万亿赛道新变局：西门子EDA以AI重塑半导体设计边界

当奔驰这样的传统豪华汽车品牌宣布转型为一家以软件为核心的公司时，我们或许能够更深刻地理解当前这个时代的变革本质。8月28日，西门子EDA年度技术峰会“Siemens EDA Forum 2025”在上海成功举办。这场汇聚西门子全球技术专家、产业伙伴与核心客户的行业盛会，以“AI 驱动半导体变革”为核心议题，深度探讨软件定义时代下，如何破解验证复杂度攀升、系统集成难度加大等行业痛点，携手勾勒智能化设计的创新路径。

在现场，西门子EDA全球副总裁兼中国区总经理凌琳和亚太区技术总经理Lincoln Lee向外界描绘了一幅关于半导体设计未来的宏大蓝图。这不仅是一次技术路线的阐述，更是对整个行业发展方向的深度思考。

万亿美元赛道上的技术革命

数字本身往往最能说明问题的严峻性。当凌琳提到半导体行业收入预计到2030年将达到1万亿到1.2万亿美元，而同期晶体管数量也将突破1万亿这一里程碑时，在场的每一个人都能感受到这个行业正在经历的史无前例的扩张。更令人惊叹的是，展望到2035年，这一数字可能会达到2万亿美元——过去可能需要十几年甚至几十年的增长，现在在五年内就可能实现。

然而，光鲜的数字背后隐藏着巨大的挑战。项目延期、首次流片成功率下降，这些看似技术性的问题实际上反映了整个行业面临的深层困境。以制程成本为例，从28纳米开始，成本增长曲线变得异常陡峭：5纳米制程约需4.2亿美元，而3纳米制程更是达到了5.4亿美元。如此高昂的投入，任何一次失误都可能导致巨额损失。

正是在这样的背景下，西门子EDA提出了“软件定义，AI加持，芯片赋能”的三大战略方向。这不是简单的口号，而是对行业发展趋势的深刻洞察。Lincoln Lee特别强调，与去年相比，今年他们在原有的“软件定义”和“芯片赋能”基础上新增了“AI加持”，这一变化本身就说明了人工智能在EDA领域的重要性正在以超乎想象的速度提升。

软件定义：从硬件同质化到差异化竞争

“软件正在吞噬世界”这一经典论断在今天的半导体行业中得到了最生动的诠释。这一转变的深层逻辑在于，当硬件逐渐趋同时，真正带来差异化定义的恰恰是软件。

这种趋势在汽车行业表现得尤为明显。“软件定义汽车”已经不再是一个概念，而是正在发生的现实。从特斯拉的OTA升级到传统车企的数字化转型，软件正在重新定义汽车的价值创造方式。而这种变化的背后，是整个电子产业在各行各业中占比的持续提升。

对于EDA行业而言，软件定义意味着什么？它意味着传统的硬件优先思维需要彻底转变。过去，工程师们更多地依赖硬件能力的提升来解决问题，期望通过摩尔定律和异构计算不断增强硬件性能。但现在，解决复杂系统问题的根本在于软件和设计方法的“左移”——即在设计的早期阶段就充分考虑软件因素，通过软硬件协同设计来优化整体性能。

这种转变对整个产业链都产生了深远影响。芯片设计不再是单纯的硬件工程问题，而是需要从系统级的角度进行思考。设计工程师需要在项目初期就考虑软件架构、算法优化、系统集成等多个维度，这要求EDA工具必须具备更强的跨域协同能力。

AI加持：从概念到工业级应用

如果说软件定义提供了新的思维框架，那么AI加持则为这一框架注入了强大的执行力。但正如Lincoln Lee反复强调的，EDA中的AI应用与普通的生成式AI或大型语言模型完全不同。你可以向DeepSeek询问问题并获得答案，但这些答案不会直接应用到芯片设计中。芯片设计的每一行代码、每一个设计单元都必须确保绝对的准确性和可靠性。

基于这一认识，西门子EDA提出了工业级AI的五大特性**：可验证性、可用性、通用性、稳健性和准确性。**这些特性看似简单，实际上代表了AI技术从实验室走向工业应用的关键门槛。可验证性要求AI输出的结果必须可以验证，从而安全应用于芯片设计；可用性则要求工具必须对工程师友好，而不仅限于AI专家才能操作；通用性意味着AI解决方案应该适用于多种设计场景；稳健性要求软件必须稳定可靠；准确性则确保AI设计结果真实可靠。

