西门子数字化工业软件筑城EDA芯片设计领域
一、前言
你印象中的西门子（SIEMENS），还是德国高端家电的代表么？
是，或也不是。西门子家电品牌原来属于由博世和西门子家用电器集团合资成立的博西家电公司，大约在2015年博世已经收购了博西家电中西门子全部拥有的 50%的股份，但是博西电器仍然可以使用 SIEMENS 这个品牌。
西门子真正的实力是在工业电子电气领域。被誉为德国制造、工业 4.0 代表的西门子，早已成为支撑工业基础的“上帝左手”（右手是其劲敌美国 GE）。
西门子可以生产全球最大的超重型燃气轮机，成为全球最大粒子加速器——欧洲大型强子对撞机的唯一工业开发和赞助商。此外，西门子在海上风机建设、蒸汽轮机发电、输电解决方案、工业自动化、驱动和软件解决方案、医疗成像设备和实验室诊断等领域占据领先地位。
更加鲜为人知的是西门子还曾经是一家半导体公司。二战后，从废墟中新生的西门子在德国慕尼黑和爱尔兰开始了重建。1953 年，西门子取得超纯度硅的开发工艺，引起了整个电子技术和电气技术的革命，也为西门子自己的重新崛起奠定了基础。
1999 年，英飞凌从西门子的半导体部门独立之后，成为一家专注于汽车和工业领域微处理器、功率器件、芯片等半导体产品和解决方案的芯片公司。
英飞凌单飞之后，西门子其实并未退出半导体产业，而是专注于与工业软件同气连枝的半导体上游产业——EDA 芯片设计领域。
就在 2014 年宣布推出家电市场同时，西门子发布了“2020 公司愿景”，确立了专注于电气化、自动化和数字化的发展战略，其中在工业制造业当中发挥自动化和数字化的作用，就必须在设计软件、模拟仿真等领域掌握核心技术和工具。
在这一战略目标的指导下，西门子通过一系列眼花缭乱的并购，买下了 Vistagy、 Camstar、CD-adapco、Mentor Graphics 等众多数字化软件公司，成为仅次于 SAP 的欧洲第二大的软件公司，建立其全球门类最全、综合实力最强的工业软件体系。
二、2016年收购Mentor Graphics，电子辅助设计EDA巨头
2016年11月14日晚间，德国西门子 (SIEGn) 同意斥资45亿美元，收购全球第三大EDA供应商Mentor Graphics (MENT)。这是西门子自2007年以35亿美元买下UGS以来，在工业软件行业规模最大的一笔交易。据悉，Mentor Graphics是EDA（电子设计自动化，Electronic Design Automation）行业的元老级厂商，该公司成立于1981年，目前年营收接近12亿美元，在EDA工具业务上颇有建树。
根据双方对外公布的信息显示，西门子购买了Mentor Graphics应用于印刷线路板、集成电路和现场可编程门阵列以及系统设计领域的工具。这无疑将增加西门子在电子设计、测试和仿真领域的软硬件实力。
“西门子在企业愿景中提出到2020年要成为新工业时代的楷模，收购Mentor Graphics就是该计划的一部分，”西门子总裁兼首席执行官Joe Kaeser说道，“Mentor Graphics的产品线非常适合西门子，将拓展西门子的业务范围，增强西门子的领先优势。”
除了EDA工具外，Mentor Graphics还广泛涉猎包括嵌入式软件在内的能够助力汽车电子厂商的产品。相信这为西门子斥巨资买下Mentor Graphics提供了不少充满期待的动力。
Mentor 的优势在于其领先的 PCB 设计工具，而 PCB 设计软件是完成画板级电路图以及布局布线和仿真的工具，通俗理解就是用来摆放元器件，然后再把元器件的线连接起来。除此之外，EDA 软件工具还包括电路设计与仿真工具、IC 设计软件等。
在经过二三十年的竞争后，EDA工具行业最后就剩下Synopsys、Cadence和Mentor Graphics三驾电子设计领域的马车独大的现状，呈现寡头竞争格局。而在这三家的竞争中，Mentor Graphics似乎有些力不从心，在EDA跟随半导体最先进工艺节点的道路上节奏稍慢。
