Cadence致力构建更完整、智能化的多物理系统分析产品阵容

  电子设计自动化（EDA）工具供应商益华计算机（Cadence Design System）年度用户大会Cadence Live在8月底于竹北盛大举行，Cadence台湾区总经理宋栢安在开场致词中表示，从生命科学、无人驾驶、机器人、5G/6G高速无线通信与卫星通信、高性能运算到量子计算机，以往只在科幻小说中出现、曾经我们以为不可能的事物，如今已经在真实的生活成为可能，甚至已经迈入商业化量产；这一切都是由日新月异的半导体科技所促成，EDA工具则是其中关键。因此，EDA中的“E”如今还具备“Essential”的意义，扮演实现各种复杂设计不可或缺的助力。

  Cadence资深副总裁暨数字与签核业务群总经理滕晋庆（Chin-Chi Teng）进一步指出，该公司以三个同心圆来看待全世界，核心是芯片、中间是系统，最外圈则是数据；该公司过去35年来创建的优势，就是能横跨这三个同心圆的运算软件（Computational Software）── 即EDA工具。他解释，运算软件就是计算机科学（computer science）加上数学，将之用在芯片设计，就是EDA与IP，在系统圈则是支持市场需求慢慢的变大的系统模块设计与模拟分析，“如果把运算软件用在数据上，就是人工智能。”

  Cadence多物理系统分析业务群研发副总裁顾鑫（Ben Gu）则表示，在2018、19年，公司制定了“智能系统模块设计”（Intelligent System Design）的大策略方向，积极从一家传统的EDA公司，转型为技术阵容更广泛、能为客户创造更大价值的系统模块设计自动化（SDA）解决方案供应商。着眼于3D IC、5G/6G高速通信、新一代智能化/电气化车辆，以及从数据中心到小型系统的节能设计等应用，对散热管理、降低电磁干扰效应等方面多物理模拟分析的需求慢慢的升高，通过自主研发创新与一系列的战略性收购，经过三、四年努力，Cadence目前已拥有非常具竞争力的多物理模拟工具产品组合。

  从2019年发布的Clarity 3D求解器、Celsius热求解器两款产品开始，Cadence在2021与2022年进行了一系列对拥有独特、创新技术公司的收购，做了非常多的集成，如今在智能系统模块设计的三个同心圆都有非常完整的产品线。在芯片方面有Voltus、EMX与Sigrity，在系统有Clarity、Celsius、Fidelity与Future Facilities，在人工智能则有去年新推出的Optimality平台。

  顾鑫指出，Cadence在多物理分析产品中最早推出的Clarity，是第一款真正意义上的系统级分析产品，具备黄金标准模拟精度、大规模平行化矩阵运算、革命性的网格（meshing）技术、以及与设计平台高度集成的优势，迄今已协助包含前20大半导体企业在内的超过500位客户，为他们克服了3D IC等复杂设计带来的挑战。四年来，Clarity持续改善核心算法，包括添加加了支持分层（layered）结构的LMesh与任意（arbitrary）结构的XMesh，也与Cadence的云计算与AI技术有所结合。

  Celsius则被视为唯一专门为IC工程师打造的热求解器方案，将固体结构的有限元素分析（FEA）与运算流体力学（CFD）两种分析能力结合为单一工具，实现了高性能与高容量，让设计者能在设计流程中尽早分析热问题，迄今获得了200家以上的客户采用。而Cadence在去年10月完成收购了来自英国的Future Facilities，将该团队的电、热模拟数字孪生物科技术，能与Celsius搭配，提高小至芯片、大至数据中心与建筑物的电源与散热效率。

  在Sigrity信号/电源完整性（SI/PI）模拟工具方面，Cadence除了将持续改善核心算法提升效率与精度，也将让该工具与设计流程有更好的结合，强化其In-Design Analysis（IDA）方面的性能。2021年发布的Sigrity新版本Sigrity X，能与Clarity搭配并与Allegro有更紧密结合，让印刷电路板（PCB）与IC封装工程师可整合端对端、多结构、多板系统（从发送端到接收端，或供电端和受电端）设计，提高SI/PI签核效率。

  在CFD模拟方面，顾鑫重申Cadence进入此领域的心路历程，除了看好其估计达16亿美元规模、远超过任何一个EDA细分市场的庞大市场潜力，也对于CFD结合Cadence运算软件技术，能进军包括数据中心、飞机、车辆甚至医院建筑等各种有趣设计领域的前景信心十足。通过收购整合， Cadence在2022年推出Fidelity CFD软件平台，并与一级方程式（F1）赛车迈凯伦车队（McLaren Racing）成为合作紧密的技术伙伴，车队利用Fidelity改善车辆的动力系统模块设计，也让成绩有所提升。Cadence近期也与Nvidia宣布了合作成果，利用Fidelity CFD让后者最新的A100 GPU实现9倍的性能提升，以及17倍的系统功耗降低。

  最后不可不提的是Optimality。顾鑫表示，模拟工具的终极目标是在加快模拟速度、获得优化模拟结果之余，也让整体设计性能有所提升；Optimality以AI实现了人力不可能做到的模拟次数，达到10倍的生产力提升，最重要的是让工程师能免除重复性的工作，将更多精力投入到设计领域的探索，最终实现更好的整体设计性能表现。

  去年4月问世的Optimality与Clarity、Sigrity已经有紧密的结合，为客户实现许多成功的设计，接下来将继续集成Celsius、Fidelity CFD等工具，带来更多价值。顾鑫表示，接下来Optimality也将与Allegro有更进一步的结合，让模拟的结果能回到设计工具以改善工作效率；而也有客户希望Optimality引擎除了针对单一设计从头进行模型训练，也能借由累计以往案例的数据来提升智能，这方面Cadence将与客户有更多相关合作，逐步提升Optimality的性能。