Synopsys收购Ansys对光芯片产业的影响

本周二(1月16日)EDA巨头Synopsys宣布以350亿美金收购工程仿真软件巨头Ansys，双方已经达成协议。这篇笔记简单梳理下相关的发展脉络，聊一聊这两家EDA巨头强强结合后，对光芯片产业带来的影响。

Ansys此前在2020年3月份完成了对Lumerical软件的收购。做硅光器件设计的小伙伴对Lumerical肯定非常熟悉，它主要包含4个模块，即FDTD、Mode、Device(现在叫Multiphysics)和Interconnect。FDTD主要对无源光器件进行3维仿真，Mode主要用于求解光波导的模式，Device主要对有源光器件进行电学和热学仿真，Interconnect对光器件组成的系统进行链路仿真。Lumerical一直在与Cadence合作，开发光电联合仿真流程EPDA(electronic-photonic design automation)，如下图所示，可以通过Cadence Virtuoso和Interconnect协同工作，双向数据交互，实现光电系统的联合仿真。比较遗憾的是，Lumerical和Cadence最终没有走到一起，缘分未到。

（图片来自https://semiwiki.com/eda/ansys-inc/313592-unlock-first-time-right-complex-photonic-integrated-circuits/）

Ansys在收购Lumerical之后，努力将Lumerical引入到其产品矩阵中，形成Ansys Optics软件包，在Lumerical的基础上整合了Zemax和SPEOS这两款工具，与Ansys Electronics相呼应。Zemax主要是对几何光学的仿真，SPEOS主要是对成像和显示领域的仿真。高频电磁仿真软件HFSS是调制器仿真必备工具，Ansys还没有来得及优化相关的仿真流程。此前惠普研究小组曾和Ansys合作，利用Ansys的电磁仿真工具得到电信号的SI/PI性能以及IR drop评估，利用热仿真工具得到芯片上的温度分布，利用Lumerical的FDTD模块得到器件的S参数，最终将不同模块的参数引入到Interconnect中，得到整个3D光电系统的链路仿真结果，如下图所示。

（图片来自https://www.ansys.com/content/dam/amp/2022/december/asset-creation/ansys-hpe-case-study.pdf）

Synopsys此前一直在光学仿真领域有所布局，包括在2012年收购光学仿真软件RSoft, 2019年收购光芯片版图软件Phoneix等软件。此前Synopsys经过整合，推出了其光电联合仿真平台，如下图所示。在器件层面，包括半导体工艺仿真工具Sentaurus和光器件仿真工具RSoft；在系统层面，包括链路仿真工具OptSim，类似Lumerical的Interconnect模块；在版图与光电联合仿真方面，整合成一个新的模块OptoCompiler，与Cadence的EPDA对应。

（图片来自https://www.synopsys.com/blogs/optical-photonic/optocompiler-accelerates-photonic-ic-product-development.html）

Synopsys此前还在2022年6月与Tower, Juniper联合成立了OpenLight公司，开发具有激光器集成功能的硅光平台。此外，Synopsys还拥有光学成像工具Code V和照明仿真工具LightTools。

浪花淘尽英雄，此次Synopsys收购Ansys后，将覆盖整个光芯片仿真设计的工具链，形成垄断地位，可以对3D光电系统进行更加完善的仿真分析，将会对光芯片行业的发展带来变革性的影响。小豆芽这里简单画了个草图，列出了所涉及的软件模块，如下图所示。

相信经过Synopsys对Ansys的整合后，不同模块之间的交互会更加方便，功能也会愈发强大，对产品的开发带来更大的帮助，拭目以待。与此同时，Cadence会不会有所动作，进行相关的布局？而国产光芯片设计软件的压力更大了，任重而道远，如何撼动EDA巨头在光芯片领域的地位，值得深思。

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