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编者按
很难确定一个行业的开始日期,以半导体为例。Bardeen,Brittain和Shockley于1947年12月16日开启了第一个工作晶体管,但贝尔实验室直到1948年6月30日才向全世界宣布这一事件,直到1951年才通过许可其晶体管专利开启半导体行业那么,您认为半导体行业的起点在哪里?
德州仪器(TI)的杰克·基尔比(JackKilby)于1958年9月12日使用混合组装(hybridassembly)技术构建了第一个集成电路原型。随后,吉恩·霍尔尼(JeanHoerni)于1957年12月1日将他对平面制造工艺的想法输入到他在仙童半导体(FairchildSemiconductor)的实验室笔记本中,并于1959年5月1日申请专利。1960年9月27日,JayLast和他在FairchildSemiconductor的团队推出了第一个基于Hoerni平面工艺的单片IC。我们使用Hoerni平面工艺的更先进版本来制造IC已有60多年的历史。那么您认为IC行业的起点在哪里?
与这些例子不同,我断言EDA行业是在一个非常具体的日期开始的:1964年5月6日(距今60年)。那是第一届SHARE(SocietytoHelpAvoidRedundantEffort)研讨会的开幕日,该研讨会在马萨诸塞州剑桥举行,由Marie和Pasquale(Pat)Pistilli组织。如果您从未听说过SHARE研讨会,您可能会知道它现在的名称:设计自动化会议(DAC:DesignAutomationConference)。
在20世纪50年代末和1960年代初,PatPistilli在贝尔实验室团队担任工程师,该团队正在为美国正在开发的反弹道导弹(ABM:anti-ballisticmissile系统保障计划开发新型实时计算机陆军保护美国的洲际弹道导弹设施免受多枚来袭核导弹的威胁。为了降低成本,安全保障组织需要利用再入弹道学上的细微差别来区分实际核武器和诱饵武器。为此,保SafeguardProgram需要一台非常快的计算机来分析来自陆基相控阵雷达系统的大量信号,该系统可以同时跟踪多个目标。该计算机所需的估计速度为每秒1000万条指令(MIPS),由多处理器系统提供,每个处理器的运行速度为1.5MIPS。
北达科他州卡瓦利尔县的StanleyR.Mickelsen安全保卫综合体使用由地下发电厂(左)供电的相控阵雷达(右)
EDA会议的想法源于Pistilli与一位在IBM从事类似自动化工作的朋友喝酒时产生的想法。这位朋友的名字叫JoeBehar,在IBM从事图形显示工作。两人定期会面,并意识到与更多也在应对类似挑战的工程师会面会很有用。Pistilli和Behar在1962年迈阿密举办的IEEE研讨会上组织了“物以类聚”(aBirdsofaFeather)会议,该会议非常成功,Pat和MariePistilli于1964年承办了第一届SHARE研讨会。该研讨会接待了130多名与会者并盈利。到了第三年,Pistillis放弃了“SHARE”这个名称,该活动也被称为“DAC”。
60多年来,DAC一直是人们开发或使用计算机来解决电子行业设计和制造挑战的熔炉。最初,由于没有商业EDA行业,大型系统制造商和半导体制造商都在编写自己的软件。除了贝尔实验室和IBM之外,许多大学也在进行重要的EDA软件开发,包括加州大学伯克利分校(UCBerkeley)、加州大学圣地亚哥分校(UCSD)、加州大学欧文分校(UCI)、南加州大学(USC)、卡内基梅隆大学、密歇根大学、麻省理工学院、德克萨斯大学奥斯汀分校和斯坦福大学等等。通用电气、英特尔、RCA、德州仪器等已经达到足够规模的半导体制造商也在开发自己的EDA软件工具,并创建了大型设计自动化部门来开发和维护这些工具。
例如,1974年底,RCA将整期《RCAEngineer》专门介绍了该公司开发的用于IC和系统设计的CAD和EDA工具。这些工具包括:CRITIC(adesignrulechecker)、PLOTS(aCADartworklanguage)和ALACARTE(acomputerizedentrysystemforartwork)。
WallyRhines在其著作《FromWildWesttoModernLife:SemiconductorIndustryEvolution》中描述了德州仪器(TI)的设计自动化工作:“在TI,我们认为我们的内部EDA软件是一种竞争优势。TI的TTL成功很大程度上来自于能够通过“MIGS”系统自动生成掩模,每周推出一种设计。其他半导体公司也有自己的EDA能力。”
Pistillis在余生中一直与DAC保持着密切的关系。PatPistilli于1964年、1965年和1966年担任会议主席,并在接下来的几年中帮助举办了该活动。1984年商业展品的增加让MariePistilli相信DAC现在已经足够大,需要全职的专业管理人员,因此PatPistilli从贝尔实验室退休,然后与Marie共同创立了MPAssociates。他们的公司管理DAC多年。Pistilli夫妇于2000年从MPAssociates退休。MariePistilli于2015年在车祸中受伤后去世。PatPistilli于2020年去世。今年是DAC连续举办61届,DAC的存在归功于Pistillis。Marie和PatPistilli可以轻松地被称为EDA行业之父。
CAD时代
Calma、Applicon、Computervision
商业EDA公司在20世纪60年代开始出现,并形成了某种趋势。在每一代更先进的新EDA工具中,三个公司往往占据主导地位。第一代EDA是数字化时代。计算机和数字化仪(Computersanddigitizers)开始取代包括电气和电子工程在内的所有工程学科中的绘图台和机械绘图机(draftingtablesandmechanicaldraftingmachines)。
CAD(计ComputerAidedDesignorComputerAidedDrafting)时代占主导地位的EDA三巨头包括Calma、Computervision和Applicon。
在深入研究这三个先驱公司的历史之前,了解20世纪60年代初期的电子设计状况非常重要。毫无疑问,您一定见过大型工程绘图的照片,里面摆满了绘图台和机械绘图机。尽管这些照片大多数代表机械、航空和土木工程操作,其中设计了汽车、飞机和结构,但电子设计是相似的。工程师会使用自动铅笔和橡皮在大张牛皮纸上绘制框图或原理图来开始电子设计。从那时起,设计可能会成为印刷电路板,或者最终成为集成电路。然后,电路板或IC布局设计人员会将原理图设计转换为物理布局。
在CAD系统出现之前,多层电路板的开发是通过使用黑纸皱纹胶带和预切粘合垫手工粘贴迹线来开发的。BishopGraphics是这些布局材料的主要供应商。最终,BishopGraphics及其竞争对手开始为晶体管和DIPIC等流行元件生产图案。这些多焊盘图案有助于加快电路板设计速度,但这仍然是一个缓慢且容易出错的手动过程。(注:我在20世纪60年代和1970年代初在高中时使用这些产品设计电路板。)手工编带板(Hand-tapedboards)很有特色。这些板上通常没有直的电路走线,只有弯曲的电路走线。
IC设计需要更高的精度来制作图案掩模(photographicmask)布局。IC布局人员开始擅长从一种称为剥离涂层的材料上切割掩模设计。最著名的剥离涂层品牌是UlanoCorp的Rubylith,该品牌在商业图形行业非常受欢迎,这一行业比20世纪60年代的芯片制造规模大得多。
IC掩模设计者熟练地切割和剥离红宝石片材(peelingsheetsofRubylith),以生产放大的光刻掩模,然后将其光学缩小到实际尺寸以用于IC制造。在切割红宝石时,需要稳定的手和高度集中的注意力才能使用X-Acto刀。与电路板层的图案制作一样,IC掩模制作是一个缓慢且容易出错的手动过程。幸运的是,早在20世纪60年代,IC就只需要很少的掩模。然而,随着IC变得越来越大,掩模层数量不断增加,整个流程自动化的压力也越来越大,电路板制造也是如此。
技术人员对Rubylith掩模进行修正
从手动掩模制作转换为自动化掩模制作的第一阶段是将手绘掩模数字化,然后使用数字化文件驱动光绘图仪,将数字化图案直接写入照相胶片上。
1.
