随着数据以惊人的速度产生，全球数据中心的算力与功耗急剧增加，加上人工智能需求热潮的倍数增长，迫切需要创新解决方案来加速数据传输并优化能源效率。为满足这些日益增长的需求，各半导体厂也将加强与EDA厂商合作，进一步通过发展硅光子产品，借由光子，而不是电子来传输和移动数据的特性，为人类生活提供更广泛的舒适性与便利性。
在硅光子技术发展具备领先优势的EDA大厂Ansys，先前宣布与芯片代工厂商格芯 (GlobalFoundries，GF）合作，提供首个硅光子学解决方案，以应对数据量爆炸性增长，且同时显著降低功耗。Ansys表示，GF Fotonix是GF的下一代、具有广泛市场破坏力的单片平台。GF Fotonix是业内首款在硅芯片上结合其独特的300mm光子学和RF-CMOS功能的平台，以规模化方式提供卓越的性能。
为了满足当今先进应用的严格要求，GF和Ansys共同开发了第一个支持GF Fotonix平台不断增长需求的制程组件。借由这个制程组件，客户可以创建定制化组件，将复杂处理集成到单个芯片中，达到高速、低功耗的资料传输，提高产品和能源效率。这个工作流程与Ansys的光子学模拟软件协同工作，使设计师能够根据GF的设计流程和流程设计组件（process design kit，PDK）规范，以准确预测的方式模拟3D几何结构，包括正确的层厚度、材料数据等。
GF还将利用Ansys Lumerical光子Verilog-A平台，提供将定制组件和芯片工艺设计组件（PDK）组件结合在同一电路中的能力，这两者都使用Verilog-A进行建模，并运行复杂的双向光子电路模拟，从而推进光纤网络、通信和连接（如芯片对芯片、光纤和5G）的设计能力。
Ansys电子、半导体和光学业务部门的副总裁兼总经理John Lee表示，利用光子学模拟在光学应用领域中实现高性能解决方案，涵盖从下一代连接性到超级计算等各个行业。GF Fotonix将在GF位于纽约州马耳他的先进制造厂房中生产，PDK 1.0也已经于2022年4月推出。
除了与ANSYS的合作之外，GF也与西门子EDA (Siemens EDA ) 合作，借由GF Fotonix业内首个把具有差异化的300mm光子和RF-CMOS功能结合在一个硅芯片上的平台，目标大规模地提供一流的性能水平。
GF Fotonix制程设计组件 (PDK) 包括西门子用于设计规则检查 (DRC) 的Calibre nmDRC软件，以及用于布局与原理图 (LVS) 验证的Calibre nmLVS软件。这两款Calibre工具都已经获得GF的全面认证。
GF Fotonix可通过把光子系统、射频 (RF) 组件和高性能互补性的CMOS逻辑组合在一个硅芯片上，把以前分布在多个芯片上的复杂制程技术集成在一个芯片上。Calibre设计解决方案产品管理副总裁Michael Buehler-Garcia表示，很高兴与GF的共同解决方案扩展到新兴的硅光子市场。虽然，硅光子设计以及多模片产品引入这种设计，会带来新的验证复杂性，但这些复杂性已通过Calibre硅光子设计组件解决，无需改变设计人员传统使用Calibre的方式。
事实上，硅光子让企业能够将光纤直接引入集成电路中，但是，硅光子器件包含很多弯曲的布局，而不是传统CMOS设计中的线性网格。把传统CMOS DRC应用于硅光子布局中会产生大量误报错误，设计团队往往要花费数周的时间对这些问题进行关注。为了应对这一挑战，GF采用西门子Calibre eqDRC软件，该软件允许规则检查使用方程式来代替或补充线性测量，进而获得更准确的结果，显著减少错误。
另外，硅光子器件通常部署在某个特定节点制程上的单个模片上，然后使用先进的异质封装技术与多个模片中其余的设计组件堆栈和封装，通过Calibre产品的采用将有望大大缩短总验证周期时间。
除了与GF的合作之外，Ansys旗下模拟工具开发商Lumerical Inc. 也加入芯片代工龙头台积电的开放创新平台EDA联盟，以完成对光子学模拟的支持。
由于光子学在电信、数据中心、生物医学、自动驾驶和物联网等应用领域具有巨大潜力，为了实现这一潜力，需要完善的集成模拟工具。这个新的合作伙伴关系通过台积电和Lumerical所提供的组件模拟工具 （FDTD Solutions、MODE Solutions和DEVICE） 和interconnect光子电路模拟器的客户支持，满足这个领域的需求。
(首图来源：西门子提供)