正如TI總裁兼CEO Rich Templeton說(shuō)過(guò)的：“隨著世界變得更加數(shù)字化，我們反而需要更多的模擬器件?！钡拇_，，這是一個(gè)有趣悖論，靠DSP一統(tǒng)天下的TI已經(jīng)把模擬看做最為重要的增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)力。據(jù)說(shuō)排名前25的半導(dǎo)體廠商中已有20家的市場(chǎng)策略將模擬作為今后的重點(diǎn)。模擬市場(chǎng)真的能帶來(lái)如此高的利潤(rùn)嗎？iSuppli的數(shù)據(jù)顯示，混合信號(hào)ASSP的收入每年都將有兩位數(shù)的增長(zhǎng)，這主要來(lái)自于采用90nm以下先進(jìn)制程的器件，而且未來(lái)的比重越來(lái)越大。換言之，只有走向90nm以下節(jié)點(diǎn)，才能從這一巨大市場(chǎng)中獲利。

 
圖：混合信號(hào)ASSP收入預(yù)期（iSuppli）

然而，90nm以下更先進(jìn)的工藝卻為混合信號(hào)的設(shè)計(jì)帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)，包括尺寸和復(fù)雜度的提升、寄生效應(yīng)的影響，以及在模擬設(shè)計(jì)中采用離散時(shí)間帶來(lái)的難度等等，這也給芯片的驗(yàn)證帶來(lái)了更高的要求。

“工欲善其事，必先利其器。就像汽車工業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備不斷更新一樣，對(duì)驗(yàn)證的更高要求也推動(dòng)了驗(yàn)證工具的進(jìn)步。”Berkeley Design Automation (BDA)總裁兼CEO Ravi Subramanian博士表示，“一直以來(lái)，數(shù)字電路的設(shè)計(jì)工具總是推陳出新，現(xiàn)在，我們很高興看到人們?cè)絹?lái)越關(guān)注模擬電路設(shè)計(jì)，在由Cadence、Mentor Graphics和Synopsys占據(jù)的EDA市場(chǎng)，這對(duì)我們是個(gè)絕佳的機(jī)會(huì)?！?/p>

圖：Berkeley Design Automation總裁兼CEO Ravi Subramanian博士

2003年才成立的BDA公司是如何憑借其Analog FastSPICE平臺(tái) (AFS)贏得包括排名前5位IC廠商在內(nèi)的75家客戶的呢？AFS是目前唯一能夠?qū)δM、射頻和混合信號(hào)設(shè)計(jì)進(jìn)行統(tǒng)一驗(yàn)證的平臺(tái)。與傳統(tǒng)SPICE工具相比，AFS能夠?qū)魏嗽O(shè)計(jì)驗(yàn)證的速度提高5~10倍，將多核并行工作模式的驗(yàn)證速度提高50倍，顯著的縮短了驗(yàn)證時(shí)間。AFS對(duì)32nm以上工藝驗(yàn)證的準(zhǔn)確性已經(jīng)多家代工廠的認(rèn)證，今年4月，TSMC對(duì)其在28nm節(jié)點(diǎn)的準(zhǔn)確性也進(jìn)行了認(rèn)證。

傳統(tǒng)的SPICE工具基本都要以犧牲準(zhǔn)確性為代價(jià)來(lái)提高驗(yàn)證速度，AFS如何兼顧這兩個(gè)重要的性能呢？據(jù)Subramanian博士介紹，常用的SPICE仿真工具都是以誕生于70年代的SPICE算法為原型的，這一算法的問(wèn)題在于數(shù)學(xué)模型復(fù)雜，耗時(shí)長(zhǎng)。AFS沒(méi)有采用傳統(tǒng)的線性算法，而是采用了創(chuàng)新的非線性、隨機(jī)算法，在保證準(zhǔn)確性的同時(shí)顯著縮短了計(jì)算時(shí)間。

無(wú)獨(dú)有偶，在寄生參數(shù)的提取過(guò)程中，也存在準(zhǔn)確性和速度難以兼顧的情形。如下圖所示，基于規(guī)則的提取算法（Rule-based）是測(cè)量多邊形之間的距離，計(jì)算速度較快；電場(chǎng)求解器（Field Solver）是要求解Maxwell方程，準(zhǔn)確性更高。但兩種方法都不能兼顧準(zhǔn)確性和計(jì)算速度。

 
圖：基于規(guī)則的提取算法與電場(chǎng)求解器

Mentor Graphics副總裁Joe Sawicki介紹了今天剛剛推出的寄生電路提取工具Calibre xACT-3D，這一解決方案能在晶體管級(jí)精確計(jì)算寄生效應(yīng)，并與現(xiàn)有的Calibre納米級(jí)平臺(tái)全面兼容。

 
圖：Mentor Graphics副總裁Joe Sawicki

如下圖所示，Calibre xACT-3D是采用先進(jìn)算法的三維電場(chǎng)求解器，能夠?qū)崿F(xiàn)參考級(jí)的準(zhǔn)確性，卻比其他電場(chǎng)求解程序速度更快，計(jì)算速度可與基于規(guī)則的提取算法媲美。

圖：Calibre xACT-3D兼顧準(zhǔn)確性和計(jì)算速度

與有近30年歷史的Mentor Graphics不同，作為一家初創(chuàng)公司，BDA如何讓更多的工程師了解AFS呢？Subramanian表示，大學(xué)計(jì)劃是BDA重要的市場(chǎng)推廣策略之一。在中國(guó)，BDA的大學(xué)計(jì)劃也正在籌備當(dāng)中。希望這一計(jì)劃能早日啟動(dòng)，把同學(xué)們從漫長(zhǎng)的仿真中解脫出來(lái)，將寶貴的時(shí)間用于創(chuàng)新設(shè)計(jì)。