Calma
第一家提供此类系统的公司是Calma,该公司于1964年由RonCone、Calvin和IrmaLouiseHefte以及JimLambert创立。Calma的第一个产品是大型平板数字化仪(digitizer),可以将图纸或其他片材中的数据数字化。这些数字化仪用于从地图制作到印刷电路板和集成电路制造的多种应用。Calma数字化仪使用受限制的光标,通过X和Y电缆将其固定在数字化表面上。由于X轴和Y轴可以独立锁定,Calma数字化仪特别适用于数字化印刷电路和半导体设计,因为它们可以轻松绘制水平和垂直直线。这些数字化仪会将数字化坐标输出到穿孔卡或磁带上进行存储。
最初,Calma数字化仪基于使用硬连线逻辑的专有电子设备。(对于微处理器来说还为时过早。)Calma随后开发了一种基于16位DataGeneralNova1200小型计算机的数字化仪新控制器。与早期的硬连线数字化仪一样,计算机化数字化仪将数据输出到穿孔卡或磁带。高端设备将数据存储在硬盘上。然后,在1969年中期,Calma聘请了JoeSukonick,他为Nova1200小型计算机开发了附加软件,将数字化仪转变为交互式图形系统。他开发的系统出现于1971年,被称为图形数据站或GDS。与当今的大多数系统一样,Calma的GDS通过使用泰克存储管显示器(Tektronixstoragetubedisplay)添加了图形交互性。
Clein使用具有三种不同比例的三角尺制作了一个大型背光灯台,使特征缩放变得更容易。绘图比例为1000倍,因此图纸上的一毫米代表最终IC掩模上的一微米。这是一个完全手动的设计过程,因此存在很多错误和重新绘制的线条。Clein使用可充电电动橡皮擦来帮助纠正错误并做出ECO改变。当图纸完成并检查后,每张聚酯薄膜都通过Calma系统手动数字化。
(作者注:20世纪70年代中期,我在Hewlett-Packard使用相同的设计技术来定义电路板的掩模层。)
尽管公司被出售,其产品也从市场上消失,但Calma从未真正从电子领域消失。原始GDS系统及其后继系统(1978年推出的GDSII)的数据格式沿用并仍然是IC行业用来定义IC掩模组层的标准数据库格式。GDSII文件是整个ICEDA行业所依据的基础交换标准之一。
2.
Applicon
Applicon是三大CAD公司中下一个成立的公司。一群程序员——GaryHornbuckle、FontaineRichardson、RichardSpann和HarryLee——当时在麻省理工学院林肯实验室研究高级交互式图形,他们认为这项技术将为一家新公司奠定良好的基础。最初,他们将公司命名为Analytics,Inc。但是,“Analytics”这个名称已被占用,因此创始人发明了新名称:Applicon。
林肯实验室所做的部分工作是开发使用手写笔在平板电脑上输入的命令手势。这种形式的命令输入成为Applicon产品的定义特征之一。GE是早期投资者,最终拥有该公司28%的股份。最初,该公司的目标是印刷电路板和集成电路设计。早期的系统基于IBM的1130计算机,并使用来自MIT衍生公司Computek的带有存储管显示器、键盘和平板电脑的交互式终端。Applicon选择了IBM1130计算机,因为它可以租赁,并且Applicon认为避免最初购买硬件将有助于某些销售情况。然而,Applicon在只销售了少量基于IBM的系统后,转而使用数字设备公司(DEC)PDP-11小型机。该公司几十年来一直与DEC合作。
与Calma和Computervision专注于向企业绘图部门销售系统不同,Applicon专注于研发实验室的设计部门。与竞争对手不同的是,Applicon提供了泰克存储管显示器(Tektronixstorage-tubedisplays)和基于Applicon自己的基于位片技术(bit-slicetechnology)的高性能32位图形处理器的光栅显示器(rasterdisplays)的组合,该处理器独立于系统的中央处理器处理图形任务。到1981年,该公司90%以上的终端出货量都是光栅设备(rasterdevices)。Applicon还在1977年设计并制造了自己的大幅面喷墨彩色绘图仪(large-format,ink-jetcolorplotter)。该绘图仪不是在线设备。它由磁带驱动器供电。
3.
Computervision
PhilippeVillers在20世纪40年代逃离被占领法国,经加拿大来到美国。在获得哈佛大学本科学位和麻省理工学院MSME学位后,他在GE的管理培训项目中度过了几年。随后,他在PerkinElmer、BarnesEngineering、Singer-GeneralPrecision的LinkDivision和波士顿的ConcordControl工作。1969年,Villers与马丁·艾伦(MartinAllen)创立了Computervision,后者曾是Villers在Singer的老板。除了Singer之外,艾伦还曾在TRW和Martin-Marietta工作过。
该公司将其首款CAD产品命名为CADDS-1(ComputervisonAutomatedDesignandDraftingSystem),瞄准印刷电路和一般2D绘图市场。CADDS-2添加了IC设计功能。尽管该公司最初的目的是将其CAD系统建立在计算机分时系统的基础上,但当时的300波特电信系统(300-baudtelecommunicationssystems)根本不支持交互式设计。CADDS-1和-2运行在16位DataGeneralNova1200小型机上,并使用16位数据库进行设计,很快就达到了极限。
与这个时代的大多数CAD系统一样,CADDS系统使用泰克存储管显示器(Tektronixstorage-tubedisplays)。CADDS-2/VLSI于20世纪70年代末推出,基于在Computervision的CGP-100图形数据处理器上运行的32位数据库,该处理器很大程度上基于DataGeneral的Nova架构,但具有扩展的内存寻址和附加图形指令DataGeneral对Computervision盗用其小型计算机架构并不感到兴奋。
1979年左右的ComputervisionCADDS-3系统
CADDS-3专注于3D机械设计,公司开始对电子市场失去兴趣。1981年1月,Villers在两项新的合资计划遭到拒绝后离开了公司。其中一项建议是建立一种低成本系统,将计算机和终端组合成一个集成系统。今天,我们将这些称为系统工程工作站,它们将在20世纪80年代成为一项巨大的业务。Villers的另一个建议是将Computervision带入机器人和人工视觉市场。离开Computervision后,Villers创立了一家名为Automatix的公司,进入了这两个市场。
最终,Computervision将采用Sun工作站并结束其计算机制造工作。到20世纪80年代末,Computervision坚定地专注于机械和AEC(建筑、工程和土木或建造)市场。PrimeComputer于1988年收购了Computervision,但该公司几年前就不再是电子市场的一股力量。
与此同时,三个新公司正在稳步前进。
这些公司并不是CAD公司,因为电子行业现在需要的设计支持超出了计算机辅助绘图所能提供的范围。该行业需要CAE(计算机辅助工程)系统来提高生产力,该系统是为满足开始开发复杂多层电路板、定制IC和门阵列的电子工程师的需求而量身定制的。20世纪80年代,三个新公司崛起,引领了这个爆炸性的新市场。
CAE时代
Daisy、Valid和MentorGraphics
到20世纪70年代末,包括Calma、Applicon和Computervision在内的领先CAD公司开始对电子市场失去兴趣,转而转向机械CAD。这种兴趣的缺乏很可能反映了电子和半导体公司对高效绘图系统之外的其他东西的需求。CAD系统生成的绘图完全能够生成电路板和IC的光掩模,但这些系统能够理解多边形。他们不理解这些多边形所代表的电子设备。CAD系统可能知道14针和40针DIP之间的区别,但他们不知道NAND门、微处理器或DRAM是什么。
随后,1979年,加州理工学院(Caltech)的卡弗·米德(CarverMead)教授和施乐帕洛阿尔托研究中心(XeroxPARC)的林恩·康威(LynnConway)向电子行业投下了一颗重磅炸弹——出版了一本名为《IntroductiontoVLSISystems》(通常被称为“MeadandConway”)的教科书。该教科书提出了一种结构化IC设计方法,该方法基于Mead从1970年开始在加州理工学院教授的MOSIC设计课程,以及Conway的许多实际贡献。
