在剛剛閉幕不久的 CadenceLIVEChina2023 中國用戶大會中，Cadence 全球副總裁、多物理場仿真事業部總經理顧鑫先生為與會來賓帶來題為《加速多物理場系統仿真》的精彩演講，分享公司在多物理場仿真方面的產品布局，并重點介紹了旗下幾款明星產品是如何幫助客戶高效處理系統設計中因為復雜結構帶來的挑戰的。

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基于智能系統設計戰略

從 EDA 向 SDA 轉變

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2018 年 Cadence 推出了智能系統設計戰略，旨在運用在 EDA 領域多年積累的數字運算技術來解決系統仿真中存在的新興挑戰，從而幫助客戶實現更大的價值。這也意味著公司不再是單一的 EDA 公司，而是把業務擴展到系統設計自動化（SDA）層面。

為了實現了從 EDA 向 SDA 公司的轉變，Cadence 近年來不斷通過戰略收購和自主研發來完善產品線。在 EDA 領域，公司擁有 Voltus、EMX、Sigrity 平臺，極大程度縮短系統仿真設計時間；在系統與多物理場分析領域，擁有 Clarity、 Celsius 和 Fidelity 工具，加上去年收購的 Future Facilities 和 Cascade，進一步擴展了 Fidelity CFD 解決方案，且具備構建數據中心數字孿生系統的能力。在人工智能和機器學習方面，公司發布了令人振奮的 Optimality，實現了電子系統的多學科分析和優化。

在演講中，顧鑫重點為大家介紹了 Clarity、Celsius、Sigrity、CFD 和 Optimality 產品及解決方案，并分享了這些解決方案為客戶提供的價值。

Clarity 3D Solver

Clarity 3D Solver 是 Cadence 發布的第一款真正意義上的系統級仿真產品。得益于“黃金精度、大規模并行運算技術、革命性的網格技術以及平臺集成”四大特征，Clarity 可以為客戶提供近乎無限的求解容量和 10 倍以上的求解速度，從而高效地解決更龐大、更復雜的系統問題。顧鑫表示，目前已經有幾百個客戶在使用 Clarity 進行設計，它是解決芯片、3D-IC 封裝和電路板之間復雜設計挑戰的理想方案。

自 Clarity 發布以來，其產品規劃不斷擴大，相繼發布了 FEM Solver、Transient Solver、Clarity Cloud、Optimality Clarity Quasi Static 等多種產品。為了提升Clarity仿真性能，Cadence 研發團隊持續改進算法，新增了基于層結構的 LMesh 和任意三維結構的 XMesh 兩種方法，這兩種技術能夠將初始網格處理速度提高 10 倍以上。此外，團隊還改善了 adaptive mesh refinement 的算法既保證了仿真結果的精準度又可大幅減少仿真運行時間。

Celsius

Celsius 是一款專為 3D-IC/先進封裝設計的熱求解器，相比于市場中基于 CFD 做完整流場分析的 thermal solver， Celsius 在不犧牲精度的前提下減少了運行時間。此外，該產品還可以與 Cadence IC、封裝和 PCB 設計平臺集成，加速并簡化設計迭代。并且通過 Celsius 還可幫助電子設計團隊在設計早期發現并解決熱設計問題，縮短電子系統的開發迭代周期。目前，已經有幾百家公司在使用 Celsius 來解決芯片、封裝和系統的熱挑戰的問題。

2022 年 10 月，Cadence 收購了 Future Facilities，增強了Cadence Celsius Thermal Solver的電子熱管理解決方案，其創新的計算流體力學（CFD）電子冷卻仿真技術，大大提升了高耗能數據中心的性能和冷卻效率。Future Facilities 的技術將數據中心生態系統虛擬化，通過創建 3D 數字孿生體，幫助運營商能夠在實施之前和運營期間預測、可視化和量化數據中心中任何變化帶來的影響，使客戶能夠通過設施設計和運營效率優化業務目標。

Sigrity

Sigrity 提供準確的 SI/PI 分析，滿足高速電子產品緊張的工期要求。顧鑫對于 Sigrity 的應用作出了進一步的介紹，他表示，Sigrity 在全球范圍內擁有超過 1000 個客戶，是業界認可的 SI/PI 解決方案的 gold-standard，已經被廣泛應用于多種場景。對于 Sigrity 的研發，近兩年公司的一大重要方向是 Allegro 和 IDA（In-design analysis），它允許工程師不離開設計軟件就可以得到仿真結果，這極大提高了生產效率。除此之外，Sigrity 不僅可以和 Cadence IP Group 協作，還可以用于 PCle Gen7、UCle 和其它的設計和簽核解決方案中。

對于 3D-IC、先進封裝的趨勢，Cadence 的 Sigrity 團隊開發了一款新的工具 APX，該產品基于 Sigrity 現有的技術做了創新，是首個用于高級 IC 封裝的全波解決方案，可以幫助解決先進封裝中的模型提取問題。

Fidelity CFD

Fidelity CFD 軟件平臺為多物理場仿真的性能和準確度開創了新時代，可助力 CFD 工程師大幅度提升工作流程的效率，更好地仿真多物理場的系統性能。2022 年，Cadence 和 McLaren F1 車隊簽訂了緊密的技術合作伙伴協議。顧鑫在現場和大家分享了合作的一些細節，他表示 McLaren 利用 Fidelity CFD 來幫助他們改進汽車的設計，實現更好的性能。在過去的幾個月，McLaren 的成績穩步提高，這跟 Fidelity 的貢獻密不可分。

在 McLaren 之外，Cadence 也和 NVIDIA 建立了緊密的合作關系，NVIDIA 的工程師將 Fidelity 應用到 NVIDIA 最新的 GPUA100 上，實現了 9 倍的性能提升的同時可降低 17 倍的能耗。

Optimality

任何時候，客戶的最終目標都是實現更好的設計而不是快速的仿真。在這種背景下，Cadence 將人工智能和機器學習引入 EDA 工具中，推出了具有一款革命性的工具——Optimality，其采用了突破性的算法，對設計流程進行優化，大大節省了設計人員的工作量。Optimality 利用類似于 Cadence Cerebrus 中使用的機器學習算法來實現 AI 的優化，幫助客戶實現了超過 10 倍甚至是 20 倍的性能改進。

Cadence 基于卓越設計、系統創新和普適智能的智能系統設計策略，致力于為業界提供一流的技術引擎，幫助廣大客戶在實現最佳 PPA 的同時，簡化設計流程、提升設計效率。未來 Cadence 還會跟業內伙伴一起進行更多的創新，為行業創造更大的價值。