西门子收购Mentor Graphics可能不是想在EDA工具领域与Synopsys、Cadence等厂商一较高下，其真正目的或许是布局未来极具前景的车联网、无人驾驶、无人机等新兴市场。
届时，西门子已经拥有为其客户开发飞机、火车及汽车等复杂电子机械所需的所有软件。购入Mentor Graphics以后，西门子可以提供给客户机械、热、电子和嵌入式软件工具，这将进一步帮客户加速创新、提高生产效率、优化生产流程。
因此，收购 Mentor 的价值，在于西门子可以完善在电子集成电路、系统设计、仿真及制造解决方案等设计软件方面的短板，形成完整的数字化企业软件组合。
三、2017年收购Solido Design AutomaTIon，定制集成电路设计软件提供商
2017年，Siemens 欲收购基于机器学习的对变化性可感知的设计和特征提取软件的领先供应商，强化对 Mentor IC 设计和验证技术的承诺。同时，Siemens表示将继续以数字化战略为基础，扩展其在北美和加拿大的软件业务。
西门子已经签订了一份协议，将收购总部位于加拿大萨斯卡通的 Solido Design Automation 公司。该公司是为全球半导体公司提供变化感知设计和特征提取软件的领先提供商。目前，已有 40 多家大型公司在生产中应用了 Solido 的基于机器学习的产品，以设计、验证和制造比以往更具竞争力的产品。对 Solido 的收购进一步扩大了 Mentor 的模拟 / 混合信号(AMS)验证产品组合，帮助客户解决在汽车、通信、数据中心计算、联网、移动设备和物联网等应用领域中 IC 设计和验证所面临的日益严峻的挑战。西门子计划在 2017 年 12 月初完成交易，交易条款尚未披露。
Siemens PLM Software 总裁兼首席执行官 Tony Hemmelgarn 表示：“对 Mentor 的收购是我们对 EDA(电子设计自动化)领域的重大承诺，而收购 Solido 则进一步增强了我们在这一领域的实力，同时实现了我们服务 IC 行业客户的承诺。”
Solido Design Automation 的创始人、总裁兼首席执行官 Amit Gupta 指出：“对于我们的客户来说，Solido 已经成为极具价值的合作伙伴，能够帮助他们应对可变化性的影响，提高 IC 性能、功耗、面积和良率。通过把我们的技术组合与 Mentor 出色的 IC 性能及市场覆盖率结合起来，我们将能够在更广阔的市场上为半导体行业提供世界级的解决方案。此外，我们也很荣幸能够将我们的机器学习技术应用于工程技术组合和专业知识中，为西门子更广阔的数字化战略做出贡献。”
在开发具有最佳功耗、性能和成本的现代半导体产品时，变化感知设计和特征提取已成为不可或缺的技术。在为当今的复杂应用设计专用的模拟、混合信号、内存和标准单元电路时，验证软件需要为仿真结果提供非常高的置信度，同时避免采用耗时耗资源的分析方法。Solido 专有的基于机器学习的变化感知设计和特征提取软件被证明能够提供所需的置信度，同时大幅减少花费的时间和资源，实现无与伦比的数据可视化效果。
Mentor 的 IC 验证解决方案事业部副总裁兼总经理 Ravi Subramanian 认为：“Solido 与 Mentor 领先的模拟 / 混合信号电路验证产品的结合，形成了行业最强大的解决方案组合，能够应对当前 IC 电路验证所面临的挑战。Solido 加入 Mentor 的时机绝佳。有西门子这样的大公司进入 EDA 领域 ，对我们而言是真正地颠覆了行业规则。”
四、2018年，收购Austemper Design Systems，EDA工具初创公司
2018年7月，西门子与总部位于德克萨斯州奥斯丁的Austemper Design Systems公司签订收购协议，该公司是提供分析、自校正和仿真技术的初创软件公司。Austemper Design Systems的技术致力于帮助用户测试并改善汽车、工业和航空航天系统等应用领域的功能安全方面的集成电路设计。在这些应用领域，功能安全性和高可靠性是ISO26262等安全标准的强制规定。
