隨著世界不斷數(shù)字化，AI、5G、物聯(lián)網(wǎng)以及自動駕駛等技術(shù)日益普及。而這些數(shù)字應(yīng)用所依賴的芯片架構(gòu)，對模擬功能提出了更高的創(chuàng)新要求。

從電源管理和音頻組件，到用于蜂窩、Wi-Fi、藍牙和 GPS 的射頻收發(fā)器，當前的系統(tǒng)級芯片（SoC）架構(gòu)對先進的模擬混合信號（AMS）設(shè)計有著迫切需求。

與此同時，模擬存內(nèi)計算（AIMC）等新興技術(shù)正在拓展模擬設(shè)計的能力邊界。AIMC 將存儲與計算深度融合，以滿足 AI 日益增長的算力需求，實現(xiàn)高能效和高吞吐量處理，尤其適用于 AI 推理等應(yīng)用場景。

模擬設(shè)計流程與數(shù)字設(shè)計有著本質(zhì)區(qū)別。由于模擬設(shè)計仍以人工操作為主，其自動化程度顯著落后于數(shù)字設(shè)計流程。縮小這一差距，是開發(fā)下一代系統(tǒng)和 AI 基礎(chǔ)設(shè)施半導(dǎo)體面臨的核心挑戰(zhàn)。

在壓縮的開發(fā)周期下，模擬設(shè)計團隊如何實現(xiàn)更快迭代？

答案并不簡單。模擬信號的高敏感性帶來了設(shè)計復(fù)雜性和可變性，需要長時間、計算密集型的仿真，而驗證不足則常常導(dǎo)致芯片重制。隨著模擬內(nèi)容不斷增加，各類半導(dǎo)體企業(yè)都在努力應(yīng)對錯誤和延遲問題。

模擬設(shè)計數(shù)字化

幸運的是，新的系統(tǒng)級、數(shù)字化方法正在幫助開發(fā)者們解決問題。

許多模擬功能如今已融入數(shù)字或可編程元素。

模擬組件可以在數(shù)字框架中完成驗證，設(shè)計人員還可以創(chuàng)建利用協(xié)同仿真的混合信號測試平臺，進一步模糊數(shù)字與模擬設(shè)計流程的界限。

先進的 EDA 解決方案也發(fā)揮著關(guān)鍵作用，越來越多企業(yè)正在從自研腳本轉(zhuǎn)向商用模擬設(shè)計工具。

盡管取得了這些進展，差距仍然存在：模擬設(shè)計周期平均仍比數(shù)字設(shè)計慢約 2 至 3 倍。

推動模擬存內(nèi)計算（AIMC）創(chuàng)新

新思科技在這一領(lǐng)域發(fā)揮著關(guān)鍵作用。我們的先進工具能夠幫助模擬設(shè)計團隊：

簡化基于 AIMC 的 SoC 架構(gòu)設(shè)計

有效應(yīng)對模擬電路仿真的復(fù)雜性

提升設(shè)計效率，加快產(chǎn)品開發(fā)進度

也正因為這些努力和創(chuàng)新，新思科技榮獲 Frost & Sullivan 頒發(fā)的2025 年先進模擬存內(nèi)計算領(lǐng)域全球技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)導(dǎo)力獎。

“新思科技打造了一套全面且高度集成的技術(shù)方案，大幅降低了開發(fā)模擬存內(nèi)計算系統(tǒng)的門檻，尤其對 AI 硬件領(lǐng)域的初創(chuàng)企業(yè)和創(chuàng)新者意義重大。” Frost & Sullivan 研究經(jīng)理 Jabez Mendelson 表示，“他們將 AI 增強工具、仿真性能以及云原生交付有機結(jié)合，充分體現(xiàn)了技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)力和以客戶為中心的創(chuàng)新理念。”

新思科技獨有的模擬設(shè)計方案基于以下四大核心支柱：

1.AI 驅(qū)動的優(yōu)化：我們的 ASO.ai 解決方案利用機器學(xué)習(xí)（ML）自動化模擬設(shè)計任務(wù)，包括器件尺寸調(diào)整、版圖優(yōu)化以及工藝角分析，加速傳統(tǒng)上需要專家手動調(diào)優(yōu)的工作流程。例如，在遷移模擬 IP 時，ASO.ai 能夠自動探索數(shù)千種尺寸方案并推薦最佳參數(shù)，大幅縮短調(diào)優(yōu)時間。

