在系統分析、人工智能,機器學習等全新領域,因此推出智慧系統設計(Intelligent System Design )新戰略。緊接著,由Ben Gu領軍的多物理系統分析部門,專注於Ansys工程模擬軟體,並從2019年起,開始積極的自主開發及戰略收購。

2019年第二季起,Ben Gu主導開發了Cadence第一款系統分析產品Clarity 3D 分析軟體,以及電熱模擬產品Celsius,接著又開發出解決印刷電路板PCB電源完整性(PI)和信號完整性(SI)問題的Sigrity X、流體力學分析軟體Fidelity,以及強調AI優化設計的Optimality。

此外,Cadence也展開一系列的戰略收購。從無線RF設計平台、流體力學CFD模擬、生物模擬,再到資料中心的優化軟體等,做了很多大膽的嘗試。

三、四年來,Cadence 透過自主研發及戰略併購,將公司在運算軟體的核心優勢,整合橫跨電磁場、熱力動力場、流體動力場等多物理場模擬分析的產品組合,擴大了Cadence的目標市場,從IC晶片、系統創新,擴展到人工智慧(AI)、大數據及機器學習(ML)的應用,瞄準無所不在的智能創新。

2021年底,台積電頒發Cadence四項開發創新平台(OIP)年度合作夥伴獎,意味著Cadence的核心 EDA、IP 和系統解決方案,對於台積電 4nm設計、3DFabric設計、雲的生產力,和DSP IP開發等方面獲得肯定。

Cadence2022年上半年營收達17.6億美元,毛利率提高到40%以上,展現相當不錯的成長動能。

流體動力分析

運算流體動力學(Computational Fluid Dynamics,簡稱CFD),是利用電腦運算來分析流體動力的控制方程式。2021年,Cadence併購了兩家CFD的公司,分別是比利時的NUMECA,以及美國的Pointwise。

經過一年多辛勤努力,Cadence成功整合兩家公司的技術,於2022年4月推出Fidelity流體力學分析軟體,可幫助工程師解決道路車輛的風阻問題、優化下世代飛機的飛行航程,以及幫助風力發電機改進空氣動力性能。

2022年5月,Cadence宣布了與邁凱倫(McLaren)車隊成為技術合作夥伴,Fidelity CFD 軟體平台技術,被McLaren賽車隊用於改進車輛的空氣動力性能,由於F1賽車的競爭激烈,Ben Gu說,McLaren的F1賽車手告訴他,如果能夠加快0.2秒,就有機會拿冠軍!未來,Cadence也希望將從賽車累積的CFD專業經驗,用於道路車輛。

對於Cadence為何突然宣布進入CFD,Ben Gu強調,關鍵在於CFD是一個非常需要計算的應用領域。CFD工程師往往要在做整輛汽車或飛機的模擬時,先建立上億個網格,然後進行幾天、甚至幾個星期的模擬,來優化空氣動力性能、風阻、風噪等,這些工作都需要大量的電腦運算,而這剛好就是Cadence的強項。

其次,CFD可以應用的領域很多,包括汽車、航空及醫學,還有很多藥物公司採用CFD來模擬病毒的傳播,在疫情持續肆虐下,CFD的技術將會被更廣泛地應用。據估計,CFD模擬的市場潛力可觀,達16億美元,遠大於任何一個EDA的細分市場。因此Cadence願意進一步投資,並大力發展CFD解決方案。