以“软件定义、AI加持、芯片赋能”为核,西门子EDA重塑半导体产业格局

2025-09-01 18:39:09 来源: 李晨光
当全球数字化浪潮迈入深水区,AI技术正以“重构者”姿态打破软硬件创新的边界——它不仅加速了电子设计的迭代节奏,更让半导体产业直面设计验证复杂度飙升、系统集成难度加大的全新挑战,而在这一挑战背后,同样蕴藏着软件与硬件深度融合的产业新机遇。
 
作为半导体设计领域的关键参与者,西门子EDA敏锐捕捉这一趋势。8月28日,西门子EDA年度技术峰会“Siemens EDA Forum 2025”在上海成功举办,聚焦“推动半导体创新”核心目标,携手行业伙伴与电子设计专家,锁定“软件定义、AI驱动、数字孪生、系统设计、3D IC”等五大核心议题,通过技术成果分享与实践经验交流,探寻软件智能与芯片性能的最优融合路径,为产业破解协同创新难题提供新思路。
 
西门子EDA全球副总裁兼中国区总经理凌琳(图左)
西门子EDA亚太区技术总经理Lincoln Lee(图右)
 
峰会期间,西门子EDA还举办了媒体沟通会,西门子EDA全球副总裁兼中国区总经理凌琳、西门子EDA亚太区技术总经理Lincoln Lee,分享了西门子EDA最新的业务布局与技术动态,同时针对半导体产业当下的热点话题与半导体行业观察等媒体展开深度对话,让外界得以直观洞察西门子EDA在应对产业挑战、把握创新机遇中的战略思考与实践洞察。
 
西门子EDA:AI+数字孪生筑牢产业底座 

凌琳指出:“以人工智能驱动的软件,早已不是停留在概念层面的趋势,而是正在重塑产业格局的核心力量。西门子在工业自动化领域已站稳全球领先位置,但要进一步成为‘技术先锋’的‘One Tech Company’,绝非一蹴而就,需要我们持续投入巨大努力与长期资源——这既是目标,更是我们对产业的承诺。”
 
当下工业领域门类繁杂、需求多元,构建覆盖数字孪生生态、完整工具链及闭环解决方案的难度不言而喻,尤其电子产业在工业中的占比持续提升,芯片在系统中的权重也不断加大。而EDA作为半导体产业“倒金字塔”的底座,其技术能力直接支撑着整个数字化世界的拓展,这让西门子EDA更清晰地意识到自身的责任:必须以更先进的方案,应对终端系统日益严峻的复杂挑战,最终打造出覆盖设计、验证、生产全流程,且更易用、更强大的数字化系统。
 
近年来,人工智能无疑是产业焦点。凌琳表示,西门子EDA对行业发展的认知,可凝练为“软件定义、AI加持、芯片赋能”三个核心方向——这不仅是行业共识,更将是EDA未来的明确趋势。
 
而为了实现这一目标,行业内的并购整合与加强自研的脚步从未停歇,本质都是为了补齐能力短板、构建完整闭环,而这需要长期投入与坚定坚持,西门子也始终在这条路上稳步前行。
 
据介绍,2007年,西门子收购UGS,正式叩开工业软件领域的大门;2017年,完成对Mentor Graphics(即如今西门子EDA的前身)的收购,这一步则标志着西门子向电子世界的关键迈进。此后又通过多项并购持续补全能力版图,核心目标始终清晰——构建更强大的数字孪生体系,而这一体系可细化为设计、优化、实现等阶段,精准覆盖不同设计环节。
 
在以电子设计为核心的半导体产业中,西门子EDA的战略价值也随之日益凸显。
 
凌琳强调,为实现这一目标,西门子EDA已持续深耕多年。一方面,我们的业务保持稳健发展态势,不仅为领域内的持续投入提供了坚实支撑,业务版图也在稳步拓展;另一方面,我们始终坚持“并购+自研”双轮驱动——仅靠并购无法真正夯实核心能力,唯有二者并行,才能筑牢技术根基。这一点从人力投入上可见一斑:2024年,我们90%的新增人力聚焦研发;2025年,研发依旧是人力增长的核心方向。正是这些背后源源不断的研发投入,成为推动西门子EDA持续向前的关键动力。
 