在这些原则指导下，西门子EDA在今年6月的美国DAC大会上推出了EDA AI System。这不是一个简单的工具升级，而是一个跨产品的基础AI平台。该系统支持NVIDIA NIM，建立了完整的数据湖架构，为后续的AI应用提供了坚实基础。更重要的是，该系统在数据安全方面表现出了极高的谨慎性——客户的数据只有在获得明确授权的情况下才会被纳入平台，这种对数据安全的重视体现了西门子EDA的责任感。

基于这一平台，西门子EDA已经推出了四款AI增强的工具：用于验证的Questa One、用于布线布局的Aprisa AI、广泛使用的Calibre Vision AI，以及用于仿真的Solido。这些工具在实际应用中已经显示出显著的效率提升效果。特别值得一提的是，MediaTek作为开发合作伙伴，在Questa One的应用中积累了丰富的实践经验，为该工具在亚太区的推广提供了有力支撑。

芯片赋能：构建全面数字孪生体系

第三个战略方向“芯片赋能”的含义远比字面意思更加深刻。它不仅指芯片技术本身的发展，更重要的是芯片如何赋能整个数字化世界的发展。作为“倒金字塔”的底座，EDA技术正支撑着更广阔的数字化世界发展。

在这一理念指导下，西门子EDA正在构建超越传统EDA范畴的全面数字孪生体系。这个体系不仅包含传统EDA所覆盖的电子设计自动化部分，还囊括了机械设计、半导体供应链以及工艺仿真等多个环节。凌琳特别强调，他们的目标是构建一个完整而强大的闭环系统，帮助用户应对复杂系统在设计与验证中的各种挑战。

全面数字孪生的意义在于从跨域系统的模型出发，进行软硬件协同设计、验证与仿真。这个过程极为复杂：从软件定义出发，涵盖整个功能验证、物理实现、物理验证、生产及封装，再到3D IC技术应用。之后，还需在板级调试电子子系统，最终将子系统整合到完整系统中进行测试。整个链条环环相扣，涉及的环节众多且复杂。

为了支撑这一宏大愿景，西门子EDA还提供了Silicon Lifecycle工具，实时监控每个环节是否达到指标，形成完整的循环和回溯机制。这种全生命周期的管理方式，体现了数字孪生技术的真正价值：不仅仅是设计阶段的仿真，更是从设计到生产、从测试到维护的全流程数字化管理。

技术演进中的战略投资

支撑这一战略方向的是西门子EDA在关键技术领域的大规模投资。凌琳透露，2024年新增人力的90%投入到研发中，2025年同样如此，研发依旧是人力增长的核心方向。这些巨大的研发投入主要集中在四个战略方向：先进制程节点、3D IC异构集成、加速系统设计，以及电子系统复杂度管理。

先进制程节点的重要性不言而喻。随着摩尔定律增速放缓，3D IC等超越摩尔定律的技术应运而生。通过将单位面积从2D扩展到2.5D或3D，不仅满足了不断增长的需求，也推动了技术创新。Lincoln Lee特别提到，他们在3D IC方面的优势不仅体现在工具使用上，更重要的是与代工厂和OSAT的紧密合作。他们与TSMC和英特尔开展了参考工作流的合作，在国内也与主要封装厂建立了合作关系。

这种“1+1+1>3”的协同效应意味着，客户不仅可以使用西门子EDA的工具，还能获得完整的生态支持，确保设计完成后能够顺利进行3D IC制造和封装。这种生态协作能力，正是西门子EDA相对于传统工具供应商的重要优势。

在AI技术方面，西门子EDA的布局可以追溯到2017年底对Solido的收购。这家公司拥有20多年的AI EDA软件经验，为西门子EDA提供了深厚的技术底蕴。基于Solido的AI引擎，西门子EDA不断扩展AI应用范围，目前已经实现了全平台的AI覆盖。

应对复杂性挑战的系统性解决方案

面对日益增长的系统复杂性，西门子EDA提出了系统性的解决方案。这些挑战是多方面的：多域、跨域系统设计的复杂性不断提升，异构集成3D IC技术存在明显技术壁垒，同时还需要应对供应链韧性、能耗控制等现实问题。