1976年,施乐帕洛阿尔托研究中心邀请米德教授他的课程的高度压缩的3天版本。1973年加入PARC的林恩·康威(LynnConway)就在观众席中。在加入PARC之前,Conway在IBM和Memorex开发计算机架构。她抓住了Mead的想法,开发了可扩展的设计规则和用于开发VLSIIC的正式方法,并创建了一种多项目芯片(MPC:multiprojectchip)方法,用于将多个设计放在一个晶圆上,以降低IC原型设计的成本。
1976年初,施乐帕洛阿尔托研究中心(XeroxPARC)和加州理工学院(Caltech)启动了一项合作研究项目,旨在探索更简单的硅设计系统方法。加州理工学院的米德和帕洛阿尔托研究中心的康威加入了该项目。Mead向PARC教授MOS设计,Conway向Mead教授计算机架构和设计。加州理工学院硅结构项目的其他企业合作伙伴包括IBM、英特尔、数字设备公司和惠普。这次合作最重要的成果被称为VLSI设计的Mead-Conway方法。1976年Mead在PARC发表演讲后不久,DougFairbairn就开始为Conway工作。Fairbairn在他的口述历史中描述了所发生的事情:
“因此,在76年到78年期间,我主要与Lynn[Conway]合作,帮助完善这种方法并找出哪些有效,哪些无效,设计芯片,制造它们,弄清楚如何你”我们要制作掩模,如何制作多项目芯片。另一个人艾伦·贝尔(AlanBell)当时也加入了。因此,林恩[康威]开始围绕整个活动建立一个真正的小组。然后就在那里,我不知道他们具体什么时候开始,但林恩和卡弗开始合作编写《IntroductiontoVLSISystems》一书。
“……每个人都问,是Carver写的吗?是Lynn写的还是别的什么?显然,核心思想都是从Carver开始的。Lynn的背景是计算机体系结构。但她可以看到——她可以看到VLSI所承诺的未来,就像IvanSutherland看到的那样,如何将某些计算机架构映射到非常高密度、高性能的VLSI电路中——如果你认为它们是VLSI架构,而不是普通的门级架构。”
“……Lynn与Carver合作写了这本书。Lynn亲自写了这本书。我认为书中的每个角色都是Lynn打造的。但大多数高层次的想法都来自Carver。所以,Carver仍在加州理工学院任教。他每周会来一两天。他们通常会坐在Lynn的办公室里聊天。Lynn会打字,因为她有一台Alto(电脑)并且正在打字。使用Alto,您可以绘制图表和图片以及所有这些东西。所以,她创作了那本书,实体地创作了这本书,并且我确信,她贡献了许多详细的想法、说话的方式等等。她非常注重细节。所以,这在很大程度上是一次合作。我的意思是,如果没有他们中的任何一个,这本书就不可能出现。Carver永远不会写它。Lynn永远不会有这个想法。所以,这是一个完美的合作范例。”
Mead-Conway设计方法的消息通过IC设计的大学课程和企业课程传播开来。
1978年,Conway根据这些材料在麻省理工学院教授了类似的课程,她丰富的讲师笔记和录像带被数十名大学教授用来培训整整一代IC设计工程师。基于这种方法并使用教科书手稿和Conway教学笔记和录像带的课程由加州理工学院的IvanSutherland、卡内基梅隆大学的RobertSproull和圣路易斯华盛顿大学的FredRosenberger讲授。
突然之间,更多想要设计自己的专用IC的工程师现在有了一种方法来实现这一目标。当然,他们需要更好的工具。因此,Mead-ConwayVLSI设计方法引发了计算机辅助工程(CAE:computer-aidedengineering)工具的新浪潮,并培训了许多开发这些工具的工程师。这一浪潮在20世纪80年代初袭来,三家公司的诞生在这十年中占据主导地位:DaisySystems、MentorGraphics和ValidLogic。
DaisySystems
两位英特尔工程师AryehFinegold和DavidStamm于1980年或1981年创立了DaisySystems。(这两年在不同的历史中都有出现。)DavidStamm于1974年1月加入英特尔,成为该公司微处理器团队的第六人。最初,他修复了公司4004和4040微处理器中的错误。然后,他设计了Intel4308,这是Intel4040的支持芯片,结合了1KBROM和一些I/O扩展端口。随后他加入了英特尔的8048微控制器项目。Stamm在接受母校普渡大学采访时表示:
“在英特尔,我的一位同事决定创办自己的公司。他正在享受一生中最快乐的时光。我看到他的公司从构思阶段到交付产品的进展,我决定这就是我想做的事情。我花了很多夜晚和周末与我的第一家公司DaisySystems的另一位最终创始人一起集思广益,讨论了几个不同的想法。”
“我们问了很多问题:这个产品有市场吗?我们可以建造它吗?我们会把它卖给谁?我们回到了一个接近我们所知道的想法。DaisySystems将构建软件,英特尔的工程师可以使用该软件更好地设计微处理器。他们的工作将变得不那么劳动密集并且更加高效。Daisy从1980年中期的一个想法发展成为1985年底价值1.4亿美元的公司。”
Stamm提到的同事是阿耶·费内戈尔德(AryehFinegold),他在开始工程生涯之前曾担任以色列国防军的伞兵指挥官。1977年,他移居美国,开始在英特尔工作,领导一个开发下一代微处理器架构的团队。在英特尔工作期间,他注意到电子设计缺乏自动化,并决定他可以为此做点什么。Finegold和Stamm从英特尔招募了其他几位工程师,并创办了DaisySystems。他们还聘请了Calma电子部门的营销副总裁HarveyJones,并任命VinodKhosla为首席财务官。
Daisy迅速成为CAE领导者,提供用于原理图捕获、逻辑仿真、模拟SPICE仿真、时序验证、参数提取、印刷电路板设计和半导体芯片布局的各种设计工具。正如当时常见的那样,Daisy设计了自己的工作站来运行其设计工具。Daisy的Logician和Gatemaster工作站及其后续产品基于Intel微处理器,并添加了硬件图形加速。
DaisyLogician工作站,约1983年
Daisy的CAE工具曾一度大受欢迎,但后来却不再受欢迎。
从1980年到1985年,Daisy的销售额从零飙升至1.22亿美元,但公司的命运在1986年发生了逆转,因为其专有工作站的选择使公司陷入了困境。对于CAE时代的多家公司来说,同时升级CAE软件和工作站的硬件设计是一个糟糕的决定。1986年中期,Daisy的股价从37美元跌至5美元,董事会罢免了Finegold。1989年,Finegold在接受采访时为自己的记录进行了辩护,他说:“多年来,任何向Daisy投资10,000美元的人都会收到300万美元。如今,Daisy的前200名员工全部都是百万富翁,其中包括秘书和门卫。”
1988年,Daisy决定通过收购Cadnetix(另一家成立于20世纪80年代初、专门从事印刷电路板设计的CAE公司)来尝试增强其销售额。Daisy聘请BearStearns作为此次收购的财务顾问。然而,Cadnetix不希望根据拟议条款被收购,因此Daisy通过收购Cadnetix股票发起了敌意收购。BearStearns和Daisy随后修改了合作条款,表示BearStearns还将协助Daisy获得交易融资。BearStearns签发了两份金额分别为5000万美元和1亿美元的高度自信的信用证,为该交易提供融资。
大约1985年的CadnetixCAE和CAD工作站
在得知BearStearns有意为此次收购提供资金(无论是敌意与否)后,Cadnetix改变了立场,开始就友好收购或合并进行谈判。Daisy和Cadnetix同意分两阶段合并,Daisy将首先以现金购买50.1%的已发行Cadnetix股票。然后,六个月后,Daisy将使用现金和可转换债券购买剩余的股票。完成第一期后,Daisy开始安排第二期的融资,但事情进展并不顺利。Daisy被迫向BearStearns申请过桥贷款。该请求被拒绝,但BearStearns告诉黛西,海勒金融愿意为第二阶段的合并提供资金,但条件对Daisy不利。最终,整个反向收购/合并失败了。合并后,Daisy的财务状况恶化,债权人迫使该公司于1990年根据美国破产法第11章非自愿破产。
(注:从1982年到1985年,我在Cadnetix设计了基于Motorola68000微处理器系列的工作站。在这次合并业务开始之前我就离开了。)
ValidLogic