如今,AI技术正推动半导体产业经历颠覆性变革:“软件定义汽车”“AI加持”“半导体供应链韧性”“能耗挑战与可持续发展”等全球多重因素正在加磅半导体与电子系统需求,这些需求的演进既催生了复杂计算系统的软件创新需求,也为“软件定义、AI加持、芯片赋能”的全球经济注入新动能。
 
这也意味着,全球对软件的依赖性正在增强。尤其是随着AI的发展,“软件正在吞噬世界”的观念正在发生革新,正如英伟达创始人黄仁勋所述“AI将吞噬软件”,进一步强调了AI在当前时代的关键价值和重要性。
 
面对芯片与半导体支撑各行业复杂多样的需求,技术难度陡增。而西门子作为覆盖多工业门类的企业,对各行业需求有着深刻理解,这让其具备了为产业提供更强支撑的独特优势。事实上,西门子EDA覆盖电子系统全生命周期的全面数字孪生解决方案,正是应对这些挑战的关键:无论企业规模大小,都能借助这套方案实现设计效率与系统稳定性的双重突破,这也是其助力产业数字化转型的核心底气。
 
而在数字孪生的基础上,西门子EDA持续发展工业级AI、先进封装等领先技术能力,并通过拓展合作伙伴关系,帮助企业拥抱多维策略,采用软硬件协同的设计方法,推动软件智能与芯片性能实现高效融合。
 
西门子EDA:锚定四大方向,破局半导体产业挑战

随着摩尔定律增速放缓,3D IC等“超越摩尔”技术成为破局关键——通过将芯片设计从2D扩展至2.5D/3D维度,既满足了产业对性能与集成度的增长需求,也推动了技术创新方向的转型。不过,当前半导体产业仍面临双重压力:一方面,先进制程虽增长潜力最大,但各技术层次均有增量,叠加技术复杂性与高额投资门槛,对企业能力提出极高要求;另一方面,系统与芯片设计复杂度飙升,导致项目延期率上升、首次流片成功率下降,同时若无法通过高效手段控制先进制程风险,巨额投入可能面临“打水漂”风险。
 

EDA行业的技术突破与工具升级成为关键支撑。尤其在项目时程优化上,传统人工操作与工具已难以应对复杂系统的验证、生产需求,而AI加持的增强型EDA工具,能大幅提升优化效率与精准度,缩短研发周期。
 
凌琳指出,针对产业核心痛点,需从三方面重点突破:一是应对多域、跨域系统设计的复杂性,需构建全新方法论;二是突破异构集成3D IC的技术壁垒,如封装、散热、互连性等难题,依赖持续技术迭代;三是强化生态协同,通过上下游紧密合作提升良率、缩短研发周期,实现设计与制造的高效融合。
 
西门子EDA解决方案的核心是打造覆盖全流程的“全面数字孪生”体系——这一体系突破传统EDA的范畴,以“软件定义、AI加持、芯片赋能”为核心理念,贯穿从软件定义出发的功能验证、物理实现、物理验证、生产封装,到3D IC技术应用,再到板级电子子系统调试与完整系统测试的全链条。
 

凌琳强调,该方案的价值在于以跨域系统模型为基础,实现软硬件协同设计、验证与仿真,整合电子系统、机械设计及跨物理域验证环节,形成工程化一体化方案,让设计者能精准把控产品最终效果。同时,通过Silicon Lifecycle工具实时监控各环节指标,构建完整的循环回溯机制,保障项目按预期推进。
 
在战略投资层面,西门子EDA明确四大重点方向:加速系统协同设计、配合先进制程、发展3D IC集成、应对电子系统复杂度,并实现以AI作为技术底座,全平台赋能。早在2017年底,西门子便收购具备深厚AI基因的Solido公司,基于其机器学习与AI引擎持续扩展,如今已实现AI功能在整个EDA平台的全面覆盖,为工具效率与设计质量提升提供核心动力。这种端到端的整体方法论升级,正是应对半导体产业长流程、高复杂度挑战的关键。
 
