助力产业转型，Cadence Fidelity CFD 亮相透平机械盛会

11 月 16 日至 18 日，由国家工信部、安徽省人民政府主办的 2022 世界集成电路大会（WCIC2022）在合肥隆重召开。在 17 日举行的 2022（第十七届）“中国芯”集成电路产业促进大会高峰论坛上，Cadence（楷登电子）副总裁、中国区总经理汪晓煜发表了题为《数智赋能，共创未来》的主旨演讲。 Cadence 副总裁、中国区总经理汪晓煜数智时代的汽车电子进化汪晓煜首先指出，随着千行百业以空前深度推进数字化、智能化转型，必然产生海量的数据，而挖掘大数据资源的过程，从存储、分析、计算、训练、学习，都需要半导体芯片提供支撑，“这些驱动力叠加在一起，形成了强大的推力，在推动整个半导体产业向前发展”。根据 IBS 预测，2027 年全球半导体产值有望较 2021 年增长一倍，增量空间巨大。在汪晓煜看来，三大新兴应用领域将成为半导体产业维持高速增长的驱动力。在 AR/VR 领域，“从去年开始已经慢慢看到了整个产业开始加速发展的迹象”，汪晓煜展望，如果电子光学、网络通讯、人机交互技术有进一步突破，方案日益成熟，AR/VR 甚至可以成为与 PC 和手机同等市场体量的产品形态，有望在未来 5-10 年持续推动半导体市场。在 5G 领域，尽管当前智能手机市场遭遇短暂逆风，但 5G 加速渗透的趋势依然明朗，5G 手机的半导体芯片价值量较 4G 有大幅提高，随着 5G 手机销量增长，应用场景突破，同样将有力推动半导体市场增长。而在汽车领域，据预测，全球电动汽车产量将从今年的 850 万台，增长至 2030 年的 4,100 万台，而在汽车智能化，网联化，电动化潮流推动下，半导体器件占单车价值量大幅提升，车用半导体市场规模也有望从今年的 491 亿美元，增长至 2030 年的 1,523 亿美元。不过在供给端，车用半导体供应链瓶颈仍未完全缓解，这一方面表现为车规半导体器件的短缺，另一方面，高阶辅助驾驶、智能座舱等所需的定制化 SoC 芯片仍有空白尚待填补，这样的供需格局下，汽车半导体产业可以观察到三个关键趋势：越来越多整车企业与 Tier-1 供应商开始涉足 SoC 设计；传统半导体厂商纷纷加大汽车市场布局；初创企业正涌入自动驾驶平台、传感器赛道。不过汽车电子对于新进入者存在明显的技术壁垒，汽车电子是一个复杂的系统工程（System of Systems），以汽车智能化为例，就需要集成 ADAS、ECU、车载以太网、信息娱乐等不同子系统。汪晓煜提出，当前汽车电子业已形成四个边界清晰、定义明确的焦点技术领域，分别是自动驾驶、信息娱乐、功能安全、系统设计，对汽车半导体也带来不同的影响。在自动驾驶技术域，光学、微波、激光等多模态传感器数据融合、处理和实时决策对高性能计算（HPC）产品制程、架构升级的需求与日俱增；在信息娱乐技术域，不仅包括了需要承载驾驶辅助和娱乐交互的车内“大屏”，还需要考虑 5G 乃至未来 V2X 车路协同所需的车辆与外部连接性；在功能安全技术域，为满足 ISO26262 对车用电子产品全生命周期的可靠性要求，需要在器件设计阶段就匹配完善的设计工具、workflow 和 IP 解决方案；在系统设计技术域，亟需可以满足从芯片到电路板、组件、总成乃至整车的多集成级别、多物理场仿真和联合设计平台。在汽车电子领域技术不断发展的同时，整车电子架构也正在发生从领域为中心向区域为中心的“范式”转变，演讲中，汪晓煜分享了可伸缩区域架构（Scalable Zonal Architecture）的概念。在这一架构中，传统基于功能的子系统实现连接的解耦，不同子系统的传感器、执行器“就近”连接多功能区域控制器，可以实现极低的数据传输延时，不同区域节点之间再通过车辆以太网总线和智能网 关实现功能融合与系统备份，显而易见，这样的分布式架构具有良好的可扩展性，可通过软件定义灵活实现不同功能，并大幅降低了传统范式下系统复杂化带来的布线挑战和可靠性问题。