破圈前行，EDA巨头大举进攻新蓝海
上述标签中，Cadence 最广为人知的当属 EDA 工具提供商的身份。EDA 三巨头，共同占据了全球过半市场份额。有人说，EDA 技术门槛很高，是个易守难攻的好生意，因为它作为电子产业最上游、最高端的产业，驱动着芯片设计、制造、终端应用。以仅为百亿美元规模的 EDA 市场，支撑起了全球千亿美元级别的半导体市场，以及万亿级别的电子产业。
日前，Cadence 公司副总裁兼系统仿真事业部总经理 Ben Gu 在接受与非网采访时表示，尽管 EDA 市场每年增幅约 10%-12%，仍是一个非常稳健的领域。但是在 Cadence 看来，还有更大的发展空间值得去探寻。
进军系统分析新蓝海
进军系统分析新蓝海
随着新一代电子产品和系统的发展，更复杂的多物理场工程解决方案成为业界寻求突破的方向，包括 IP、半导体元件、IC 封装、模块、电路板、复杂机械结构等，需要系统分析能力和集成化设计的结合，来解决内外流场、声学、传热、以及流体-结构的相互作用和优化等关键挑战。也正是这一趋势，推动了 Cadence 的破圈发展之旅。
今年 1 月，Cadence 宣布了一起“反常”收购，通过收购计算流体力学（CFD）公司 NUMECA，拓展了多物理场仿真产品在航空航天、汽车、工业和海洋行业的应用，进一步在高保真建模领域满足市场对精确度、可靠性及可预测性的需求。
这起收购对 Cadence 而言可谓意义重大，相当于向业界、向华尔街宣告，在系统分析领域开疆拓土的第一个里程碑。
该如何看待 Cadence 的最新布局以及就此展开的收购动作？
Ben Gu 表示，其一，随着电子设计的高速发展，很多半导体公司也逐渐向系统厂商发展，许多 EDA 技术都被用于系统仿真。因此，系统分析——这个与 EDA 天然接近但又有着更大潜力的市场成为了下一步发展的关键。其二，仅以 NUMECA 主要面向的计算流体力学领域而言，潜在市场规模约 16 亿美元，远超出大部分 EDA 细分市场的规模，未来的发展空间很大。
Cadence 方面表态，双方对于共同拓展智能系统设计战略的前景感到很兴奋。
已为新方向做足准备
已为新方向做足准备
根据 Cadence 过去几个季度的财报来看，2020 年，来自于系统分析的增长远远超过 EDA，增幅超过 30%。
除了营收和团队规模上的增长，产品方面最大的增长点，主要来自于 Clarity 和 Sigrity。据 Ben Gu 介绍，Sigrity 是一款有着 20 多年历史的 Golden solution，可以追溯到 2012 年 Cadence 对 Sigrity 的收购——这是一家成立于 1997 年的专注于信号与电源完整性分析的公司。该公司融入 Cadence 的生态系统后，在过去两三年增速强劲，Sigrity 技术也成为了 Cadence 在系统分析领域的重要根基。
另一款增长强劲的多物理场仿真产品 Clarity，于 2019 年推出，目前已收获了接近 100 家客户。它主要基于 Sigrity 发展多年的 3D-EM 引擎，经过大幅度革新，成为 Clarity 3D Solver。
此外，在 3D IC、半导体先进封装等前沿技术领域，仿真变得越来越关键。
来自于 Cadence 晶圆制造合作伙伴的反馈：
“这些技术趋势都需要更先进的仿真工具来提供非常精确的结果”， Ben Gu 表示。
如何应对大规模、高速设计
背后的系统级仿真挑战？
如何应对大规模、高速设计
背后的系统级仿真挑战？
面向下一代高速设计的挑战，来自于 5G、汽车、超大规模计算，以及航空和国防领域尖端领域，系统级仿真的规模和扩展性成为主要挑战。如何提升仿真速度、缩短复杂系统分析时间、支持不同分析工作流程间的无缝过渡等，都成为了下一代系统所面临的仿真挑战。
Sigrity X 将系统分析性能提升 10 倍且无损精准度
Cadence 近日推出最新一代 Sigrity X 信号和电源完整性（SI/PI）解决方案，能够将系统分析加快 10 倍。按照 Ben Gu 的说法，Sigrity X 是 Sigrity 系列近十年来取得的最大突破，其意义远不止重新设计的引擎架构和颠覆性的用户界面，它将推进客户“对生产力的理解和 SI/PI 设计理念的全方位转变”。