西门子EDA 双引擎发力:3D IC协同+AI工具革新 

在后续分享中,Lincoln Lee进一步介绍了更多西门子EDA的业务动态和技术细节。
 
Lincoln Lee指出,在3D IC领域,西门子EDA的核心竞争力不仅体现在工具层面,更在于“1+1+1>3”的协同效应——除为客户提供设计工具外,西门子EDA通过与代工厂、OSAT厂商的深度合作,确保设计与制造、封装环节的无缝衔接。
 
在晶圆制造合作布局上,西门子EDA已与台积电、英特尔等头部代工厂共建参考工作流并提供PDK,其中针对台积电重点支持3Dblox技术认证与Innovator3D IC工具适配,同时推进COUPE技术(CPO流程)合作;在国内市场,也与主要封装厂建立合作,为本地化需求提供支撑。
 
同时,AI技术应用是西门子EDA的另一核心方向。自收购拥有20余年AI EDA经验的Solido后,西门子EDA始终明确:EDA领域的AI绝非单纯“学习”,而是要输出可直接用于芯片设计的验证结果——这决定了其与普通生成式AI或大语言模型的本质差异,必须满足五大关键要求:

- 可验证性:确保AI输出结果能通过验证以保障生产安全;
- 易用性:工具需适配普通工程师操作,无需专家级背景;
- 通用性:支持多设计场景而非单一用途;
- 稳健性:在不同硬件与环境下均能稳定运行;
- 准确性:保证设计结果符合预期验证指标。 


基于上述理念,西门子在2025年6月美国DAC大会上推出关键成果——EDA AI System。
 
Lincoln Lee表示,该系统并非单一工具或独立工具集合,而是支持NVIDIA NIM的跨产品基础AI平台,后续所有工具的AI功能均将在此平台构建。在数据安全与来源上,系统整合西门子自有数据、示例、知识库及客户授权数据,严格遵循“未授权不使用”原则;同时搭建多模态数据湖,支撑AI大语言模型开发,各产品线(如Calibre、Solido)可基于平台数据库构建专属软件,客户也能通过开放API接入自有数据或AI模型,形成定制化混合AI系统。
 
依托EDA AI System,西门子EDA同步发布了四款工业级AI工具:验证领域的Questa One、布线布局领域的Aprisa AI、物理验证领域的Calibre Vision AI,以及融合生成式与代理式AI的仿真工具Solido。这些工具已通过客户实践验证,其应用经验已成为行业实践案例,切实提升工程师设计效率。
 

在3D IC领域,西门子EDA今年也推出了核心成果——Innovator3D IC Integrator,这款3D IC开发“座舱”承担总体规划与管理职能,在此基础上同步发布了三款全新子工具,精准解决不同环节痛点:

- i3D Layout聚焦3D IC物理设计,可完成Substrate(基板)与Interposer(中介层)的布局工作;
- i3D Protocol Analyzer针对UCIe高频信号仿真,验证3D IC封装中信号是否符合协议规范,保障信号完整性;
- Expression Tonic Data Model则应对复杂封装的版本与布局管理难题,尤其适用于包含数十个层级的3D IC设计,结合西门子中心数据管理能力,大幅减少流片过程中的人为错误,避免传统手工管理在高密度设计中的局限性。 


Lincoln Lee在分享中指出,除Innovator3D系列工具外,西门子EDA进一步完善3D IC多物理场流程,整合Calibre与Solido Simulation的核心功能,其中Calibre家族新增两款关键工具:去年发布的Calibre 3DThermal专注3D IC热分析,今年推出的Calibre 3DStress则聚焦应力问题解决。
 
