迎接“系统级”挑战：西门子EDA“全面数字孪生”的解题思路

当人工智能的浪潮以前所未有的速度重塑世界，当“软件定义一切”从口号变为现实，作为所有数字产品核心的芯片，正面临着前所未有的需求压力与设计困境。近日在成都举办的ICCAD Expo 2025期间，西门子EDA全球副总裁兼中国区总经理凌琳向业界抛出了一个既充满期待又引人深思的问题：“Are We Ready？”

西门子EDA全球副总裁兼中国区总经理凌琳

答案或许就藏在他所阐述的，一条以 “全面数字孪生” 为核心、以软件定义、芯片赋能和AI加持为三大支柱的破局之路中。这不仅是这家EDA巨头的技术路线图，也是为整个半导体产业如何穿越复杂性与成本迷雾提供的一种解题思路。

黄金时代下的严峻挑战：延迟、成本与人才缺口

凌琳首先描绘了一个半导体行业的“黄金时代”：在软件定义汽车、AI算力爆发和可持续发展需求的多重驱动下，全球半导体市场正加速迈向万亿美元规模，甚至有望在2030年后达到1.2万亿美元。

然而，繁荣的背后是巨大的阴影。“生意这么好，但是横亘在面前的有一些非常大的障碍。”凌琳引用数据指出，目前高达75%的芯片项目会出现延迟，芯片首次流片成功的概率正在下降，研发失败率居高不下。

更严峻的是呈指数级增长的研发成本。“16nm、14nm要9000万研发成本搞定，到了7nm要2.5亿，到了3nm要5.4亿。”凌琳强调，“这个成本谁能够负担？”与此同时，全球性的资深工程师人才缺口，使得单纯依靠“人海战术”和延长工时来推进项目的方式难以为继。

在技术层面，挑战已超越单个芯片的范畴，演变为跨系统、跨物理域的复杂性问题，尤其是在超越摩尔定律的3D IC等先进封装领域。这一切都指向一个结论：传统、孤立的设计方法论已触及天花板。

破局之道：“全面数字孪生”与三大技术支柱

面对系统级的难题，必须拿出系统级的解决方案。凌琳指出，唯有“最全面的数字孪生”才能应对当前困境，而其建立在三个坚实的支柱之上：软件定义、芯片赋能和AI加持。

1. 软件定义：实现设计“左移”，抢占市场先机
凌琳指出，半导体行业其实是数字孪生最早的实践者，因为芯片设计的极端复杂性早已无法依赖物理原型。但如今，数字孪生的范畴必须扩展到更宏大的系统层面。

他以上汽工程中心使用的PAVE360平台为例，解释了何为“软件定义”带来的革命性变革。“前面四个步骤都可以在云端用软件模拟，不用真的实际的芯片或者子系统做出来，才去做测试、路试，这大大地左移了软硬件开发时程。”

这意味着，在昂贵的物理芯片和硬件系统制造出来之前，整车的性能、功耗、软件算法等就已经在虚拟环境中得到了充分的验证和优化。这种“左移”不仅大幅压缩了开发周期和成本，更成为企业在激烈市场竞争中抢占先机的关键。

2. 芯片赋能：拥抱3D IC，打造“智能座舱”式设计流程
当单一芯片的工艺演进无法满足全部需求时，通过先进封装将不同工艺、不同功能的芯片集成在一起，成为了必然选择。凌琳重点介绍了西门子EDA在今年6月发布的 Innovator 3D IC Integrator平台。

“它很像一个智能座舱，从实现、验证、测试，所有的环节都在里面。”他如此形容。这个平台的核心价值在于，它将3D IC设计中至关重要的多物理场效应，如热和应力分析，无缝集成到了传统设计流程中。

“我们在Calibre上，也把旗舰产品上加了3D的Thermal，加了3D的Stress model，只要在智能座舱选择所有的模组，就可以整个流程跑起来。”凌琳表示，通过与台积电等顶级制造商的紧密合作，这一平台已经过充分验证，旨在为设计师提供一個丝滑、完整且可靠的3D IC设计环境。

3. AI加持：追求工业级可靠，而非概念炒作
“AI大家说的太多了，而做的太少，其实它不是万能的。”凌琳对AI在EDA中的应用保持着冷静且务实的态度。他强调，芯片设计需要的不是炫技的AI，而是工业级、可量产、高精度的AI模型。

西门子的底气来自于一个强大的中央AI研发体系——“西门子有个部门，有1500名专门做AI的研发工程师，过去近10年里，累积了3700个专利。”这些积累构成了西门子EDA的AI底座技术。

凌琳透露，AI已经应用于其旗舰产品中，例如Calibre Vision AI用于加速芯片验证，Questa AI用于提升仿真效率。他特别提到，对Solido等公司的早期并购和整合，为AI技术的实用化奠定了坚实基础，也显示出西门子在该领域持续而深厚的积累。

生态协同：打破“数据孤岛”，实现全局优化

在记者问答环节，凌琳进一步深化了其“全面”的理念。当被问及如何打破AI“黑箱”疑虑和数据孤岛时，他重申了其AI策略的严谨性，强调所有技术都建立在经过验证的数据和专利之上，以确保其可靠性与精确性。

更重要的是，他提出了一个超越技术的战略观点：反对内卷，倡导协同。“光是供应链局部优化是不能优化出来东西的，我们要全局优化，创造出价值链，让大家在行业里面专注做自己的事情，把整个链条建起来，大家都有钱赚，这才是最健康的生态系统。”

这一思路也体现在西门子EDA的产业合作中：与Alphawave在高速接口IP上的合作，与Perforce在IP生命周期管理上的协同，以及与Arm在Neoverse平台上的深度验证合作，都旨在构建一个更强大、更开放的产业生态。

我们准备好了，你呢

主题演讲的最后，凌琳回到了最初的问题——“Are We Ready？”给出的回答是：“我们准备好了，你准备好了吗？” 这句反问，体现了西门子EDA对其以“全面数字孪生”为核心、以三大技术为支柱的全栈式解决方案的自信，也是对整个产业发出的邀请与召唤。

在AI定义未来的时代，芯片设计的竞争已从单点工具的优劣，升级为系统级设计能力、生态协同能力的综合较量。西门子EDA，凭借其背靠西门子工业巨擘的独特优势，携一套融合了EDA、机械、电气等多领域知识的宏大蓝图，意在引领行业穿越复杂性迷雾，奔赴那个充满挑战的万亿美元未来。