供应链韧性已经成为行业的普遍要求。疫情期间的经历让所有人都深刻认识到了供应链稳定的重要性。西门子收购的Supplyframe DSI平台正是为了帮助企业应对电子供应链上的痛点。如今，该平台已成为西门子数字化工业软件的重要组成部分，为客户提供供应链风险管理和优化服务。

在能耗控制方面，挑战同样严峻。数据显示，电力供应在整体能耗中的占比正在快速上升，从当前的1.9%-4.4%，预计到2028年将升至12%。如果能耗继续增加，甚至可能影响到家庭用电需求。这也解释了为什么数据中心通常选址在气候较冷的地区，通过减少制冷能耗来节约能源。

西门子长期致力于绿色环保，通过各类创新软件系统帮助企业进行碳足迹管理与碳规划。以芯片为例，低功耗设计本身就是节能的一种贡献。在推动零碳和碳中和战略方面，西门子EDA的技术创新正在发挥越来越重要的作用。

生态系统的力量

在这个快速变化的时代，没有任何一家公司能够独自应对所有挑战。西门子EDA深刻认识到生态系统协作的重要性。凌琳强调，只有通过上下游紧密合作，才能提升良率、缩短研发周期，并实现设计与制造的高效融合。

这种生态思维体现在西门子EDA的各个业务层面。在3D IC领域，企业与代工厂建立参考工作流和PDK；在AI平台方面为客户提供开放接口，支持客户接入自己的数据或AI模型；在供应链管理方面整合各类资源为客户提供一站式服务。

更重要的是，作为西门子集团的一部分，西门子EDA能够充分利用集团在工业自动化、数字化工厂等领域的深厚积累。西门子作为一个覆盖多种工业门类的公司，对各行各业都有深刻理解，这使得西门子EDA能够提供更有针对性的解决方案。

面向未来的思考

我们可以清晰地看到，西门子EDA正在进行的不仅仅是技术升级，更是对EDA行业边界的重新定义。传统的EDA主要聚焦于芯片设计环节，而西门子EDA提出的全面数字孪生概念，将EDA的外延扩展到了整个系统设计、验证、生产和维护的全生命周期。

这种边界的拓展是必然的。正如英伟达CEO黄仁勋提出的观点：“AI将吞噬软件”，技术发展的速度正在加快，变化的幅度也在加大。以私人电脑、互联网和生成式AI的发展曲线为例，每一次技术革命都比前一次更加迅猛。这要求EDA行业必须具备足够的能力来支撑如此快速的技术变革。

在这个过程中，西门子EDA展现出的不仅是技术创新能力，更是对行业发展方向的准确判断。从2007年收购UGS开始，西门子就在为今天的数字化转型做准备。2017年收购Mentor Graphics，更是西门子迈向电子世界的重要一步。这种长期战略布局的眼光，正是西门子EDA能够在今天引领行业发展的重要原因。

站在2025年的时间节点上，我们正处在一个技术变革的关键时刻。半导体行业的快速发展为各行各业的数字化转型提供了基础支撑，同时也对EDA技术提出了前所未有的挑战。西门子EDA提出的“软件定义，AI加持，芯片赋能”战略方向，不仅是对当前挑战的回应，更是对未来发展路径的前瞻性思考。

在软件定义的世界里，硬件和软件的边界正在变得模糊，系统级思维将成为设计的主导逻辑。AI技术的工业化应用将大幅提升设计效率和质量，但这需要建立在严格的工业标准和验证体系基础上。而芯片技术的发展将继续为整个数字化世界提供基础支撑，同时也需要与更广泛的生态系统协同发展。

从这个角度来看，西门子EDA不仅是在为自己的未来布局，更是在为整个行业的未来发展指明方向。在这个万亿美元规模的赛道上，技术创新的每一步都可能影响到无数企业和数亿用户的数字化体验。西门子EDA所承担的，不仅仅是一个工具供应商的责任，更是数字化时代基础设施建设者的使命。

面对这个快速膨胀的世界，如何控制风险、确保产业可持续发展，必须依靠切实的解决方案。西门子EDA正在构建的全面数字孪生体系，或许就是这样一个解决方案的雏形。它不仅仅是技术的集成，更是思维方式的革新，是对整个行业发展模式的重新思考和构建。

在这个充满变数但又充满机遇的时代，西门子EDA的战略选择和技术布局，无疑为整个行业的发展提供了重要的参考和启示。未来几年，我们将有机会见证这一战略的实施效果，也将看到它对整个半导体设计行业乃至数字化世界发展的深远影响。