1980年,Jared“Jerry”Anderson博士想要创办一家新技术公司。他创立了多家初创公司,包括DecisionInc(一家为DataGeneral小型机提供磁盘和磁带控制器的供应商)和TwoPiCorp(生产执行IBM370指令集的小型机)。TwoPiV32小型机基于由4位AMD2901处理器片构建的微编码处理器。BallCorp收购了Decision,Inc,NVPhilips收购了TwoPi。Anderson希望继续他的连续创业精神,他的追求将他带到了劳伦斯·利弗莫尔国家实验室(LLNL:LawrenceLivermoreNationalLab),那里的两名博士生汤姆·麦克威廉姆斯(TomMcWilliams)和科特·维多斯(CurtWiddoes)在过去五年里一直致力于S-1超级计算机项目。
Anderson来到LLNL并非偶然。这些都是熟悉的地方。当LLNL更名为加州大学辐射实验室利弗莫尔分校时,安德森在LLNL获得了自己的博士学位。他曾在开发hydrogenbubblechamber的团队中工作,该室用于研究粒子相互作用和共振态。LuisWAlverez教授领导了该团队,并因这项工作荣获1968年诺贝尔物理学奖。当联邦为LLNL的工作提供的资金开始枯竭时,Anderson离开了LLNL,开始发展高科技业务。
Anderson读过有关为S-1计算机项目开发的SCALD设计工具的已发表论文,该项目是劳厄尔·伍德(LowellWood)博士的创意,他是LLNL的物理学家,也是爱德华·泰勒(EdwardTeller)的得意门生。伍德设想S-1项目分为五个阶段,但只完成了前两个阶段。第1阶段于1978年完成,称为Mark1。它是一台单节点、10-MIPS计算机,由5300个主频为10MHz的ECL-10KIC构建而成。Widdoes和McWilliams设计了MarkI硬件。MikeFarmwald编写了微代码。JackRubin加入了团队并帮助调试机器。MarkIIA计算机是一款基于ECL-100KIC的15-MIPS计算机,直到ValidLogicSystems成立后才完成。
然而,S-1项目最重要的部分不是硬件,而是为创建硬件而开发的图形化、分层设计工具。这些工具统称为SCALD(structuredcomputer-aidedlogicdesign:结构化计算机辅助逻辑设计)。第一代SCALD工具基于斯坦福大学绘图系统(SUDS:StanfordUniversityDrawingSystem),这是一种图形原理图捕捉系统。SUDS类似于Calma、Applicon和Computervision的第一代2DCAD工具。McWilliams编写了宏扩展器,Widdoes编写了有线路由器和网表程序,以完善第一代SCALD工具集。第二代SCALD工具增加了打包器(packager)、时序验证器和自动布局器,分别由Widdoes、McWilliam和Rubin编写。
这三人同意与Anderson一起创立ValidLogicSystems,该公司于1981年1月成立。最初,Widdoes加入Anderson一起创办了公司。McWilliam和Rubin留在LLNL完成MarkIIA计算机,但同时担任ValidLogic的顾问。SCALD软件已进入公共领域,成为ValidLogicSystems开发的工具的原型。事实上,该公司最初的名称是SCALDCorp,但财务支持者并不关心这个名字。SCALD工具是大学级别的。它们没有被产品化,而是用Pascal编写的,因此在Valid工具的开发过程中,它们被完全用C重写,该工具最初专注于门阵列和电路板设计。与Daisy一样,Valid选择设计和构建自己的工作站硬件。这是一个显而易见的选择,因为该公司是由一群计算机设计师创立的。
MentorGraphics
与在硅谷及其周边地区起步的Daisy和Valid不同,MentorGraphics的故事始于更北的俄勒冈州比弗顿。TomBruggere在主要大型计算机制造商之一的Burroughs工作了几年后,于1977年初加入泰克(Tektronix)。他离开Burroughs是为了躲避南加州拥挤的人群。Bruggere的专长是软件。在Burroughs,他开发了操作系统。在泰克,他负责管理公司台式计算机的软件应用程序开发。当时,泰克公司提供了一款基于该公司存储管显示技术的台式计算机。显示技术在20世纪70年代几乎被所有CAD公司所采用,但泰克并不是一家计算机公司,其4051台式计算机配备8位摩托罗拉6800微处理器以及大型、缓慢的DC300集成磁带驱动器,无法与Tektronix竞争。诸如主要竞争对手惠普的9825和9845之类的机器。(相信我,我当时在惠普台式电脑部门工作。)
泰克于1979年开始开发下一代台式计算机。该公司计划开发自己独特的微处理器IC,从头开始为该专有处理器编写操作系统,为其独特的存储管显示器创建图形子系统,并开发用于这个完全专有系统的应用软件套件。Bruggere看出这个项目正在走向麻烦,当它在1980年崩溃时,他开始认真考虑创办自己的公司。
“根据我们的才能和背景,我们知道该产品应该与计算机图形学有关,并且没过多久我们就确定最有前途的应用领域是计算机辅助工程或CAE——计算机图形学的自动化为设计复杂集成电路和印刷电路板的工程师提供原理图捕获和仿真。”
当然,正是在同一时期推动了Daisy和Valid的创作的同样的观点。Bruggere首先离开泰克,一个月后,同样来自泰克的GerryLangeler和DaveMoffenbeier加入。三人于1981年4月创立了MentorGraphics,并开始聘请软件工程师来开发创建CAE工作站所需的程序。然而,与Daisy和Valid不同的是,Mentor并未开发专有工作站。由于Bruggere之前在Burroughs和Tektronix从事过硬件开发,因此他不愿意让Mentor重新学习这些经验教训。幸运的是,Mentor的一位最初支持者也投资了最早的工作站公司之一ApolloComputers,因此Mentor最初采用了Apollo工作站,并通过与Apollo的OEM协议进行销售。CAE时代的DMV公司都从硬件销售中获得了可观的收入。
随着公司成立并选定工作站硬件,核心团队开始招募工程师(主要来自泰克)来开发所需的软件。他们的目标完成日期是1982年6月在拉斯维加斯举行的设计自动化会议。他们在最后一刻匆忙完成IDEA1000CAE工作站,但及时做好了演示准备。IDEA1000CAE工作站大受欢迎,Mentor团队为未来的销售拜访做了多次预约。到1982年底,该公司成功交付了价值约160万美元的CAE系统。从那时起,Mentor的收入稳步攀升,直到1990年出现了麻烦。
Mentor决定重写其整个软件套件,以适应具有统一数据库的统一框架。新产品被称为version8.0(eightdotoh)。然而,该公司在应对version8.0时本质上是试图吞下一条鲸鱼。该产品延迟严重,以至于“eightdotoh”在Mentor销售人员和客户中被广泛称为“latedotslow”。更糟糕的是,由于Mentor的客户知道该软件的新版本即将推出,因此由于奥斯本效应,当前产品的销量在1991年下降,并在1992年和1993年继续下降。当version8.0最终到来时,它的性能验证了其绰号中的“slow”部分。Mentor现在正处于严重的生存危险之中。Langeler和Moffenbeier离开了公司,新任首席执行官WallyRhines上任。随后,Mentor为了生存经历了痛苦的转变——不再是一家CAE公司,而是一家EDA公司。
EDA时代
Cadence、Synopsys和MentorGraphics
不断上升的复杂性推动了功能更加强大的电子设计工具的诞生。当电路板和IC布局摆脱了铅笔、纸张和手工操作的限制时,Applicon、Calma和Computervision的CAD工具出现了。当第一个门阵列出现时,多边形表示不再足够(whenpolygonrepresentationsnolongersufficedasthefirstgatearraysappeared),Daisy、Mentor和Valid的CAE工具出现了。这些CAE公司试图为IC和电路板提供一体化设计套件。
然而,摩尔定律导致IC的复杂性远远超出了这些CAE设计工具套件的能力。更复杂的IC需要更精细的工具来进行逻辑仿真、时序分析和设计规则检查,从而推动CAE时代演进到EDA时代。与CAD和CAE时代一样,三个公司再次主导了EDA时代:Cadence、Synopsys和MentorGraphics。
CadenceDesignSystems