在汽车、工业和航空应用领域，集成电路需要三种功能安全验证：系统故障、恶意故障和随机硬件故障。Mentor现有的Questa™软件是系统故障功能验证领域的领先技术，提供恶意故障验证解决方案，以确保集成电路的安全性。而Austemper的软件技术则带来了最先进的分析、自校正和故障仿真技术，可解决随机硬件故障，从而进一步扩大和巩固由Mentor现有的Tessent™产品组件和Veloce™平台所带来的功能安全领域的领先地位，为用户提供全面的端到端解决方案。
来自领先的半导体和IP公司的设计团队纷纷采用Austemper的创新技术，来对其设计中的寄存器传输级（RTL）代码版本进行故障和漏洞分析。该技术可以自动校正和强化薄弱环节，进而执行故障仿真，以确保设计更加完善，不易出错。同时，Austemper的技术还能够以比竞争对手更快的速度实现数量级仿真。
作为其数字化战略的一部分，西门子将把Austemper的技术集成至Mentor的集成电路验证产品组合中，利用其覆盖全球的销售渠道为客户提供这一世界级的功能安全解决方案，以实现针对自动驾驶汽车、智慧城市和工厂4.0工业设备等核心领域的关键安全系统的数字化双胞胎。
Siemens PLM Software总裁兼首席执行官Tony Hemmelgarm表示：“通过此次收购，我们持续践行对客户的承诺，帮助他们快速向自动驾驶汽车、智慧工厂和智慧城市等领域交付创新成果。虽然这些市场领域都强调灵活创新，但我们的客户在打造其系统时却必须始终以最高安全标准为指导原则，这一点至关重要。Austemper技术与Mentor的集成电路相结合，连同Teamcenter和Polarion ALM软件，将帮助我们的客户开发和测试其系统的数字化双胞胎，确保在制造和部署之前实现最高的功能安全性。”
该交易的相关条款尚未披露。西门子预计将于2018年7月完成此次收购。
五、2018年，收购COMSA，电气系统设计与线束工程软件开发供应商
2018年，西门子宣布收购了COMSA计算机与软件有限责任公司（“COMSA”）。COMSA是一家位于慕尼黑专门从事电气系统设计和线束工程软件开发的公司，其LDorado套件是德国领先的汽车线束设计和工程软件，反映了公司深厚的本地专业知识，并凭借久负盛名的产品组合和对标准的高度重视牢牢占据市场领先地位。COMSA的团队和技术将加入Siemens PLM Software旗下的Mentor业务，并且将为西门子的产品组合新增关键线束工程和设计数据分析功能。
Siemens PLM Software总裁兼首席执行官Tony Hemmelgarn表示，“收购COMSA是西门子在汽车行业持续技术投入的一部分。西门子与COMSA双方的解决方案以及专家构成的组合可以说是强强联合。我们会一起努力，将电气系统和线束工程提升到得以满足电动汽车和自动驾驶汽车开发需求的新水平，并且提供深入整合的技术能力，惠及COMSA和西门子在全球的客户。”
Bishop和Associates预计2017年电缆组件市场的全球收入将达到1,550亿美元，其中约30%来自汽车行业。Cowen Research在2018年10月19日的一项研究结果显示，“线束现已成为汽车中成本第三高的部件（仅次于发动机和底盘）。一次生产一个线束，大概占整车劳动力成本的50%。此外，线束还是第三重的部件（排在底盘和发动机之后）。任何能够减少线束重量的技术都会直接有助于节省燃料。”通过此次收购，西门子计划在全球范围内推广新技术产品，以应对自动驾驶汽车、电动汽车等大趋势对汽车线束行业造成的干扰。
西门子的Capital™软件是最近收购的Mentor Graphics组合的一部分，从电气/电子架构开发延伸到电气系统设计和服务，再延伸到线束设计和制造。COMSA的加入增加了关键线束工程和设计数据分析技术，为新出现的数据标准提供了强有力的支持，尤其是在欧洲。