创新设计平台回应技术挑战汪晓煜指出，新能源汽车“智能移动空间”的愿景要化为现实，不可避免将面临一系列挑战。对于汽车电子而言，与消费电子最大的不同或许就是对功能安全与可靠性的极致追求，汪晓煜还提到，Cadence 基于多年技术与产业积累，已经推出了全新的 Midas 设计平台，为汽车模拟和数字芯片开发全流程提供基于 FMEDA 功能安全设计和验证的统一方案，帮助新进入这一领域的整车企业等类型厂商快速开发芯片产品。在深入洞察汽车电子技术发展趋的基础上，Cadence 业已提供了一系列针对性汽车电子解决方案。针对高阶辅助驾驶乃至自动驾驶领域 AI 加速渗透带来的高性能处理器需求，Cadence 可提供一系列 ADAS 所需的先进 SoC 处理、接口 IP 模块，均满足 ISO 26262 功能安全标准和 AEC-Q100 质量控制标准，并配套完善的 SDK 软件与开发工具链，可助力客户快速开发差异化的解决方案，有效缩短产品研发上市周期。以代表性的 Tensilica 系列 IP 为例，可满足各类 ADAS 硬件加速平台需求，其 DSP 内核 Tensilica ConnX 针对微波、Lidar 传感器数据处理的不同性能需求设计，提供性能、功耗和面积理想组合；而 DSP 内核 Tensilica Vision 与 Tensilica AI 集成，则可轻松实现光学传感器数据处理。针对信息娱乐领域智能座舱和车联网需求，Tensilica 系列 IP 同样可支持实现广泛的导航、娱乐、通信、显示、3D 仪表盘和 ADAS 功能，起到车载信息娱乐系统关键赋能者的角色，提升用户使用体验。尤其是在语音应用上，Tensilica HiFi IP 功耗优势明显，拥有包括杜比在内极为广泛的音频应用合作伙伴生态，可支持超过 200 种编解码制式和软件增强包，业已成为该应用领域的“金标准”，已被全球车企广泛采用，出货量达数十亿颗。针对功能安全领域覆盖产品全生命周期的可靠性要求，Cadence 的 Midas 功能安全平台融入以失效模式影响与诊断分析（FMEDA）驱动的设计验证实现流程，确保车规产品开发中能达到每个安全性目标的诊断覆盖率，从而有效度量数字、模拟半导体器件设计是否已符合相应的安全标准，在实施中，可自动化完成功能安全标准所需的冗余、纠错等设计要求。针对系统设计中从 IP、芯片、电路板、电子电气架构、以太网络、总成、整车乃至云端的不同集成级别设计、仿真需求，可以通过 Cadence 提供的一站式设计平台得到解决。汪晓煜还强调，面向系统设计正是基于 Cadence 对半导体产业发展趋势的洞察，随着半导体制程工艺不断逼近物理极限，异构乃至异质器件的系统集成，将是延续摩尔定律乃至“超越摩尔”的希望所在。事实上，赋能端到端系统的智能系统设计（ISD），也正是这家老牌 EDA 厂商对自身所提出的全新定位，汪晓煜谈到，越来越多的半导体厂商“不只是做单纯的芯片开发，还会开发模块、模组、系统”，因此 Cadence 提出智能系统设计的战略，旨在将其芯片开发方面的 knowhow、算法结合人工智能技术，为系统设计领域带来革新。为此，Cadence 近年来还积极展开外延并购，收购了多家计算流体力学（CFD）领域优质企业，并整合成新一代的流体仿真平台 Fidelity CFD，适用于透平机械、航空航天、汽车等行业的快速高精度计算，其价值被业内一众头部客户认可。汪晓煜透露，在对于空气动力学性能极其严苛的 F1 赛场，著名车队迈凯伦今年与 Cadence 达成长期合作，Cadence 将为其提供空气动力学设计仿真完整解决方案。从器件、系统到云端，Cadence 正一如既往陪伴着半导体产业拥抱时代潮流，赋能普适智能、系统创新和卓越设计。来源：Cadence楷登