JimSolomon于1960年越南战争期间从加州大学伯克利分校获得了电子工程硕士学位。他很快就在加利福尼亚州里弗赛德的摩托罗拉系统研究实验室找到了一份工作,因为正如Solomon在他的口述历史中解释的那样,“这必须是一份国防工作,否则我就会被征召入伍。”在雷达和导弹控制系统领域工作了三年后,他意识到自己不想再从事军事项目了。Solomon调到位于菲尼克斯的摩托罗拉半导体产品部门,并在接下来的七年里设计模拟IC,包括运算放大器、稳压器、模拟乘法器、TV电路和立体声解码器。
1980年左右,Solomon开始与加州大学伯克利分校的DonPederson教授(SPICE的创建者)、AlbertoSangiovanni-Vincentelli和RichardNewton讨论他的IC设计自动化想法。最初,Solomon认为他会为国家半导体公司的团队开发设计工具。最终,Solomon意识到他的想法和抱负对于一家半导体公司来说太大了。在他的口述历史中,他说:
“我考虑了几个星期,最后决定最好的方法是成立一家由半导体公司联盟(CAD工具的客户)资助的新公司。对于像美国国家半导体这样的公司来说,单独融资需要太多资金。”
Solomon向国家党首席执行官CharlieSpork提出了这个想法。在他的口述历史中,他说:
“大多数首席执行官都会担心我可能会跑去一家初创公司——他们会尽一切努力劝说我不要这样做。那是我的顶头上司的立场。Charlie却反其道而行之。他尽其所能地帮助了我,并成为了这家新企业的第一位投资者。”
凭借这笔种子资金,Solomon拜访了美国和欧洲约20个潜在的半导体合作伙伴。首先只有HarrisSemiconductor公司认同Solomon的愿景。最终,LMEricsson加入。SolomonDesignAutomation(SDA)于1983年7月成立,并立即开始招聘。十八个月后,该公司在拉斯维加斯1985DAC上展示了其首个EDA系统。
SDA主要专注于IC设计工具,反映了Solomon在IC设计方面数十年的经验。随着销售额的增长,SDA于1987年开始考虑首次公开募股。该公司为首次公开募股做好了准备,并将其定于1987年10月19日星期一。在股票市场上,这一天被称为黑色星期一,因为这一天是道琼斯工业指数平均下降22.6%,为此SDA取消了IPO。
相反,SDA决定通过与另一家已上市的EDA公司ECAD合并来上市。GlenAntle于1982年与PaulHuang和PingChao共同创立了ECAD。当Gould收购该公司并分拆其CAD部门时,Antle一直在系统工程实验室(SEL)的微电子产品部门工作。该小组后来成为ECAD,于1983年推出了名为Dracula的设计规则检查器。Dracula很快就占领了市场。
ECAD于1987年上市,即黑色星期一前几个月,并于1988年与SDA合并。合并后的公司更名为CadenceDesignSystems。
Synopsys
根据AartdeGeus的口述历史,他在到达德克萨斯州达拉斯的南卫理公会大学(SMU:SouthernMethodistUniversity)攻读博士学位的那一刻就遇到了RonRohrer。Rohrer在加州大学伯克利分校编写了SPICE模拟器的前身,该模拟器被称为“ComputerAnalysisofNonlinearCircuits,ExcludingRadiation”或CANCER。与此同时,Rohrer刚刚成为SMUEE系的主席。同一天,Rohrer成为deGeus的博士生导师。那次会议和这种关系的好处立即开始并持续了很多年。
正如deGeus在他的口述历史中描述的这种持续的关系:
“我最终在他的地方呆了三个月,这给指导某人的概念赋予了新的含义。事实证明,我认为Ron一生中大约只有八九个博士生,而且我认为他们都做出了各种形式的相当好的贡献。但其中一部分是通过一起喝一杯酒来培养的。
“但发生的另一件事是,当我在那里呆了三个月时,他同时成为了通用电气的经理,并基本上与我签约开始在通用电气工作。他说:“好吧,你在通用电气工作期间可以攻读博士学位。”好吧,现实是,我确实在晚上完成了博士学位,很快GE的工作就变得非常有趣,而且我也有机会在那里构建东西。”
GE是最早的半导体制造商之一,于1954年创建了GESolidState来生产锗晶体管。该公司于1980年收购了半导体制造商Intersil,然后于1981年4月1日收购了最初的CAD公司之一Calma。GE还在北卡罗来纳州创建了一个电子设计自动化小组,Rohrer和deGeus于1981年搬到了那里。1985年的经济低迷加上Calma糟糕的财务业绩严重影响了通用电气首席执行官杰克·韦尔奇的管理智慧。韦尔奇认为还有更有利可图的事情可以做,通用电气失去了对半导体的兴趣。
面对迫在眉睫的裁员(韦尔奇的绰号是“NeutronJack”,因为他轻松地解雇了通用电气的员工,同时保留了建筑物以削减成本并提高生产率),deGeus采访了其他涉及半导体的公司,发现许多技术GE的设计自动化小组开发的软件相对于其他公司的类似部门来说是相当先进的。
于是,deGeus以JimSolomon最初的SDA商业计划为模板,为一家EDA公司写了一份商业计划,并提交给GE的副董事长。在那次会议上,他得到了肯定,并承诺提供100万美元的风险投资。他的商业计划要求筹集500万美元,因此他所需要做的就是再筹集400万美元。
这项任务花费了一个多小时,deGeus也于1986年创立了自己的EDA业务,最初称为OptimalSolutions。一年后,该公司更名为Synopsys。该公司的第一个产品是逻辑综合工具。
此前,GE的设计自动化团队开发了一种名为SOCRATES的逻辑综合程序,以帮助开发GE门阵列的设计。正如deGeus在他的口述历史中所解释的那样:
“第一个好处是您可以编写函数,20分钟后,您实际上就会得到一个网表。这就是所谓的自动化。第二个好处是,与手动操作相比,[SOCRATES]通常使用更少的门。就在那里,这是一个很大的好处,因为越少越好,因为越少的芯片最终会进入更小的区域。后来的好处是,随着我们的发展,我们也设法开始考虑,“好吧,通过这个的最长信号在哪里,我们可以让它更短吗?”即,我们能让电路更快吗?在接下来的几年里,它本身发生了巨大的变化,并在这个故事的后面真正成为了一个与众不同的因素。但本质上,它是人类可以完成的步骤的自动化,如果你有三、四个门,人类就非常好。当你有了30个[门]的时候,就真的很难了。到了300个的时候,手动就完全不可能了。”
Synopsys重写了SOCRATES,从Fortran移植过来。然后deGeus带着演示程序上路了。他的一站是SunMicrosystems,在那里他向Sun创始人AndyBechtolsheim演示了该工具。deGeus在他的口述历史中描述了接下来发生的事情:
“他们决定做一个基准测试,基准测试意味着当时人们会给我们一个他们已经设计好的电路,看看我们是否可以改进它。我们把电路放进去,实际上只用了几分钟,我们就得到了尺寸缩小了30%、速度加快了30%的东西。当然,第一反应是:‘这是错误的。不可能。我已经在这条赛道上辛苦工作了三周或三个月。这不可能是正确的。好吧,我们回家看看。”大约两三周后,他们回来说这是对的。'我们检查了一下。这确实有效。”
此类演示牢固地确立了Synopsys作为EDA巨头的地位。与Cadence的Costello一样,deGeus随后开始创建一个EDA帝国。
“Mentor对Version8.0的押注使其从EDA领域的第一名上跌到第三名。大多数软件公司永远无法从这种衰退中恢复过来。然而,我带着乐观的态度来到Mentor。毕竟,大多数产品迭代失败的公司可以迅速转向现有的其他创新,并重新产生动力。然而,货架上没有太多可供构建的东西,公司中几乎每个人都被转移到Falcon[Version8.0]项目以试图挽救它。
“通过一些痛苦的裁员和Version8.0支出的减少,我们能够阻止现金流失,这使我们能够找到可以成为事实上标准的领域。架子上并不是完全空荡荡的。例如,尽管Falcon8.0版本过渡遇到困难,Mentor的系统设计业务仍然取得了成功。当时负责PCB业务的RussHenke并不相信Version8.0能够发挥作用。因此,他走上了许多公司常见的一条悄悄不合规的道路。他指示他的PCB团队开发一个与Version8.0接口的“Version8.0”,以防万一它起作用,然后继续投资传统的PCB设计业务,在整个Version8.0混乱时期和进入1990年代,PCB收入持续增长。
“在宣布Version7.0不会扩展,但只要该环境可用时就会被Version8.0取代后,Mentor销售人员几乎没有什么可卖的。创新的销售团队与“增值服务”团队合作,为不受Version8.0过渡影响的现有产品寻找新用户。PCB原理图捕获(schematiccapture)就是其中之一。他们[增值服务集团](theValueAddedServicesgroup)在波特兰找到了当地客户Freightliner,该公司制造卡车,现在归戴姆勒所有。