这一布局源于3D IC技术发展中的新挑战——随着工艺精细化与封装密度提升,互联性已不再是核心障碍,但高密度带来的功率密度问题凸显:同一面积内过高功耗会导致热量积聚,而热量引发的膨胀会产生应力,进而影响晶体管性能,造成时序异常,这类问题在高密度3D IC中尤为突出,远超传统单芯片设计的影响范围,必须通过提前仿真与优化规避风险。
 
据了解,Calibre 3DStress的核心价值在于突破“仅检查芯片断裂”的认知误区,能在芯片出现物理损坏前,评估应力对时序的影响:通过导入设计数据进行形式化仿真,提取应力与热影响数据并生成中间数据列表,再回传至仿真系统验证晶体管性能是否符合设计规范,形成“仿真-评估-验证”的闭环,成为解决3D IC应力难题的关键工具。
 

而Calibre 3DThermal则针对封装级热分析的特殊性优化:传统热分析工具常忽略3D IC中的金属层与TSV(通硅孔)——这些结构虽对电流路径影响小,却是关键散热路径,若数据缺失会严重影响分析精度。为此,西门子EDA将Calibre 3DThermal与世界级形式化分析引擎Flotherm结合,强化大规模数据处理能力,可完整读入多芯片封装数据并进行精准热分析,这一大容量处理优势使其在3D IC热分析领域具备独特竞争力。
 
工具迭代+收购补位,西门子EDA强化行业竞争力 

在电子系统设计领域,汽车行业是典型应用场景,西门子EDA的核心目标是推动“软件左移”,提前介入系统设计阶段以提升效率。Lincoln Lee以PAVE360虚拟平台为例介绍道,该工具不仅支持Arm的计算子系统(CSS)在整车厂环境中落地应用——现场可通过模型车演示其对方向盘的控制逻辑,直观呈现技术价值;还能在微软Azure云平台上适配AMD GPU运行,进一步拓展应用场景。
 
此外,西门子EDA近期发布的Veloce CS工具,通过Arm Neoverse计算机系统验证流程,可助力客户在芯片未完成时,依托精准的数字模型(Digital Model)同步开展软件开发,实现软硬件并行设计,显著提升开发效率与精准度。
 
值得注意的是,为完善技术布局,西门子EDA还通过两项关键收购补全能力短板:一是收购时序管理领域的Excellicon,其工具可在芯片设计全流程中精准管控信号传输时间约束——这一约束直接决定信号速度与芯片性能,能有效帮助客户优化产品性能;二是在PCB领域补充生产模块,实现设计与生产数据的深度衔接,构建从设计到制造的完整闭环,减少流程断点。
 
生态合作方面,西门子EDA聚焦关键环节携手伙伴强化能力:与全球领先的连接性IP(Connectivity IP)提供商ALPHAWAVE SEMI合作,重点整合其在PCIe、UCIe等先进接口的IP资源,夯实接口技术基础;同时联合Perforce优化IP数据管理,确保设计资产的有序存储与高效调用,为复杂电子系统设计提供稳定的资源支撑。
 
面对市场不确定性,深化“在中国,为中国”目标 

在采访环节,针对在地缘政治影响下,西门子EDA在中国市场的深耕和布局规划,凌琳指出,当前市场虽存在不确定性,但我们对客户的技术支撑与服务均正常开展,这是首要前提。
 
他表示,西门子EDA重点推进三方面工作:第一,以客户需求为核心,深度对接本地研发场景,全面支撑客户技术开发诉求,实现技术扎根本地;第二,秉持开放心态构建生态,充分适配EDA行业上下游的联动协同需求,让生态内所有客户都能获得充足支撑,做好生态合作伙伴;第三,强化本地人才培养,持续为本土团队注入技术能力,提升整体服务与研发水平。
 
此外,西门子EDA也在推动服务边界拓展——如今客户需求已不止于传统EDA工具,更需要“EDA+系统级自动化”的综合方案,这也是数字孪生体系需覆盖更广泛场景的原因。
 
未来,西门子EDA将继续支持技术落地、生态构建、人才培育以及先进案例打造,更好地服务本土产业发展。
责任编辑:Ace

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