全球半導體產業朝向兩大方向前進，其一為依循摩爾定律2D先進制程持續微縮，如臺積電5納米制程量產在即，3納米甚至2納米、1納米也都在龍頭大廠戰略之中。另一方面，半導體業界坦言，隨著摩爾定律勢必面臨物理極限，以先進封裝如2.5D、三維單晶堆棧（3D monolithic stacking） 技術“替摩爾定律延壽”，成為一線半導體企業如臺積電、三星、英特爾（Intel） 等巨人致力發展的重點。

以異質集成為依歸，把不同芯片制程節點的多種芯片集成于同一封裝之中，將成為未來5G、AI、高效運算（HPC） 芯片重要趨勢，囊括PCB、封裝、IC，以及多種物理特性“系統級分析”的EDA工具自然成為關鍵。

電、磁、光、力、熱協同發展，Cadence系統分析成明確主軸

誠如EDA Tool龍頭益華計算機（Cadence）系統分析業務單位總經理Ben Gu提出，Cadence過去幾年之中一直尋找新的增長方向，2018年5月成立的多物理場（Multi-physics） 新業務部，將是從以往的邏輯、模擬部門仿真軟件基礎上，再鎖定電、磁、光、力、熱的五大方向，創建扎實的研發團隊。

Ben Gu指出，全球半導體大廠希望在EDA部分，能有一個完整環境協助企業分析、設計，3D IC無疑是未來趨勢。隨著如臺積電、英特爾等企業提出的小芯片（Chiplet） 等異質集成策略，一個封裝中將有多個Die，這將需要系統級的完整分析與3D仿真，避免將整體系統分割成不同區塊造成不夠精確的問題。

Ben Gu強調，EDA是整個半導體產業發展助力，摩爾定律持續發展，但估計到了2納米、1納米之后，速度恐怕會趨緩，而Cadence看到的是“超越摩爾定律”的新趨勢。也因此，芯片封裝、PCB、設計，一直到系統分析的EDA Tool，都會越來越具關鍵性。就以5G毫米波（mmWave） 高頻段芯片設計為例，毫米波信號本就不易偵測，傳統2D仿真的精準度流失非常快，需要高精確度的3D電磁仿真分析輔助，加速客戶量產導入商品的時間，基于上述的需求，在5G手機用系統單芯片（SoC） 發展非常積極的IC設計公司一直在尋找革命性的EDA Tool，Cadence Clarity的推出，正好符合他們的需求。

傳統的EDA Tool是Cadence的堅實基礎，我們更希望把這些在輔助SoC設計的經驗、仿真數據擴展到新的系統分析領域，更進一步到機器學習階段，幫助客戶解決系統仿真的痛點，也因此，Cadence可以進一步掌握到系統廠客戶。

據了解，Cadence目前已經與大陸一線NB系統大廠合作，國際客戶包括Socionext等，在測試領域，美系測試設備龍頭泰瑞達 （Teradyne） 更是公開了與Cadence的合作實例。

5G、AI、HPC時代加速客戶產品上市時間成競爭關鍵

過去1年半以來，Cadence致力于提升研發動能，針對系統端應用開發的新方向，目前Cadence發布了兩大新產品，包括電磁領域的Clarity 3D求解器，以及熱傳學領域的Celsius。

Clarity 3D求解器是為Cadence首發的3D電磁仿真系統分析工具，可與Cadence既有的仿真工具Sigrity結合，以其Mesh Technology與Matrix Solver協同實現平行運算，讓仿真時硬件配置與運算成本降低，并且提供云計算計算資源輔助，仿真運算速度將可增加10倍以上。Clarity 3D將協助客戶解決包括5G、HPC、AIoT、甚至包括車用電子的電磁挑戰，其高精度模型可使用于如信號完整性（SI）、電源完整性（PI）、電磁兼容性（EMC ） 等分析。

而隨著2.5/3D IC芯片堆棧的先進封裝技術成為大型HPC芯片重要趨勢，散熱設計自然是半導體企業所看重的系統分析關鍵，需考量的系統范圍包含IC內部納米/微米尺度，一路延伸至封裝，乃至厘米等級的PCB與機箱的散熱仿真，這些以往因尺度差異過大，而傳統計算流體力學熱傳分析工具所難以觸及的領域，就是Cadence的Celsius熱傳仿真解決方案所要著墨的地方。

不管是半導體或是系統廠，散熱問題將是5G、AI時代關鍵，在市場競爭激烈的產業局勢下，來自散熱設計的挑戰將影響產品量產上市進程。隨著輕薄短小、高算力、長時待機、高功率密度的需求未曾停歇，熱暫態分析必須與傳統穩態分析同時布局，這也就是Cadence以多物理場技術構建“完整系統分析”，并集成成單一工具的取徑。

事實上，散熱問題以往一度在芯片設計、封裝被忽略，但隨著先進封裝技術的進展，過去幾年來客戶的熱仿真需求日益提升。同質或異質芯片堆棧在同一封裝已經是龍頭企業共同看好的方向，包括如臺積電的CoWoS、InFO、更新的SoIC制程、英特爾的Forevos等，甚至是在基板封裝技術深耕的日月光投控等，都持續往系統級封裝（SiP）的概念靠攏，熱能從芯片、封裝、PCB板散出之后如何進行交換，這些也都是系統問題。

Cadence攜手半導體、系統廠，系統級分析技術后起直追

Cadence不管是在電磁領域的Clarity 3D求解器或是Celsius熱學求解器，都可以與其既有電源領域的Voltus IC、PCB/封裝用Sigrity等技術混搭使用，“電熱共同仿真系統分析”將是Cadence爭取市場占有率，協助客戶發展5G、AI、車用電子的重點。

據了解，電磁3D求解器新產品，已有5~6家客戶導入，預計2019年底客戶數量將增至20家，更有50家潛力客戶商談中，包括了邏輯IC設計、內存、系統廠都在列。熱仿真新產品，已有5家以上客戶實際導入，20多家潛在客戶。

隨著半導體、系統廠對于“系統分析”工具的渴求，EDA Tool企業自然也必須從IC、PCB、封裝以及各類基礎科學角度出發，以迎接5G、AIoT、HPC、車用電子等市場主流趨勢，Cadence將持續致力于解決競爭對手無法解決的問題，在仿真成本、效率上，進一步協助客戶加速產品上市時間。