“说服他们从手动布线设计转向EDA并不容易,但他们成为了名为“LCable”的“field-developed”产品的第一批采用者,该名称反映了其在布线设计和验证中的使用以及卡车和汽车的线束。其他汽车和航空航天公司的采用进展缓慢,但从1992年开始的十年里,汽车和航空航天电子的复杂性大大增加,以至于对EDA的需求变得显而易见。”
Rhines在德州仪器(TI)工作时是Mentor的客户之一,他知道Mentor拥有领先的仿真技术。不幸的是,该技术已被出售给QuickturnDesignSystems。Rhines还知道Mentor已经签署了TI物理验证软件的OEM许可协议,并将其作为“Checkmate”工具出售,因此这似乎是该公司的一个可能的优势。然而,TI拒绝延长Checkmate许可证,因此Mentor购买了该软件的权利,重写了该软件,并以“Calibre”的名称进行销售。新工具箱中又多了一项工具。Mentor能够让主要的IC代工厂(TSMC、UMC和GlobalFoundries)采用Calibre。
Rhines写道:“随着事情的进展,Mentor拥有了许多强大的、甚至是一流的工具:Calibre物理验证、Tessent测试设计、ExpeditionPCB设计、Calypto/Catapult高级综合、汽车嵌入式电子产品以及其他八个工具,按照官方GarySmithEDA分析中提供的指标。幸运的是,Synopsys最终决定他们不必做所有事情;他们只需要做一些事情即可。他们可以追求Mentor没有追求的新领域。这使得多元化水平在EDA行业中并不常见。”
在努力扭转局面的过程中,Rhines成功创建了Mentor的EDA帝国。舞台已经搭建好了。EDA版本的《权力的游戏》即将开始。
收购时代
EDA收购时代紧随EDA时代到来。
SDA于1987年与ECAD合并成立Cadence,新公司的第一次收购是在1989年。迄今为止,该公司已进行了近40次收购;Synopsys成立于1986年,首次收购发生在1990年。迄今为止,该公司已进行了100多次收购;MentorGraphics在1993年左右从一家垂死的CAE公司转型为一家充满活力的EDA公司,其转型后的第一次收购是在1997年。该公司在2017年被西门子收购之前至少进行了15次收购。
这三家领先的EDA公司都参加了这场收购竞赛,试图在EDA领域超越其他两家竞争对手。
以下是三大EDA公司的收购清单,按日期、被收购公司名称和购买技术列出。这些列表并不详尽,但显示了这些EDA初创公司提供的工具和技术的多样性。这份清单令人难以置信。
Cadence的收购
2024InvecasInc–Designengineering,embeddedsoftware,andsystem-levelsolutionsprovider
2023IntrinsixCorporation–Semiconductordesignservicesprovider
2023Rambus–SerDesandmemoryinterfacePHYIP
2022OpenEyeScientific–Computationalmolecularmodelingandsimulationsoftware
2022FutureFacilities–Computationalfluiddynamics(CFD)forelectronicscoolingandenergyperformanceoptimization
2021Pointwise–CFDmeshgeneration
2021NUMECA–CFD,meshgeneration,multi-physicssimulation
2020InspectARAugmentedInterfaces–Augmentedrealitydesignsoftware
2020IntegrandSoftware–AnalysisandextractionsoftwareforlargeICsand3Dpackages
2019AWRCorporation–WirelessRFapplicationdesignsoftware
2017Nusemi–High-speedserializer/deserializer(SerDes)communicationsIP
2016RocketickTechnologies–Multi-coreparallelsimulator
2014JasperDesignAutomation–Formalanalysisandverification
2014ForteDesignSystems–High-levelsynthesis(HLS)
2013Evatronix–SemiconductorIP
2013Tensilica–ConfigurableprocessorIP,dataplaneprocessingIP
2013CosmicCircuits–Analogandmixed-signalIPformobiledevices
2012Sigrity–Signal,power,andthermalintegrityanalysis,ICpackagedesign
2011Azuro–Clockconcurrentoptimization
2011AltosDesignAutomation–FoundationalIPcharacterization,standard-celllibraries
2010DenaliSoftware–Memorymodels,designIP,verificationIP
2008ChipEstimate–IPportal,IPreusemanagement
2007ClearShape–Designformanufacturing(DFM)
2007Invarium–Lithographymodelingandpatternsynthesis
2006Praesagus–Manufacturingvariationprediction
2005Verisity–Verificationautomation,hardwareacceleration
2004Neolinear–Analogandmixed-signalIClayout,circuitsizing
2003Verplex–Formalverification,equivalencecheckers
2003K2Technologies–MaskLayoutPreparation
2003CelestryDesign–Densemodeling,full-chipcircuitsimulation
2002IBM’sDFTtools&group–Design-for-test(DFT)software
1999OrCADSystems–PCBandFPGAdesign
1998QuickturnDesignSystems–Emulationhardware
1998BellLabsDesignAutomation–Simulationandverificationsoftware
1997Cooper&ChyanTechnology+UniCAD–Placementandroutingsoftware,PCBDesign
1993ComdiscoSystems–Digitalsignalprocessingandcommunicationsdesign
1991ValidLogic–Gate-leveldesignsoftware
1990AutomatedSystems,Inc–PCBDesignAutomation
1989GatewayDesignAutomation–Simulationsoftware
Synopsys的收购
Synopsys收购的公司比Cadence或Mentor还要多。该公司对其收购进行了分类,并认为其中一些收购具有战略性。战略收购在下面以斜体字显示。
1、SoftwareSecurity&Quality
2022WhiteHatSecurity–Dynamicapplicationsecuritytesting(DAST)
2021CodeDx–Applicationsoftwaresecurityriskmanagement
2020TinfoilSecurity–DASTandapplicationprogramminginterface(API)testing
