下一个爆发“风口”!AI+EDA 元器件信息管理系统引领设计的下一场革命

智算时代下国产EDA的新需求
在算力即国力的智算时代,算力芯片设计规模和复杂度大幅提升,激烈的竞争态势、严苛的投资环境等带来的叠加影响日益凸显,国产EDA面临着封装、工艺及系统设计多重且紧迫的时代考题。
当前,生成式AI的发展正加速引领智算产业快速扩张,元器件云库作为数字时代的核心要素,已成为衡量国家科技实力的重要指标。
随着AI“反哺”芯片设计,业内认为,AI与EDA更像是互相成就,共同发展。据Grand View Research数据,预计2023至2030年EDA产业复合年增长率 (CAGR) 将达到9.7%,EDA在电子设计流程的重要性不断攀升,AI的发展态势对EDA市场正造成显著影响。

图源:Grand View Research
同时,AI的出现也为EDA工具提供了从“自动化”向“智能化”跨越的可能性,将大幅推进整个EDA产业的智能化转型,为此带来革命性变化。
过去一年里,EDA三巨头加速探索AI对EDA工具的赋能。去年4月,新思科技宣布推出AI驱动型EDA解决方案Synopsys.ai;Cadence打造AI驱动EDA方案;西门子EDA也拥有多项AI技术,包括“良率提升”“建库”“数字验证”等。

图源:中国电子报整理
为此,本土EDA厂商正在思考,如何能将国产EDA工具推向先进水平,特别是在以AI驱动的智算时代下,国产EDA工具对于支撑中国智算时代的集成电路产业发展至关重要。
10月25日,由深圳市电巢科技有限公司主办,成都派兹互连电子技术有限公司协办的《群贤聚蓉 国产领航——SailWind适应未来发展趋势的元器件规范标准及应用研讨会》将在成都隆重举行,旨在对标国际标准,积极融入国产替代战,引领国内趋势,高质、高效、推进企业研发数字化转型。

“卷翻”所有人国产EDA产业弯道超车
近年来,美国针对我国半导体产业发展所发布的技术禁令,已覆盖产业链多个重要环节,其中之一即EDA软件。自此国产EDA在封锁桎梏中,踏上突围之路,开始有机会依靠市场机制,来解决“卡脖子”问题。
据统计,从2018年到2022年,中国销售额过亿元的芯片设计企业年复合增长率高于28%,但国产EDA企业仅其增长率一半左右,发展潜力巨大。

图源:合见工软
面对困局,国产厂商逐渐开始从各流程的“点工具”向全流程奋进,从细分领域逐渐实现本土自主化替代。直到近五年,国内半导体产业加速发力,国内EDA企业数量、融资事件、产品与技术发布增速明显。
中国半导体协会执行秘书长王俊杰曾指出,中国EDA行业目前正处在从春秋乱世走向战国争霸,最终迈向三国鼎立的历史转折期。
据不完全统计,目前国内EDA企业数量已多达120余家,其中华大九天、概伦电子、广立微、芯华章等企业已进入全球EDA市场第二三梯队。国产替代大背景下,EDA行业投融资规模整体走高。
主要国产EDA厂商名单如下(电巢整理):


EDA工具高效运作
器件标准模型库不可或缺的支撑
在国产EDA新势力中,成都派兹互连电子技术有限公司(简称“派兹互连”)借PADS Standard和PADS Standard Plus的源代码、本土化创新等独特优势脱颖而出。
据报道,派兹互连将于2024年下半年推出跨平台、AI增强设计、元器件管理集成等多项业内功能领先的全新一代SailWind产品。

SailWind基于原西门子EDA的PADS工具,利用AI大模型,依据IPD产品开发流程,从器件工程与建库开始,提供从器件工程到仿真设计的全面解决方案。
SailWind软件建库工具具备元器件管理功能,原理图工具具备数据转换功能,布局和布线工具具备优秀的自动布局布线功能,仿真和DFX工具具备智能审查、DFX审查和模型提取功能。

