2018-12-10 11:48:47 旺材芯片

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所謂PDA指的是光子芯片自動化設計(Photonic Design Automation)，借鑑於電子芯片自動化設計(EDA) 。眾所周知，IC設計是整個電子芯片產業鏈的上游，而EDA是IC設計中必不可少的工具。時至今日，EDA工具已發展多年，步伐緊跟CMOS製程工藝的更新迭代，體系已趨於完善。下面我們通過類比與對比的方法分析一下市場上PDA工具。

一，EDA工具與類型

如圖1所示，EDA應用廣泛，目前可供PDA借鑑的主要在模擬IC設計方面：一是因為GDS圖層定義和工藝與硅光子類似；其二是未來模擬IC（主要指Dirver與TIA）與硅光子的單片集成是實現高帶寬與高密度的一個趨勢。當前，EDA市場主要被三大公司所壟斷：Cadence, Synopsys,Mentor Graphics。這三家公司的總部均在美國。

圖1

基於對模擬IC設計工具的粗淺瞭解，簡單總結了EDA工具的主要功能模塊。通過圖二看出，一套完整的模擬IC設計需要多個工具分工明確且相互協作。在這些工具上，三大EDA廠商積累多年，均有佈局且各有所長。其他廠商或新晉玩家很難撼動他們的地位。

圖2

二、PDA主要工具介紹

當前，三大EDA廠商除了繼續穩固自己在EDA設計的地位外，也在緊鑼密鼓地部署PDA工具。利用收集到一些可公開的信息，我們瞭解到：三大EDA廠商或通過聯合開發，或利用收購均先後推出了基於自身版圖軟件的PDA設計流程。圖3-5分別顯示了三大EDA廠商公開的設計流程。

圖3

圖4

圖5

基於以上信息，不難發現：PDA工具的最早開發者主要有三家公司：Lumerical，PhoeniX，Luceda。對於這三種工具，有幸分別使用過一段時間，結合EDA的主要功能模塊對這三個軟件進行了對比（才疏學淺，不當之處請閱者幫忙指正）其各項對比參數總結於表1。

表1

對比發現：這三款軟件雖各有所長，但功能尚未完善，靈活性與友好性有待提高。當然這與硅光子發展週期較短，產品與工藝均未實現標準化有關。

三、PDA發展趨勢

PDA市場剛剛起步，未來具有不確定性。我們不敢妄言那種工具會被市場所接收。透過當前所瞭解的信息，我們斗膽預言未來的PDA發展趨勢：首先，光子不同於電子，其不確定性以及工藝敏感性促使仿真與驗證更加重要；未來並行計算以及智能優化有可能廣泛用於提高仿真於驗證效率；其二，參數化與自動化會是未來硅光子設計的趨勢，這有賴於網表生成與自動佈線；最後，光電混合集成以及可靠性問題也會成為PDA工具需要解決的問題。

圖5

需要特別補充一下，PDA工具不同EDA工具，其發展剛剛起步，市場尚未未形成壟斷，技術與市場門檻相對較低，我們鼓勵國內專業人士可以致力於聯合開發一套PDA工具，避免未來該技術被老美壟斷。當前，開發PDA工具除了技術積累外，最需要的就是實戰經驗。我們對於PDA工具的經驗從四個方面進行了總結，希望對大家有所幫助。