2017BlackDuckSoftware–Solutionsforsecuringandmanagingopen-sourcesoftware
2017Forcheck–Staticcodeanalysis
2016Codiscope–Codesecuritytools
2016Cigital–Securitymanagedandprofessionalservicessoftware
2015GoannaSoftware–Staticsourcecodeanalysistools
2015Protecode–Open-sourcesoftware(OSS)licenseandsecuritymanagement
2015Seeker–Softwaresecurityandinteractiveapplicationsecuritytesting(IAST)
2015Codenomicon–Softwaresecurity
2014Kalistick–Cloud-basedsoftwareQA
2014Coverity–Quality,testingandsecuritytools
2、VerificationandPrototyping
2023Imperas–Processorsimulationmodelsandmodeling
2023PikeTec–Automotivesoftwaretestingandverification
2020TerrainTechnologies–SystemVerilogforICdesignandverification
2019DINIGroup–FPGA-basedboardsforemulationandproductdevelopment
2019QTronicGmbH–Simulation,testtools,andservicesforautomotivesoftware
2016WinterLogic–Faultsimulation
2015Atrenta–Staticandformalverification
2012SpringSoft–ICdesignsoftware
2012EVE–FPGA-basedemulationplatforms
2012ExpertIO–VerificationIP(VIP)
2011nSys–VIP
2010ZeroSoft–LogicVerification
2010VaSTSystems–Virtualprototyping
2010Nusym–Functionalverification
2010CoWare–Electronicsystemsdesign
2008Synplicity–FPGAandICdesign,rapidprototyping
2008CHIPit–End-to-endverification
2007ArchPro–PowermanagementforICdesign
2006Virtio–Virtualprototyping
2003QualisVIP–VerificationIP
2002Co-DesignAutomation–SOCverification
2001CLevelDesign–Simulationacceleratortechnology
2000LedaSA–AMSIP
2000VirSim–HDLdebuggerandanalyzer
1999Covermeter–Verilogcodecoveragetool
1999Apteq–Veriloganalogsimulationtools
1998SystemsScience–Simulationandtesttools
1998RadiantDesignTools–Simulationoptimizationtools
1997Viewlogic–ICdesignandsimulationtools
1995Arkos–Logicemulation
1994LogicModeling–Softwaremodelsandhardwaremodellingsystems
1994CADIS–DSPdesigntools
1994Arcad–VHDLmodelsfortelecommunications
1993ExperTest–Faultsimulation
1990Zycad–Gate-levelsimulation
3、SiliconIP
2020INVECASIP–Logic,embeddedmemory,generalI/O,analog,andinterfaceIP
2019eSiliconIP–MemoryIP
2018SiliconandBeyond–High-speedSerDesIP
2018KilopassTechnology–Non-volatilememoryIP
2017SidenseCorporation–Non-volatilememoryIP
2015BluetoothSmartIPfromSiliconVision–WirelessIP
2015Elliptic–SecurityIP
2014TargetCompiler–ProcessorIPandtools
2012SerDesIPfromMoSys–SerDesIP
2012Inventure–InterfaceIP
2010VirageLogic–InterfaceandanalogIP
2009MIPSAnalog–AnalogIP
2007MOSAIDSIP–DDRmemoryandmemoryPHYIP
2005TriCN–I/OandSerDesIP
2004LEDADesign–Digitalandmixed-signalIP
2004Cascade–PCIeIP
2004Accelerant–High-speedSerDesIP
2004Progressant–Low-powertransistorIP
2002inSilicon–USBIP
1995SiliconArchitects–StructuredASICdesignIP
1993CompiledDesigns–VHDLmodelingandsimulationtools
4、SiliconEngineering
2021ICandFlatPanelDisplaySolutionsfromBISTel–Yieldmanagement/predictionsoftware
2020LightTec–Opticalscatteringmeasurementsandmeasurementequipment
2018PhoeniXSoftware–PhotonicICdesignautomation
2017Quantumwise–Materialsmodelingfor5nmprocessesandbelow
2016GoldStandardSimulations–TCADandEDAsimulationsoftware
2016Simpleware–3Dscanconversionsoftware
2014BrandenburgGmbh–Opticsdesign,optimization,andsimulationsoftware
2012RSoftDesignGroup–Photonicsdesignandsimulationsoftware
2012MaskSynthesisfromLuminescentTechnologies–Inverselithographytechnologyforphotomaskgeneration
2010OpticalResearchAssociates–Opticaldesignsoftware
2006SIGMA-C–Optical,e-beam,andnext-generationlithography(NGL)simulationsoftware
2005HPLTechnologies–Design-to-silicondesignflow
2004ISE–DFMsoftware
2003NumericalTechnologies–Maskdatapreparationsoftware
5、ChipDesign
2023Maxeda–Intelligentfloor-planningsoftware
2023SiliconFrontline–Post-layoutverificationsoftware
2022FishTailDesignAutomation–RTL-to-signoffconstraintsgenerationandverification