COMSA首席执行官Josef Biermeier表示，“西门子收购COMSA之后，我们能够参与并贡献于这个不断增长的市场，但是其方式和地点我们都无法独自实现。COMSA的LDorado软件在线束工程和分析领域的实力是对Mentor开发的Capital组合的完美补充，我们非常期待能够一起加入这一旅程。这对我们两家公司、我们的客户以及整个汽车行业都是双赢。”
西门子旗下业务Mentor的集成电气系统高级副总裁Martin O’Brien表示，“我们一直很钦佩COMSA团队及其产品。通过此次收购，我们将该行业内最强的两家企业的优势技能进行了整合，实现了优势互补，以造福于我们的客户。通过将Capital和LDorado技术与西门子在邻近设计领域和工厂自动化方面的专业知识相结合，使我们能够更好地协助客户提升营运有效性，增强盈利能力。”
该交易于2018年12月3日完成，但是交易条款未被披露。
六、2020年，收购Avatar Integrated Systems，EDA布局与绕线工具开发商
西门子(Siemens)已经与美国硅谷EDA业者Avatar Integrated Systems签署了收购协议，后者专长于布局与绕线(place & route)工具软件。Avatar是一家在2017年创立的公司，这桩收购案将使得Siemens成为在布局与绕线工具领域的有力竞争者。
Avatar 的优势在于可以帮助工程师以更少的资源优化复杂芯片的功耗、性能和面积。对于 7nm 及以下制程，Avatar 开创了以详细布线为中心的 DRC 架构，基于统一的内存数据模型由下至上而建立，能够使所有引擎随时访问完整的设计数据和属性。Avatar 的产品现已通过多家业界领先的半导体晶圆厂，特别是台积电的 7nm 的制程工艺认证，目前正在开发 6nm 和 5nm 版本。Avatar 成为 Mentor IC 软件套件的一部分，来实现在新的布局布线技术上的创新和改进。
Siemens数字工业软件事业群Mentor IC EDA部门执行副总裁Joseph Sawicki将Avatar的工具形容为“宝石”(gem)，表示正在进行7奈米以下制程节点SoC设计的工程师们将会因为Mentor/Siemens收购Avatar而受惠。不过这桩收购案却有一些耐人寻味之处，这得从Avatar的出身背景开始回顾…
Avatar的工具奠基于一家在2003年成立的传奇性公司ATopTech。EDA产业分析机构Pedestal Research研究总监Laurie Balch表示，ATopTech以非常强大的布局与绕线工具闻名，却在2013年却被EDA巨擘新思(Synopsys)控告侵权；而执法单位也站在Synopsys这边，2016年12月，美国加州联邦地方法 院对ATopTech发出了永久禁制令。
Balch指出，ATopTech能在2000年代中期成为EDA领域备受瞩目的新创公司，是因为专注于布局与绕线工具，并在统一的数据模型(unified data model)发展出自有的一片天地；基本上，“他们打造出了更好的『捕鼠器』(mouse trap)。”
根据Mentor/Siemens的说法，ATopTech成为Avatar之后，“在统一的内存内数据模型之上引领了以详细绕线为中心(detailed-route-centric)的架构；”这种架构使其适合所有引擎──从布局、绕线到时序、优化等──存取完整的数据，因此能以渐进方式动态调用其他引擎。
Sawicki指出，虽然EDA业者通常会声称他们的工具有良好的整合，但Avatar的布局与全局绕线不同，“它们在架构层级上真正统一。”Mentor/Siemens声称，在Siemens的投资支持下，Avatar的解决方案“将让客户缩短设计收敛时间，并且比现有的竞争方案取得更好的PPA (power, performance, and area)结果。”
