新思科技EDA技術(shù)賦能萬物智能時(shí)代創(chuàng)新

近日，新思科技聯(lián)合創(chuàng)始人兼執(zhí)行主席Aart de Geus和新思科技首席執(zhí)行官兼總裁Sassine Ghazi接受全球知名科技播客《Acquired》欄目邀請，共同分享了當(dāng)前全球EDA（電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化）領(lǐng)域的前沿技術(shù)進(jìn)展，以及EDA如何加速人工智能（AI）、智能汽車等核心科技產(chǎn)業(yè)變革，賦能萬物智能時(shí)代加速到來。

規(guī)模復(fù)雜性我們在芯片上做的是加法，系統(tǒng)復(fù)雜性則是乘法，只有從系統(tǒng)層面去解決芯片設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，才能實(shí)現(xiàn)指數(shù)級(jí)的芯片性能提升。過去，我們提升了大約1000萬倍的生產(chǎn)力。未來，我們還將再提升10倍、100倍乃至1000倍。

Aartde Geus

創(chuàng)始人兼執(zhí)行主席

新思科技

創(chuàng)新是新思科技的DNA！我們需要一直走在合作伙伴需求之前，一旦他們有了新的需求，我們的技術(shù)已經(jīng)準(zhǔn)備好，才能更好地賦能系統(tǒng)級(jí)公司和生態(tài)圈加速創(chuàng)芯。立于萬物智能時(shí)代的核心，我們將繼續(xù)保持全力創(chuàng)新的速度。

Sassine Ghazi

首席執(zhí)行官兼總裁

新思科技

打造“從芯片到系統(tǒng)設(shè)計(jì)”解決方案的全球領(lǐng)導(dǎo)者

自1986年成立以來，新思科技一直走在全球科技的最前沿，尤其是在集成電路芯片的邏輯綜合（Synthesis）和布局布線方面的創(chuàng)新讓電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化真正成為可能。隨著芯片的復(fù)雜性指數(shù)級(jí)增長，芯片設(shè)計(jì)光靠人力已經(jīng)難以完成，人們亟需更先進(jìn)的EDA工具，可以說，EDA的發(fā)展使全新類型的芯片成為可能。EDA領(lǐng)域是萬物智能時(shí)代和所有科技創(chuàng)新背后最重要也最基礎(chǔ)的設(shè)施，是人類進(jìn)入數(shù)字時(shí)代的基石。作為從芯片到系統(tǒng)設(shè)計(jì)解決方案的領(lǐng)導(dǎo)者，新思科技目前市值突破了900億美元，幾乎是所有芯片公司和AI、智能汽車、5G等各個(gè)領(lǐng)域的客戶或合作伙伴。

當(dāng)前，隨著AI的發(fā)展，EDA和AI開啟了“雙向加速”的良性循環(huán)。AI技術(shù)的快速發(fā)展提升了EDA工具的效率，從而進(jìn)一步加速了AI、智能汽車、智能機(jī)器人等核心產(chǎn)業(yè)發(fā)展，而這些領(lǐng)域的發(fā)展也為EDA的演進(jìn)提供了更為豐富的下游應(yīng)用場景。這個(gè)雙向循環(huán)還在進(jìn)一步加速，驅(qū)動(dòng)著萬物智能時(shí)代的到來。

新思科技很早就開始探索將AI與EDA相融合，并率先推出業(yè)界首個(gè)囊括芯片設(shè)計(jì)、驗(yàn)證、測試、制造的全棧式AI驅(qū)動(dòng)型EDA解決方案Synopsys.ai，覆蓋整個(gè)技術(shù)棧的業(yè)界首個(gè)生成式AI工具Synopsys.ai Copilot，以及用于3D設(shè)計(jì)空間優(yōu)化和架構(gòu)探索的3DSO.ai，持續(xù)引領(lǐng)著AI+EDA的全新設(shè)計(jì)趨勢。

Aart表示，本質(zhì)上我們是一家不斷超越自身歷史、不斷創(chuàng)新的公司。AI的運(yùn)行建立在海量自由參數(shù)之上，而芯片設(shè)計(jì)的規(guī)則，尤其是物理設(shè)計(jì)規(guī)則，不容出錯(cuò)，哪怕只違反了其中一條也會(huì)導(dǎo)致良率直線下降。但是，我們卻實(shí)實(shí)在在將這兩者完美地結(jié)合在了一起。新思科技AI驅(qū)動(dòng)型EDA解決方案得到了合作伙伴廣泛采用，極大地提升了他們的芯片設(shè)計(jì)生產(chǎn)效率。對我們而言，合作伙伴信任的是彌足珍貴的，所以我們極強(qiáng)調(diào)模擬仿真的重要性。眾所周知，有缺陷產(chǎn)品被制造出來將會(huì)付出高昂的代價(jià)。