2021Concertio–AI-poweredperformanceoptimizationsoftware
2020Moortec–Process,voltage,andtemperature(PVT)sensorsforon-chipmonitoring
2020DoradoDA–Engineeringchangeorder(ECO)software
2020Qualtera–Bigdataanalyticsforsemiconductortestandmanufacturing
2012Ciranova–Transistor-levellayoutforadvancedprocessnodes
2012Magma–ICdesignsoftware
2011ExtremeDA–Performance,powerconsumptionandmanufacturingyieldimprovement
2010Synfora–C/C++high-levelsynthesistools
2009TeraRoute–Gridless,shape-based,autorouterforsub-100-nanometerICdesigns
2009Gemini–Complexanalogandmixed-signal(AMS)verification
2007SandworkDesign–AMSverificationtools
2005Nassda–Full-chipcircuitverificationsoftware
2004MontereyDesign–RTL-to-GDSIIandvirtualprototypingtools
2004iRoCSA–Memorybuilt-in-self-test(BIST)technology
2004AnalogDesignAutomation–AutomatedAMScircuitoptimization
2003InnoLogicSystems–Memoryandfull-customequivalencecheckingtechnology
2002Avant!–AdvancedphysicalICdesign
2000TheSiliconGroup–ICdesignservices
1999Gambit–Gate-arraylayoutsystem
1999Stanza–DeepsubmicronICdesigntools
1998EverestDesignAutomation–Shape-based,top-levelroutingtechnology
1997EPICDesignTechnology–Timing,power,andreliabilitysimulationandanalysistools
1997AdvancedTestTechnology–Automatictestpatterngeneration(ATPG)
值得强调的是,Synopsys最近还宣布收购Ansys,这是一家设计自动化公司,专注于流体动力学和多物理场仿真工具,其行业范围远超EDA。对于EDA应用,Ansys提供RedHawk-SC,这是一款深受IC设计人员欢迎的电源完整性工具。Ansys在2011年收购ApacheDesignSolutions时将RedHawk添加到其软件产品组合中。
MentorGraphicsAcquisitions
2015CalyptoDesignSystems–HLStools
2015TannerEDA–AMSandMEMSintegratedcircuits
2014BerkeleyDesignAutomation–AMScircuitverification
2014Nimbic–Electromagneticsimulationsoftware
2010CodeSourcery–GNU-basedsoftwaredevelopmenttools
2010ValorComputerizedSystems–PCBsystemsmanufacturing
2009LogicVision–TestingforICmanufacturing
2008Flomerics–CFD
2007SierraDesignAutomation–Placeandroute(P&R)software
2004ProjectTechnology–ExecutableUML
2002IKOSSystems–Hardwareemulation
2002Innoveda–PCBandwireharnessdesign
2002AcceleratedTechnology–RTOSandembeddedsoftwaredevelopment
1999VeriBest–PCBdesign
1995MicrotecResearch–Real-timeoperatingsystem(RTOS),softwaredevelopment
1995ExemplarLogic–Logicsynthesis
1994ModelTechnology–VHDLsimulation
1994AnacadElectricalEngineeringSoftware–Analogandmixed-signaldesign
1993CheckLogicSystems–Automatictestpatterngeneration
1990SiliconCompilerSystems–Logicsynthesis,ICdesigntools
1990ContextCorp–Documentationsystems
1989DescartesAutomationSystems–Placeandroutetools
1989PerformanceCAD–Timinganalysis
1989TrimeterTechnologies’assets–Logicsynthesis
1988TektronixCAEandCASEDivisions
1988ContourDesignSystems–AnalogIPlibraries
1984SynergyDataWorks–Hardwareacceleration
1983CaliforniaDesignAutomation–PCBdesign
在编制这些收购清单时,我对人们为我们今天使用的EDA工具所付出的巨大集体努力感到震惊。它停顿了一下。对于上面列出的一些收购,为被收购公司工作的工程师在三大EDA公司之一找到了新职位。其他收购都是技术收购,这意味着被收购公司的员工走上街头寻找新的就业机会。因此,上面的列表准确地描绘了EDA行业动荡、动态的本质,类似于流行小说和电视剧《权力的游戏》,但血腥程度要少一些。
IP时代
用于设计VLSIIC的Mead-Conway方法推动了三大主要CAE公司(Daisy、MentorGraphics和Valid)的发展,而这又导致了后来三大主要EDA公司(Cadence、Synopsys和MentorGraphics)的发展。如上所述,这三个EDA公司的出现之后立即进入了一个漫长而持续的EDA收购时代。
Mead-Conway设计方法对标准单元使用的依赖也引发了20世纪90年代开始的设计IP的出现。LynnConway对Mead-Conway设计方法的众多贡献之一就是使用标准单元(standardcells)作为IC设计的基本构建块的概念。标准单元的使用始于JimRowson为XeroxPARC开发的ICARUS(IntegratedCircuitARtworkUtilitySystem)设计系统,但这个想法很快在整个半导体行业传播。
具有三个金属层的小型标准单元的渲染图(电介质已被移除)。沙色结构是金属互连,淡红色结构是多晶硅栅极,底部的彩色块是体晶硅。
VLSITechnology正在建设自己的晶圆厂为客户生产芯片,但CAE行业尚未真正跟上步伐,因此VLSITechnology需要基于Mead-Conway设计方法开发自己的设计工具。费Fairbairn在他的口述历史中解释道:
“我们称之为用户设计的VLSI。到了83年,又出现了一个术语。这是ASIC。ASIC一词于83年发明。因此,我们是这些[ASIC]公司之一。这些公司被认为是......ASIC公司,也被认为是未来的公司。每个人都想加入。每个人都跳入市场。我的意思是英特尔甚至跃入了这个市场,还有富士通、LSILogic等等。…与此同时,我们已经开始开发一整套设计工具,因为唯一的工具就是Calma。而且你无法在Calma系统上出售VLSI设计故事。因此,我们必须开发自己的CAD工具,因为这是我们推销这个故事的唯一方式。”