半导体器件常用的仿真模拟软件有什么? 有comsol,还有哪些? 以及它们的优缺点或互补。

半导体器件常用的仿真模拟软件有什么? 有comsol,还有哪些? 以及它们的优缺点或互补。,第1张

楼主的提问,就有点带偏别人的感觉,或者,你已经被别人带偏了。

首先,半导体是一门非常专业的学科,半导体器件仿真肯定需要专业的仿真软件,而通用CAE类的软件是无法解决大多数技术细节问题的,comsol, ansys,abaqus,就是通用CAE软件,据我了解前者在低频电磁,电化学,这一块还可以;中者,包含了很多软件,体系庞大却没好好消化,对这个了解的少,不发表意见;后者,材料,结构、岩土用的多;

其次,半导体器件仿真,这行业里站在高处的大牛,还是用TCAD类的软件较多,可以了解下国内主要做半导体的单位,高校、研究所、企业,基本上都是用这些软件,Synopsys的算一个,Crosslight算一个,NEXTNANO算一个,,,,,等等,其实很简单,你把这些软件放在网上一搜别人做的成果就知道哪些软件用的多,出的成果多;

不过,像Synopsys这类自己就做半导体的这类厂家,考虑到知识产权和保密问题,有一定的知识壁垒,所以这类的软件傻贵傻贵。NEXTNANO算是比较学术的一个,很久之前是开源的,现在借助他们的学校和研究所,正在走商业化,毕竟要存活嘛;

如果要学习TCAD软件也不容易啊,运气好的话,可以碰到技术比较过硬,而且还靠谱的厂家或者工程师,还会多帮忙指导指导;如果碰到只顾卖产品,无技术服务,那就惨了,,,,此为后话,一定要擦亮双眼,多做技术沟通和交流。很多技术型的公司非常乐意做技术交流的,双方互相学习共同提高嘛。

国内自己的自主研发的半导体软件,极少啊;国内做大型的工程计算软件,毕竟在前期缺少了知识储备和经验积累,现在别人制裁,就没辙了,哎,扯远了........

简单地说: 半导体就是介於导体和绝缘体之间的一种物质,在一定条件下才会导电芯片: 英文中chip 意思就是一块薄片, 是由内压铜线的电子板, 通过焊接各种小电键产生回路, 从而搭配出各种功能.软件: 电脑中支持计算各种要求的工具, 打比方就是学校中的师资教育, 他们便於替换, 如果这个老师教学水平不好就给辞掉换一个, 软件就差不多是这样的(如: Windows, Microsoft office, QQ等)硬件: 支持各种软件的平台, 就好比教学楼,课桌,黑板,椅子,没有这些东西教师便不能够更好地教育学生念书. 电脑中如: 鼠标键盤,显示器,主板,声卡,CPU等服务器软件: 这个相当於人对机器的对话窗口,通过软件和机器进行对话,让机器理解你所需的要求.这些不是官方解释,是我个人对这些事物的理解,也许比官方解释更形象些.

我们国家是有自己的EDA软件的,像:华大九天、国微集团、芯华章、广立微、概伦电子、芯和半导体都是国内EDA软件的制造企业。而且就算美国限制了EDA软件,也不可能引起全球芯片暴击。因为它只限制GAAFET 架构的半导体 EDA 软件,也就是针对3nm制程芯片的EDA软件使用。

下面我们来说说EDA的整个市场,它到底是什么样的?

1、EDA的三大巨头

首先,表面看来,EDA指的是芯片上的计算机辅助设计软件,它可以完成芯片的设计、仿真验证,逻辑综合,静态时序分析,版图分析,电路设计,前后仿真等等任务。但是,EDA却是综合了数学、物理、化学等基础科学,及电路、机械、计算、光学、信号处理等尖端技术为一体的软硬件综合产业,并且EDA本身工具链又非常长,光常用的核心工具至少超过10多个大类。

可以这么说,离开了EDA,芯片设计无所谈起。而Synopsys ( 新思科技 ), Cadence ( 铿腾电子 ), Siemens ( 西门子公司 ),这三家公司才可以垄断全球全流程的EDA软件。

为什么它们能垄断EDA软件?原因很简单,EDA软件本身是自带芯片设计仿真验证的,加上芯片届的科技成果高速发展,每家EDA软件的工艺库都需要实时更新的,甚至每周都会升级。

而你的EDA软件只有被人使用的越多,那么它的工艺库也就越全,数据越详实,最终完成的芯片设计图就越可靠,如此,形成良性循环!

因此,2020年,S、C、S这三家公司在全球EDA市场占有率超过77%,而在我们国内,由于缺乏真正能用的EDA,所以这三家EDA巨头的占有率更高,达到了约80%的比例。

二、国内EDA现状

我国的EDA行业起步虽早,由于种种原因,造成了目前国内EDA软件的技术研发优化和产品验证迭代缓慢。目前,我国EDA行业的技术水平与三大EDA巨头之间存在很大差距,自给率很低。

1、销售数据对比:

据统计,2020年,中国EDA市场规模约93.1 亿元,同比增长27.7%,但仅占全球市场份额的9.4%。其中74.4亿元都被S、C、S这三家EDA巨头获取,而国产公司仅获取18亿元。

目前,国内EDA软件制造企业,包括了华大九天、国微集团、芯华章、广立微、概伦电子、芯和半导体等。其中行业大哥华大九天,在我们国内EDA市场市占率约为6%,2021年营收5.79亿元,位于国内第一位。而同期Cadence营收为200.2亿元,差距巨大。

2、技术层面差距明显:

国产EDA与世界先进公司差距巨大。目前,华大九天EDA只在两个较低端的方面能实现全流程工具,一个是模拟电路设计,另一个则是平板显示电路设计。而在数字电路设计、晶圆制造方面,华大九天EDA还不能实现全流程覆盖。

在全流程的模拟电路设计EDA 工具中,华大九天EDA的仿真工具能支持到5nm量产工艺制程,实际模拟电路设计EDA,可以支持到28nm工艺制程。

综上所述,EDA软件由于其要求水平太高,加上工具链特别长、需要不断更新工具库等等一系列的原因,我们自己的EDA软件虽然有,但是市场占有率不高。但正是有华大九天等等一批国内EDA高科技企业的支撑,我们才设计出我们自己的芯片。


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