Sassine進(jìn)一步指出，很多人理解的AI是生成式人工智能，基于自然語言去生成結(jié)果，這只需要90%準(zhǔn)確度，而不是100%。但對于新思科技而言，AI賦能的EDA工具有一個(gè)更為嚴(yán)苛的條件——功能要絕對正確。在 EDA世界中，開發(fā)者面對的是在一個(gè)指甲大小的芯片上塞滿數(shù)十億個(gè)晶體管，這是一個(gè)高度復(fù)雜的優(yōu)化問題：每一個(gè)晶體管要如何放置？該如何布局布線？怎樣實(shí)現(xiàn)預(yù)期性能和功耗……尤其是新技術(shù)的快速發(fā)展和新需求的持續(xù)涌現(xiàn)，讓芯片設(shè)計(jì)的復(fù)雜度呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)增長。

因此，新思科技一直致力于優(yōu)化EDA技術(shù)，來幫助開發(fā)者提高生產(chǎn)力。自2017年起，新思科技就率先嘗試并持續(xù)引領(lǐng)著AI+EDA領(lǐng)域的發(fā)展，推出AI驅(qū)動(dòng)型EDA解決方案并已被數(shù)十家合作伙伴在實(shí)際投產(chǎn)中使用，Synopsys.ai已實(shí)現(xiàn)數(shù)百次流片，為合作伙伴帶來了超乎預(yù)期的成果：性能、功耗和面積（PPA）提升了10%以上；周轉(zhuǎn)時(shí)間縮短了10倍；驗(yàn)證覆蓋率提高了兩位數(shù)；與不采用AI優(yōu)化的狀況相比，它在相同覆蓋率下把測試速度提高了4倍，模擬電路優(yōu)化速度同樣提高了4倍。

多年來，新思科技持續(xù)投入于AI、數(shù)字孿生等前沿技術(shù)的研發(fā)，并與生態(tài)合作伙伴共同創(chuàng)新產(chǎn)品并持續(xù)在產(chǎn)品中融入這些長期積累的經(jīng)驗(yàn)，從而進(jìn)一步加速新技術(shù)、新產(chǎn)品的研發(fā)。Sassine指出，EDA工具的演進(jìn)是一個(gè)巨大的知識(shí)累計(jì)學(xué)習(xí)過程，不是一次性的模型訓(xùn)練。新思科技作為全球從芯片到系統(tǒng)設(shè)計(jì)解決方案的全球領(lǐng)導(dǎo)者，將賦能全世界的技術(shù)創(chuàng)新者，助力萬物智能未來加速實(shí)現(xiàn)。

賦能全球系統(tǒng)級(jí)公司加速創(chuàng)芯

AI的快速發(fā)展，讓英偉達(dá)成為了世界上最重要的科技公司之一。新思科技作為其重要合作伙伴，扮演了不可或缺的角色。在2024SNUG（新思科技全球用戶大會(huì)）中，英偉達(dá)CEO黃仁勛表示，新思科技對于NVIDIA的成功至關(guān)重要。如果沒有新思科技的工具和產(chǎn)品，我們無法實(shí)現(xiàn)現(xiàn)在的一切。

Sassine表示，為了幫助合作伙伴打造下一代更大更創(chuàng)新的產(chǎn)品，新思科技的創(chuàng)新步伐一直在加速。更重要的是，我們不是跟隨合作伙伴的腳步，而是要領(lǐng)先于他們的需求——當(dāng)他們的產(chǎn)品計(jì)劃準(zhǔn)備好時(shí)，我們已經(jīng)率先準(zhǔn)備好了。如果新思科技的軟件、技術(shù)支持、生態(tài)系統(tǒng)不能一直保持領(lǐng)先，這一切將不會(huì)發(fā)生。

Aart 表示，我們很幸運(yùn)能成為這股科技浪潮中至關(guān)重要的一部分。摩爾定律不斷演進(jìn)，新思科技引領(lǐng)的前沿科技也在不斷突破極限，通過開創(chuàng)性的技術(shù)繼續(xù)推動(dòng)芯片的迭代升級(jí)。Aart做了個(gè)形象的比喻：摩爾定律的演進(jìn)就像環(huán)法自行車賽中的瘋狂對手，我們需要不斷加速，才能保持領(lǐng)先。幸運(yùn)的是，我們的生態(tài)合作覆蓋了全球最領(lǐng)先的科技公司，共同組成了一個(gè)持續(xù)加速的自行車隊(duì)，在過去提升了大約1000萬倍的生產(chǎn)力。未來，我們需要再提升10倍、100倍乃至1000倍。

