专栏首页硅光技术分享三大EDA巨头在光芯片领域的努力

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!

本文分享自微信公众号 - 光学小豆芽(photonwalker),作者:光学小豆芽

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原始发表时间:2020-05-24

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