如果Avatar的布局与绕线软件如此独特，为何其他EDA业者如Cadence与Synopsys没有抢着收购？对此Sawicki表示，要是Mentor/Siemens的竞争对手这么做，只会是为了歼灭敌军，对Avatar无益。此外他也补充，Avatar与Mentor/Siemens在企业文化上非常契合，都是以工程为中心，非常专注于技术。
Avatar的布局与绕线解决方案已经通过台积电(TSMC)的业界领先7奈米FinFET制程认证。尽管婉拒透露此收购案的金额规模，Siemens/Mentor期望能在2020下半年完成两家公司的合并；此案还有待政府主管机关的核准，但Sawicki不认为会有时程延宕的情况。
七、2020年，收购UltraSoC，SoC系统级芯片检测、分析、安全解决方案提供商
据2020年7月3日消息，西门子日前签署了一项协议，收购总部位于英国剑桥的UltraSoC Technologies Ltd.。UltraSoC是一家是监测和分析解决方案提供商，为系统级芯片（SoC）的核心硬件提供智能监测、信息安全和功能安全性等功能。西门子计划将UltraSoC的技术整合到Xcelerator解决方案组合中，成为构成Mentor的Tessent™软件产品套件的一部分。UltraSoC的加入，将能够帮助西门子实现一个统一的、以数据驱动的基础设施，从而进一步提高产品质量、安全性和信息安全，并创建一种更完整的解决方案，助力半导体行业客户克服包括制造缺陷、软件和硬件漏洞、设备早期故障和损耗、功能安全性以及恶意攻击等在内的行业痛点。
“西门子对UltraSoC的收购意味着我们的客户不仅可以实现面向测试的设计，同时还能实现一种完整的解决方案，实现系统级芯片‘面向产品生命周期管理的设计’，覆盖了功能安全性、信息安全和优化等。”西门子数字化工业软件部副总裁兼Tessent产品系列总经理Brady Benware表示，“通过利用增强设计来实现系统级芯片生命周期全过程的风险监测、缓释和排除，客户现在可以大幅提高获利时效、产品质量和安全性以及盈利能力。UltraSoC拥有业务增长速度快、客户潜力大等优势，在加入西门子之后，将能与Tessent形成优势叠加，从而在市场上创造出真正独具特色的产品组合。”
UltraSoC率先实现了将监测硬件嵌入到复杂的系统级芯片中，可以实现“从芯片设计到系统应用现场”的全方位分析能力，从而加快芯片设计速度，优化产品性能，使设备能够按照设计目标运行，以确保功能安全和信息安全。Tessent是系统级芯片面向测试的设计（DFT）解决方案的市场领导者，并通过其Tessent安全生态系统在汽车功能安全性领域树立了优势。这两种高度互补的产品组合为打造完整的解决方案奠定了基础，能够覆盖半导体产品设计和生产、功能安全、信息安全以及产品现场功能优化。
西门子与UltraSoC在技术上的强强联合将在完整的产品生命周期中为半导体产品赋能，支持包括系统级芯片的架构、电气和功能性等特性。此外，由于UltraSoC提供实际设备的监测功能，还可以支持西门子全面的数字化孪生解决方案。
八、后续
西门子 Xcelerator 是将其软件产品组合与嵌入式开发工具和数据库集成在一起，实现了信息技术、运营技术和工程技术环境的连接，用于电子和机械设计、系统仿真、制造、运营和生命周期分析。作为西门子公司数字化软件技术的基础，Xcelerator 可以实现产品生命周期管理（PLM）、电子设计自动化（EDA）、应用程序生命周期管理（ALM）、制造运营管理（MOM）、嵌入式软件和物联网（IoT）等多种应用解决方案。
资料来源：
1、西门子的EDA芯片设计版图，作者：脑极体
2、45亿收购Mentor 西门子看中的不只是其EDA工具，全球半导体观察
3、西门子收购Solido强势进军EDA领域，电子发烧友
4、Mentor/Siemens收购布局与绕线工具专家Avatar，文发表于ASPENCORE旗下EDN姐妹媒体EETimes，参考链接：Buying Avatar, Siemens Revives Legendary Place & Route Tool，By Junko Yoshida；编译：Judith Cheng
声明：来源于西家数字化制造
