在AI需求的帶動下，最尖端的處理器晶片技術已離不開先進封裝，並使得基於多物理模擬分析的設計簽核，變得更加不可或缺。透過AI代理將設計與模擬分析緊密串接起來，將是EDA工具產業未來的發展方向。
新思科技(Synopsys)收購Ansys屆滿一年，雙方整合也開始從企業合併與產品組合，進入實際工程流程，並揭露首批導入Multiphysics Fusion技術的半導體設計方案，將熱、應力、電磁及電源完整性分析帶入時序簽核、設計閉合、多晶片與類比設計流程。
對IC設計客戶而言，這項整合的價值不只是能在同一家供應商取得更多工具，而是讓過去分屬不同工程團隊、往往到了設計後期才會處理的物理問題，提前進入EDA流程。隨著AI晶片功耗、先進封裝密度與系統複雜度快速提高，晶片設計已經不能只在電路與版圖層級追求最佳化，必須同時考慮熱、結構、材料與電磁效應。Synopsys與Ansys的結合，正是要打通這道界線。
電子設計與多物理場匯流
Synopsys原有業務涵蓋EDA、矽智財與硬體輔助驗證，Ansys則擅長熱、流體、機械結構、材料、光學與電磁等多物理場模擬。兩家公司合併後，新思科技將自身定位擴展為「從矽晶片到系統」的工程解決方案供應商，希望將電子設計、多物理場分析與系統模擬整合為連續的工程流程。
新思科技策略任務與技術資深副總裁Raja Tabet(圖1)表示，產品設計複雜度持續提升，工程團隊需要新的方法加速創新並提高生產力。新思科技提出的共同設計(Co-Design)，便是把數位、類比、驗證與簽核等電子設計能力，與流體、光學、結構及材料分析結合，讓不同物理領域可以共同最佳化。
圖1 新思科技策略任務與技術資深副總裁Raja Tabet表示，透過AI代理將電子設計與多物理分析緊密串聯，將是未來EDA工具的發展方向。
傳統IC設計流程通常先完成電路與版圖，再把設計資料交給不同工具進行熱、應力或電磁分析。若分析結果不符要求，便要回頭修改設計，反覆交換資料與驗證。這種流程不僅耗時，也容易因工具模型、資料格式及分析邊界不同，增加設計團隊之間的溝通成本。
Multiphysics Fusion的重點，是將Ansys的物理模擬引擎直接帶進Synopsys的EDA流程，使工程師能在設計進行期間掌握物理效應，而不是等到最後階段才發現問題。物理分析因而從設計完成後的檢查工具，逐步轉變為設計決策的一部分。
四類產品率先完成整合
新思科技公布的首批Multiphysics Fusion方案，涵蓋時序簽核、設計閉合、多晶片及類比設計四類流程。
在時序簽核方面，新方案將電壓降(IR drop)、熱與應力感知能力整合至設計流程。晶片溫度與機械應力可能改變元件特性及訊號延遲，若只依照理想條件進行時序分析，實際運作結果可能出現落差。將這些因素納入簽核，可以提高分析結果與實際晶片之間的一致性，降低後期修改與重新投片的風險。
設計閉合方面，工程師可在流程早期導入電壓降、熱與電磁分析，在布局繞線尚有調整空間時找出問題。相較於設計接近完成後才進行分析，提早發現電源、熱點或電磁干擾問題，更有機會縮短設計收斂時間。
多晶片設計則是雙方整合最直接的應用之一。隨著AI加速器採用更多運算晶粒與HBM堆疊，互連密度快速增加，訊號完整性、電源完整性、散熱與封裝翹曲也會彼此影響。晶圓薄化與混合鍵合等技術，還可能產生新的機械應力與失效模式。新思科技希望建立從前期架構探索一路延伸至設計簽核(Signoff)的整合流程，讓晶片、封裝與物理分析不再各自進行。
在類比設計方面，Multiphysics Fusion則著重提升電磁分析精確度，並加快電源完整性分析。類比與RF電路對寄生效應及周邊物理環境相當敏感，更準確的電磁模型有助於降低模擬結果與實際晶片表現之間的落差。
減少過度設計與反覆驗證
共同設計帶來的另一項價值，是協助工程師在效能、可靠度、功耗、面積與成本之間做出更精確的取捨。
當設計團隊無法充分掌握熱、應力或電磁效應時，常見做法是保留更大的安全餘裕，以降低產品失效風險。然而，過多餘裕也可能造成過度設計，例如增加供電能力、放大散熱系統或犧牲部分效能。這些做法雖然安全，卻會增加晶片面積、系統成本及能源消耗。
多物理場分析若能在設計早期提供更接近實際使用條件的結果，工程師便可更清楚掌握風險發生的位置與程度，不必把所有設計都推向最保守的規格。對IC設計客戶來說，這不只是縮短模擬時間，而是提高設計決策的精確度，讓有限的功耗、面積及成本資源配置在真正需要的地方。
AI資料中心進一步放大這項需求。新思科技亞太區應用工程副總裁Padmesh Mandloi指出，單顆AI晶片的熱設計功耗已達700至1,500W，熱源密度可達每平方公分300至500W。散熱問題也從晶粒、封裝與PCB一路延伸至伺服器、機櫃及資料中心設施，任何單一層級的局部最佳化，都不一定能帶來整體系統的最佳結果。
Agentic AI串聯跨領域流程
除了Multiphysics Fusion，新思科技也將Agentic AI視為串聯矽晶片與系統工程的另一項關鍵。其Agentic AI Stack以加速運算基礎設施為底層，中間是具備AI能力的工具與運算引擎，上層則由可長時間運行的代理人執行驗證、實作、簽核、機械、流體與電磁分析等任務。
相較於現有EDA工具利用AI搜尋參數或提供操作建議，Agentic AI的目標是跨越不同工具，執行步驟更多、時間更長的工程流程。新思科技宣稱目前已交付超過30個Agent Engineer，能力涵蓋協助、執行、協調與規畫，但尚未普遍進入完全自主決策階段。
新思科技也強調，代理系統將採取開放架構，讓客戶使用自己的模型與工程資料，並將敏感資料留在客戶環境。這項設計對半導體業尤其重要，因為電路、版圖、製程參數與驗證結果都涉及高度機密，客戶不可能在缺乏控制機制下交給外部通用模型處理。
對Synopsys而言，收購Ansys的真正綜效，並不是單純擴大軟體產品版圖，而是取得跨越晶片、封裝與系統物理環境的工程能力。Multiphysics Fusion先把不同分析能力帶進共同設計流程，Agentic AI再嘗試協調分散於各個工具的工作。
這套策略目前仍在整合初期，客戶能否順利連接既有流程、模型及資料，以及跨領域分析能否真正降低設計週期，仍有待更多實際案例驗證。不過，首批整合產品已經顯示，Synopsys與Ansys的合併正逐步改變EDA的邊界。當晶片設計無法再與封裝、散熱及系統條件分開處理，IC設計工具的價值也將從協助工程師完成一顆晶片，延伸至確保這顆晶片能在真實系統中達成預期效能。