摩爾定律的每一步進(jìn)展，都依賴于包括新思科技在內(nèi)的領(lǐng)先科技公司和所有開發(fā)者的智慧和創(chuàng)新。新思科技是創(chuàng)新的推動(dòng)力，而不是結(jié)果。長期以來，新思科技與芯片設(shè)計(jì)合作伙伴及晶圓代工廠的長期深度合作，三者協(xié)同發(fā)展構(gòu)建了現(xiàn)代科技進(jìn)步的基石。值得一提的是，新思科技也是TCAD（技術(shù)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）領(lǐng)域的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者，引領(lǐng)著DTC（設(shè)計(jì)技術(shù)協(xié)同優(yōu)化）技術(shù)的發(fā)展，使其能夠在設(shè)計(jì)與制造之間架起橋梁。Aart做了個(gè)比喻，芯片設(shè)計(jì)就像搭樂高積木，芯片制造就像建造城堡，EDA要做的就是確保設(shè)計(jì)和制造能保持一致，工程順利完成。

Sassine解釋道，過去這三者的合作模式是“賦能（Enablement）”模式，芯片設(shè)計(jì)公司在我們的EDA平臺(tái)上創(chuàng)新產(chǎn)品，然后拿去代工廠流片實(shí)現(xiàn)，我們是代工廠和客戶之間的橋梁。如今，整個(gè)行業(yè)產(chǎn)生了重大的轉(zhuǎn)變，我們必須和芯片設(shè)計(jì)公司、晶圓代工廠等合作伙伴共同創(chuàng)新技術(shù)和產(chǎn)品，我們需要更深入地了解客戶的芯片規(guī)劃、了解代工廠的工藝流程，后者才能受益于我們的優(yōu)化技術(shù)，從而加快產(chǎn)品創(chuàng)新速度。在過去的5至7年里，如果沒有新思科技所在EDA行業(yè)的貢獻(xiàn)，前沿芯片設(shè)計(jì)和制造是不可能實(shí)現(xiàn)的。比如在先進(jìn)封裝中，熱學(xué)問題和機(jī)械結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性成為了新的挑戰(zhàn)。芯片在實(shí)際運(yùn)行中，會(huì)因熱量產(chǎn)生翹曲或裂紋，這些物理效應(yīng)需要在設(shè)計(jì)和工藝技術(shù)開發(fā)階段就提前考慮。

隨著芯片規(guī)模和復(fù)雜性不斷增加，EDA行業(yè)已經(jīng)在探索埃米級(jí)別的工藝，持續(xù)挑戰(zhàn)物理學(xué)、熱力學(xué)的極限。芯片設(shè)計(jì)將不再局限于單一維度的提升，而是需要綜合考量熱力學(xué)、機(jī)械結(jié)構(gòu)以及多芯片架構(gòu)等多方面因素。Aart表示，EDA工具需要加速迭代，在物理、設(shè)計(jì)和架構(gòu)各方面進(jìn)行規(guī)劃，以應(yīng)對未來更加復(fù)雜的挑戰(zhàn)，也就是新思科技提出的SysMoore理念。SysMoore時(shí)代將系統(tǒng)復(fù)雜性提升到一個(gè)新的高度，未來20年內(nèi)，系統(tǒng)復(fù)雜性的提升將呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)增長。這種復(fù)雜性不僅體現(xiàn)在硬件設(shè)計(jì)上，也體現(xiàn)在軟件優(yōu)化和AI算法的應(yīng)用中。從根本上說，規(guī)模復(fù)雜性我們在芯片上做的是加法，系統(tǒng)復(fù)雜性則是乘法，我們從系統(tǒng)層面去解決芯片設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，才能實(shí)現(xiàn)指數(shù)級(jí)的芯片性能提升。

當(dāng)談到如何實(shí)現(xiàn)芯片性能的飛躍時(shí)，Aart給出了兩條主要路徑：首先是為特定工作負(fù)載開發(fā)專用硬件，而非通用處理器。這一趨勢已經(jīng)在GPU的發(fā)展中得到驗(yàn)證，如今的工作負(fù)載決定了所需的硬件架構(gòu)。其次是通過多芯片結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)更高的計(jì)算能力。這種方式不僅能提高性能，還能通過緊密結(jié)合的芯片結(jié)構(gòu)，極大地改善連接性和帶寬。

必須強(qiáng)調(diào)的是，在新技術(shù)的推動(dòng)下，芯片設(shè)計(jì)不僅是一個(gè)技術(shù)問題，更是一個(gè)經(jīng)濟(jì)決策。Sassine強(qiáng)調(diào)，不同的終端市場有著不同的需求，設(shè)計(jì)決策需要綜合考慮成本和性能。例如，雖然在邊緣設(shè)備上運(yùn)行AI會(huì)非常快非?？犰?，但對應(yīng)的高昂成本也是芯片公司必須考慮的。因此，相比于六七年前，半導(dǎo)體行業(yè)按照摩爾定律的步伐來開發(fā)通用產(chǎn)品，如今，我們需要面向智能汽車、移動(dòng)和數(shù)據(jù)中心客等不同行業(yè)的客戶提供定制化的服務(wù)和支持。