2.GPU 加速仿真：為了縮短 SPICE 的運行時間，我們的PrimeSim解決方案充分利用 GPU 和多核 CPU。作為業(yè)內(nèi)最快的 GPU 加速 SPICE 仿真器，它幫助電路設(shè)計人員高效處理大型、以往難以解決的版圖后電路，并保持 SPICE 級精度，實現(xiàn)更快的仿真速度和簽核精度。

在 NVIDIA Grace Blackwell 平臺上，采用 GPU 加速的新思科技 PrimeSim 預(yù)計能夠?qū)崿F(xiàn)約 30 倍的速度提升；基于 NVIDIA GH200 Grace Hopper 超級芯片的 SPICE 仿真能夠?qū)崿F(xiàn)約 15 倍的加速，把原本需要多天的模擬仿真縮短到數(shù)小時完成。

NVIDIA 的 CUDA?X 與 CAE 高級總監(jiān) Tim Costa 表示，電路仿真是半導(dǎo)體設(shè)計中的關(guān)鍵工作負載，且計算強度極高；借助 NVIDIA CUDA?X 加速新思科技 PrimeSim，可以釋放下一代處理器的設(shè)計潛力，并為 AI 產(chǎn)業(yè)革命提供動力。

3.統(tǒng)一開放的平臺：我們提供統(tǒng)一且開放的芯片設(shè)計平臺，使客戶能夠?qū)⒛M設(shè)計工具與數(shù)字設(shè)計流程無縫集成，打造完整的 SoC 設(shè)計體驗。該平臺全面支持來自全球領(lǐng)先晶圓廠（包括臺積電、格芯、三星和英特爾代工廠）的工藝設(shè)計套件（PDK），覆蓋至 28 納米及以下工藝節(jié)點。

4.云端賦能：Frost & Sullivan 在頒獎致辭中特別強調(diào)了Synopsys Cloud的優(yōu)勢，尤其適用于初創(chuàng)企業(yè)和精簡工程團隊。通過瀏覽器即可訪問完整的 EDA 工具套件、計算與存儲基礎(chǔ)設(shè)施以及預(yù)配置的設(shè)計流程，結(jié)合靈活的按需付費許可模式，使設(shè)計周期從數(shù)周縮短至數(shù)小時，大幅提升開發(fā)效率。

突破性的生產(chǎn)力提升

我們的差異化解決方案能夠有效應(yīng)對模擬設(shè)計中的特定挑戰(zhàn)，并顯著提升生產(chǎn)效率。客戶已經(jīng)取得以下成果：

在模擬密集型項目中，借助新思科技ASO.ai實現(xiàn)25 至 100 倍的生產(chǎn)力提升

使用新思科技 PrimeSim GPU，版圖后仿真存儲器時序分析速度提升5 倍

遷移至新思科技 PrimeSim XA后，整體運行時間縮短12 倍

借助新思科技 PrimeLib的機器學(xué)習(xí)技術(shù)，特性化速度提升15 倍，且通過率提高77%

三星電子晶圓廠設(shè)計技術(shù)團隊副總裁 Hyung-Ock Kim 表示：“隨著先進工藝節(jié)點設(shè)計復(fù)雜度不斷攀升，我們與新思科技的合作在幫助客戶克服這些挑戰(zhàn)方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用。通過將三星晶圓廠的最先進技術(shù)與新思科技的 AI 驅(qū)動電路優(yōu)化和 GPU 加速工具（如 ASO.ai 和 PrimeSim）相結(jié)合，我們正在實現(xiàn)突破性的性能和效率，顯著加快下一代半導(dǎo)體設(shè)計的上市進程。”

模擬技術(shù)將在下一代計算系統(tǒng)中繼續(xù)發(fā)揮關(guān)鍵作用。而交付精準、高效、可擴展的 AMS 設(shè)計的壓力前所未有。通過將 AI 和高性能計算引擎嵌入電路仿真解決方案，并將其部署在云端，我們將持續(xù)為模擬設(shè)計團隊提供加速設(shè)計和驗證流程所需的工具。