图 SailWind电子集成系统解决方案
元器件模型应用及建库工具,具体地说,SailWind具备:
(1)智能建库工具:SailWind软件智能建库工具主要包括有原理图符号库、PCB封装库、3D模型库、管理等模块。元器件模型建库支持模板化手动建库,也支持智能化、自动化建库。各模块协同工作,实现EDA模型的快速构建、管理和优化。
(2)支持CIS功能:SailWind支持组件信息系统集成,允许用户访问本地或云端的元器件库,并能够根据参数快速检索元器件,直接拖拽到设计中,从而加速原理图设计。
(3)自动预布局:提供模块化预布局分析,提高布局评估效率;可将PCB上的所有元器件按照电路关系定义为不同模块,实现整个模块的集体移动、 旋转等布局操作;支持自动布局。
(4)自动布线功能:采用形状化与规则驱动的布局布线设计,结合先进的OLE自动化功能,自动布线策略模拟手动步骤,确保实现100%高布通率。
(5)机电一体化协同设计:SailWind支持电子与机械团队之间的实时协作,减少设计与装配风险,加快设计流程,避免多次迭代。
(6)仿真集成:提供数字孪生技术,集成多种仿真工具,包括功能仿真、信号完整性、电源完整性、电热协同仿真等,确保设计的准确性和合规性。
(7)数据迁移与转换器:SailWind的智能转换器支持多种电子数据格式的导入导出,简化数据迁移过程,包括库数据、原理图数据和Layout数据。
(8)AI模型集成:结合自训练的AI模型,SailWind提供智能化的建库、布局、布线和DFM检查功能,进一步提升自动化水平。

首推派玆元器件库规范项目
创新商用级设计新标准
目前,SailWind元器件云库系统基于标准化、自动化、智能化技术路线,并将规范标准数字化,通过AI及自动化技术,构建规模化的电子元器件模型库和属性参数库,为电子产品开发链提供元器件基础数据服务。

图 元器件云库系统
其采用AI提参技术,从元器件Datasheet文件中提取元器件模型库构建规范所要求提取的参数,并构建模型库的过程。
通过整合封装库智能提参技术和参数化建库工具,小范围针对封装库建库进行实验分析,整体效率提升约95%,AI提参的正确率成为效率提升的决定性因素。

图 封装智能建库实验分析
元器件云库系统的构建,编制有可应用于数智化的系列通用标准,包括元器件分类编码标准、模型建库标准、元器件属性定义标准等系列规范和标准,满足通用元器件建库需求,同时可为企业定制标准,并按企业标准快速定制专有库。

表 派兹元器件云库系统功能框图
具体7个规范如下:
(1)《元器件分类编码标准》:遵循UNSPSC的规则,构建有派兹互连云库分类编码体系;
(2)《原理图符号库建库规范》:对建库工作中的一些操作规范进行标准约定,确保器件电气逻辑清晰,以及原理图的正确性和可读性。对符号库命名规范,便于元器件模型库管理;
(3)《通用PCB封装建库规范-IPC/JEDEC》:遵循IPC/JEDEC标准的基本要求,对封装命名、焊盘命名、丝印的线宽及与焊盘距离、脚标相关规则重新定义,并对焊盘补偿归一化处理进行规范;
(4)《通用PCB封装建库规范-GJB》:基于此并结合GJB 3243A-2021对焊盘补偿作调整;
(5)《异形器件封装库规范》:定义了不规则的RF器件封装设计规则,为通用PCB封装建库规范提供更工程化的设计规则补充;
(6)《器件3D模型绘制规范》:提供了3D模型、几何图形尺寸、公差,器件尺寸、材质、与封装的相对参考坐标等信息,规范了元器件命名和极性标识规则;
(7)《元器件信息库属性参数定义规范》:按类别对元器件属性进行定义,包括如:类别、通用属性、操作条件、模型库、物理属性、工艺属性、遵循规则,并根据各元器件分类的差异化的技术参数进行定义。

总 结
随着技术的持续进步和行业需求的不断增长,EDA库在电子设计自动化中的重要性日益凸显。未来它将趋向更智能化、开放化、平台化和服务化的特点,同时注重安全性和可靠性,注重与云平台更紧密结合,依赖技术的不断进步和产业链的协同合作,提供全流程解决方案和定制化服务,以满足不断变化的市场需求。
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