三大EDA巨头在光芯片领域的努力

最近因为华为遭美国制裁，芯片领域得到了社会广泛的关注，这两天的媒体舆论开始关注EDA软件。今天和COO聊起EDA软件，问起来为啥你们光芯片不搞EDA。借此机会，小豆芽在这里聊聊EDA软件巨头在光芯片方面的努力与进展。

1. Cadence

Cadence率先推出了业界首个EPDA环境，EPDA的全称是electronic/photonic design automation，将光学相关的版图和仿真功能集成到Cadence Virtuoso环境中。Cadence与Lumerical深度合作，可以实现器件级到系统级的光电混合仿真，整个设计流程如下图所示。

（图片来自https://www.cadence.com/en_US/home/solutions/photonics.html）

上图中的红色模块为Cadence开发，其他为Lumerical仿真模块。具体来说，Cadence EPDA的主要功能有：

1）基于CurvyCore内核，使用Skill语言实现光芯片版图的绘制

2）对光器件的schematics的提取

3）结合Lumerical的Interconnect模块，利用Cadence的spectre模块，实现光电混合系统的仿真。

目前为Cadence EPDA提供PDK的硅光Foundry主要有TowerJazz, CompoundTek等。

2. Synopsys

Synopsys于2012年收购了Rsoft公司，于2018年收购了PhoeniX公司，展示了其在光学领域的布局。目前Synopsys主要拥有这三个光学模块：

1) Rsoft, 光器件的仿真

2) OptSim, 光学系统的仿真

3) Phoenix, 光芯片版图的绘制

Synopys也结合自身的电路仿真模块HSPICE和TCAD，提出了下图的仿真流程。

（图片来自https://www.synopsys.com/content/dam/synopsys/photonic-solutions/pdf/photonic-solutions-pic-design-suite-ds.pdf）

目前看来，Synopsys光学模块和电学模块的联系不是很紧密，没有有效的结合在一起，没有像Cadence那样打通光电混合仿真的链路。可能是因为几个光学模块刚刚收购，内部还需要时间去整合。另外，从光器件仿真的角度看，Rsoft和Lumerical相比，Lumerical似乎普及率更高一些。

目前支持Synopsys光学模块的Foundry主要有AMF, CEA-Leti, IMEC, VTT等。

3. Mentor Graphics

Mentor主要与Luceda公司合作，结合Luceda的ipkiss和Mentor自己的Ledit软件，实现光学版图的绘制，Mentor没有自己的光学仿真模块，其流程图如下图所示，

（图片来自https://www.mentor.com/company/news/mentor-luceda-photonics）

此外Mentor还有一个自己的光学版图模块，称为Lightsuite Photonic Complier，可实现与Calibre的结合，这样大大节省了drc debug的时间，如下图所示，

（图片来自https://www.mentor.com/products/ic_nanometer_design/custom-ic-design/lightsuite-photonic-compiler）

目前支持Mentor光学版图模块的Foundry主要有AMF, CompoundTek, TowerJazz等。

简单总结一下，

1）三家EDA巨头都有其各自的光学layout模块，各有其特色，Cadence可实现光器件schematics的获取，Mentor可与Cabibre深度结合，更高效地解决drc错误。

2）对于光器件的仿真，Synopsys使用自己的Rsoft模块，而Cadence与Mentor采取的策略是与Lumerical合作，自己没有独立开发相关的仿真工具。

3）目前只有Cadence能够实现光电混合仿真，Synopsys的系统级仿真有点类似Lumerical的Interconnect，并不是光电实时交互信号。Synopsys和Mentor都在整合力量，尝试让光学版图模块和自身的电芯片仿真模块深度结合。

以上是对光学EDA工具的简单梳理，目前来看Cadence领先一步，其光电混合仿真功能更为强大。另外，据小豆芽所知，似乎没有国内公司涉足这一领域。希望上述内容可以回答COO的疑惑。

文章中如果有任何错误和不严谨之处，还望大家不吝指出！