Sigrity X 搭载了全新的用于系统级分析的强大仿真引擎，并创新地采用了大规模分布式架构（Massive distributed architecture），取代了此前的一体化架构（Monolithic architecture）。相比 Sigrity 2019，Sigrity X 将仿真速度和设计容量提升了 10 倍。
分布式仿真可实现云端大规模复杂分析
Ben Gu 强调了 Sigrity X 的“分布式”理念：Cadence 对设计数据库进行了大规模的并行化处理，也就是说，可以将一个规模庞大的设计项目分割成很多小的部分，然后让多个计算机对分割出来的子项目进行协同仿真，这样既能够提升性能和容量，又确保仿真精度没有任何损失。
特别是对于大型的系统厂商来说，许多工作不仅是性能上的改进，甚至是从“0”到“1”的阶跃：因为 PCB 板或封装非常大，以往无法用仿真工具去做整个 PCB 或封装的抽取，因为系统的内存容量不足以支持。通过 Sigrity X 的分布式运算新架构和代码优化，可以将整个设计分成很多小的部分，原本一个需要 1.6T 内存才能完成的仿真，现在用 4 个 128G 的机器就可以实现。
分布式计算是计算机技术领域比较常用的技术，已经用于很多领域。Cadence 则将其引入信号完整性 SI&PI 分析、电源完整性分析方面，实现了业界首创。
Ben Gu 指出，“事实上，大约从 2012 年开始，Cadence 所有工具都向分布式架构迈进，最有代表性的就是电源完整性仿真工具 Voltus，那是业界第一款基于大规模分布式运算架构的 EDA 工具。”
高速系统设计越来越复杂，导致传统仿真技术在内存、运行时间等方面遇到挑战，许多客户都希望能有一款既能分析 PCB 和封装，又不损耗精度的仿真工具。
“而随着云计算和IT技术的不断发展，存储价格反超 CPU，这也为大规模分布式运算的部署提供了思路，即使用更多规模更小、价格更便宜的 CPU，而不是使用更昂贵的存储产品来解决问题。”Ben Gu说。
下一步，Sigrity X 将会搬上云端，这样，用户就无需在客户端安装任何软件，只需在 PC 或 iPad 上登录相关网页即可完成所有仿真内容，还可同时实现多部门之间的远程协作。据 Ben Gu 透露，一些系统厂商目前已表现出了强烈的兴趣，并提交了试用申请，这可能会引领计算软件上云的潮流。
平台工具实现紧密集成
最新 Sigrity X 可以与 Clarity 3D Solver 场求解器同步运行，并与 Cadence Allegro PCB Designer 设计工具和 Allegro Package Designer Plus 封装设计工具紧密集成。
这一全新特性可以帮助 PCB 和 IC 封装设计师将端到端、多重结构和多母版系统（发射机到接收器或电源到功率耗散器）结合，确保 SI/PI 成功签核。通过将系统仿真与设计环境无缝结合，保证设计工程师工作环境的一体化，提升工作效率。
系统创新的方向和底气
系统创新的方向和底气
Ben Gu 表示，“系统分析方面，包括仿真、分析、设计平台、PLM、Design Database等，都是我们想涉足的领域。而更大的构想，还包括帮助用户利用 AI、ML，对数据进行分析、进一步提高生产力等，这将会在未来几年内逐步布局。”
在 Cadence 的多物理场系统分析产品的战略路线图中，目前已包括几大关键领域：电仿真方面有 Voltus、ESD 两款产品；电磁仿真方面包括 Clarity、Sigrity X；热仿真方面有 Celsius；CFD 流体动力方面主要是 Numeca 产品。
下一步，Cadence 还将通过收购与产品研发整合进入更多物理场仿真领域。
此外，EDA 领域的客户基础也能提供一定支持。越来越多的半导体客户进行系统设计，越来越多的系统厂商开始芯片设计，合作的交织点将在产业分工的交融中逐渐增多。
向系统分析这一新领域进军，Cadence 显得底气十足。