以創(chuàng)新為DNA，推動(dòng)萬物智能時(shí)代加速到來

Sassine指出，AI技術(shù)正在加速顛覆各行各業(yè)，每個(gè)行業(yè)都需要從芯片到系統(tǒng)再到應(yīng)用層面的全方位智能化轉(zhuǎn)型，推動(dòng)萬物智能時(shí)代到來。作為這一切的最底層動(dòng)力，芯片不是孤立的存在，而是與每個(gè)市場應(yīng)用緊密相關(guān)。

Sassine提到，15年前，新思科技的營收幾乎都來自半導(dǎo)體公司，而如今，約45%的營收來自系統(tǒng)公司。這些公司賣的不是芯片，而是產(chǎn)品。值得一提的是，我們的營收從15億美元增長到了近60億美元，因此來自系統(tǒng)公司的營收基數(shù)變得更大。如今，即使是親自設(shè)計(jì)芯片的企業(yè)，也繞不開新思科技的技術(shù)。例如，對于汽車OEM而言，隨著電氣化和自動(dòng)駕駛的發(fā)展，電子產(chǎn)品在汽車中的角色越來越重要，他們需要對電子產(chǎn)品進(jìn)行架構(gòu)設(shè)計(jì)，而新思科技的技術(shù)能幫助他們對整個(gè)電子系統(tǒng)孔進(jìn)行虛擬仿真，這也給我們帶來了廣闊的發(fā)展機(jī)遇。

想象一下五年以后，世界的互聯(lián)和智能程度持續(xù)提升，芯片的應(yīng)用場景更加普及，那么，物理測試的成本太高、時(shí)間太長，而且不切實(shí)際，新思科技的電子數(shù)字孿生技術(shù)能夠幫助合作伙伴創(chuàng)建物理實(shí)體的虛擬復(fù)制品，在虛擬環(huán)境中開發(fā)、測試并驗(yàn)證汽車軟件和電子產(chǎn)品。與此同時(shí)，AI還能進(jìn)一步加速虛擬仿真技術(shù)。以智能汽車為例，我們將前沿電子數(shù)字孿生解決方案與英偉達(dá)Omniverse平臺(tái)整合，從而為智能汽車的開發(fā)團(tuán)隊(duì)提供一個(gè)涵蓋車輛電子系統(tǒng)及其運(yùn)行環(huán)境的全面數(shù)字孿生模型，這使得開發(fā)者能夠在生產(chǎn)之前對嵌入式軟件、安全性能和自主性能進(jìn)行全面測試和驗(yàn)證，從而降低成本，縮短產(chǎn)品上市周期，并增強(qiáng)以軟件為中心、日益趨向自動(dòng)化的汽車安全性。

很多人想到新思科技的第一印象是全球領(lǐng)先的技術(shù)，Aart強(qiáng)調(diào)，這一切的核心是人！新思科技最具價(jià)值的核心在于我們的員工，長期積累的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，以及我們對于創(chuàng)新的激情和不懈追求。從第一天起，新思科技始終保持著創(chuàng)新的激情，歷經(jīng)三十多年，我們依然在竭盡所能地創(chuàng)新一切可能的技術(shù)。

Aart進(jìn)一步解釋了技術(shù)推動(dòng)與市場需求之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系。技術(shù)的進(jìn)步依然在繼續(xù)，但終端市場的需求也在拉動(dòng)，二者的結(jié)合加速了行業(yè)的發(fā)展。大數(shù)據(jù)的涌現(xiàn)使得數(shù)據(jù)處理和業(yè)務(wù)模式轉(zhuǎn)變變得至關(guān)重要。

Sassine回顧了15年前，電子工程和計(jì)算機(jī)工程領(lǐng)域并沒有這么吸引人，彼時(shí)新思科技就開始提出各種倡議，激發(fā)了下一代人才加入電子工程和計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，為整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)引入新力量。如今，萬物智能時(shí)代正在加速到來，越來越多公司認(rèn)識(shí)到芯片在軟件和應(yīng)用中的重要性，紛紛嘗試開發(fā)和設(shè)計(jì)自己的芯片。

Sassine總結(jié)道，創(chuàng)新是新思科技的DNA！我們幾乎一直在挑戰(zhàn)不可能并實(shí)現(xiàn)不可能。這是一個(gè)非常特殊的行業(yè)，是萬物智能時(shí)代創(chuàng)新的關(guān)鍵，我們有幸成為時(shí)代轉(zhuǎn)折的核心，將繼續(xù)保持全力創(chuàng)新的速度。