國 立 交 通 大 學
管理學院(資訊管理學程)碩士班
碩 士 論 文
IC 設計公司 CAD 環境平台之研究
A Study on the Platform of CAD Environment in IC Design
Houses
研究生： 王祥蘭
指導教授：楊千 博士
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IC 設計公司 CAD 環境平台之研究
A Study on the Platform of CAD Environment in IC Design
Houses
研 究 生：王祥蘭 Student：Xiang-lan Wang
指導教授：楊千 Advisor：Dr. Chyan Yang
國 立 交 通 大 學
管理學院（資訊管理學程）碩士班
碩 士 論 文
A Thesis
Submitted to Institute of Information Management
College of Management
National Chiao Tung University
in partial Fulfillment of the Requirements
for the Degree of
Master of Business Administration
In
Information Management
June 2005
Hsinchu, Taiwan, Republic of China
中
中
中
IC 設計公司 CAD 環境平台之研究
學生:王祥蘭 指導教授:楊千 教授
國立交通大學管理學院(資訊管理學程)碩士班
中 文 摘 要
CAD 部門在 IC Design House 中，看似只是擔任支援性質的部門，其實對整 體產品設計之產能，時程及良率都有很大的影響。CAD 環境在建構時需考慮到 成本，IC 設計產品的類型，未來擴充性，變更的彈性，災難復原能力，異地備 援等等。半導體技術一直不斷的推進，IC 設計公司對 CAD 環境中的軟硬體投 入成本，也越來越大。如何能在一開始計劃 CAD 環境時，就能建出最適用的架 構，而不會浪費太多人力及金錢，此為本研究所欲探討的主題。
CAD 環 境 架 構 分 三 大 部 份 ： 1. 軟 體 部 份 為 EDA （ Electronic Design Automation，EDA）軟體；2. CAD 環境的硬體方面：主要是以網路設備，工作 站，伺服器，存放資料的 NAS(Network attach Storage)，繪圖機，印表機，做 備份的磁帶櫃，不斷電系統等等。3. 作業系統主要以 UNIX 及 LINUX 為主。 本研究採用個案研究法，就四家 IC 設計公司及一家硬體廠商進行訪談，就其訪 談資料加以評比分析，顯示其現有的 CAD 環境架構與期望改進的 CAD 環境架 構之差異性，無法達成理想之理由，使用者與 CAD 人員對整體環境架構之滿意 度及需求分析等等。 本研究經由分析訪談資料得知，小型 IC 設計公司較無法在一開始就建構出 最理想的 CAD 環境架構，最大理由乃為成本與公司經營策略；但大型公司卻會 在成立出即提出一筆預算，用來架構最適合及理想的 CAD 環境。也因此小型 IC 設計公司需仰賴有經驗的 CAD 人員來彌補架構不足之處。架構的完善與否，將 會影響到 IC 產品開發整個時程，進而影響公司的生產力，值得高階主管再考量。 關鍵字：電腦輔助設計、電子設計自動化、平台、IC 設計公司、網路檔案系統
A Study on the Platform of CAD Environment in IC Design
Houses
student：Xiang-lan Wang Advisors：Dr. Chyan Yang
Master of Business Administration In
Information Management
National Chiao Tung University
ABSTRACT
In IC Design House, CAD department is not just a support department but a department that influences the productivity, schedule and yield of a company. When build up a CAD environment, it must consider some factors, such like cost, IC design product type , system extending, flexibility, recovery and backup in different regions. As semiconductor manufacturing enhances its ability, CAD environment in IC Design House needs more investment. How to plan a budget for CAD environment is the main topic of this research.
There are three different portions in CAD environment:1. Software: include Electronic Design Automation (EDA);2. Hardware: network equipments, workstations, servers, Network Attach Storage (NAS), plotters, printers, tape storages and UPS; 3. Operation Systems: UNIX or LINUX. This research uses case study to interview with four IC design companies and a hardware provider and analysis these interview data. These data can show the CAD architectures of four different cases, find out the problems which can be improved, find the difficult of CAD environment implementation and understand the satisfactions of users and CAD engineers.
The findings of this research shows that a small IC design company can not build up a satisfy environment when company initiation. The most important reason is cost efficiency and corporate strategy. On the contrary, a big IC design company has plenty budget and build up a better CAD environment than that of a small company. Hence, a small company needs engineers who have know-how to build up a CAD environment.
Keywords: Computer-Aided Design (CAD), Electronic Design Automation (EDA), Platform, IC design company, Network File System (NFS)
誌 謝
感謝楊千教授，在我的論文及為人處事方面，都能細心指導。感謝助教楊 耿杰，在論文方面給予多功能的幫助，辛苦你了。 感謝公司的長官同事，在我論文寫作期間給我許多的鼓勵、支持與幫助， 感激不盡。 也謝謝資管所在職專班的老師們與好同學，使我在就學期間得到許多知識 與友誼，讓我的人生視野大有不同。 最終當然要感謝我的家人，特別是母親與姐姐，沒有她們的支持，我是不 可能完成學業的。目 錄
中 文 摘 要... i ABSTRACT... ii 誌 謝...iii 目 錄... iv 表 目 錄... vi 圖 目 錄... vii 一、緒論... 1 1.1 研究背景... 1 1.1.1 IC 設計服務業與 EDA 產業的關係 ... 2 1.2 研究動機與目的... 5 1.3 研究步驟... 6 二、文獻探討... 7 2.1 IC 設計公司產品、IC 設計技術與 IC 設計流程... 7 2.1.1 IC 設計公司的類別... 7 2.1.2 IC 設計技術... 8 2.1.3 IC 設計流程... 9 2.3 CAD 在 IC 設計產業中的重要性 ... 12 2.5 與 EDA 軟體有關的作業系統 ... 13 2.6 CAD 環境中的硬體 ... 14 三、研究方法... 21 3.1 個案研究法... 21 3.1.1 設計個案研究... 21 四、實際案例... 23 4.1 S 科技 ... 24 4.1.1 CAD 環境架構 ... 25 4.2 Ｒ科技... 27 4.2.1 CAD 環境架構 ... 27 4.3 C 科技 ... 29 4.3.1 CAD 環境架構 ... 29 4.4 A 科技... 31 4.4.1 CAD 環境架構 ... 31 4.5 硬體廠商—K 科技... 34 4.5.1 客戶架構圖... 34 4.6 訪談結果分析... 37 4.6.1 個案分析比較... 41 五、結論與建議... 455.1 結論... 45 5.2 建議... 47 參 考 文 獻... 48 中文文獻... 48 網站檢索... 48 附 錄 一... 50 附 錄 二... 61 自 傳... 72
表 目 錄
表 1. 全省 IC 設計廊帶分佈表... 2 表 2. IC 設計相關產業的類型... 4 表 3. EDA 軟體與支援的作業系統版本 ... 14 表 4. 受訪者基本資料表... 23 表 5. 訪談問題分類表... 23 表 6. 訪談摘要整理表－依問題大類來區分... 37 表 7. 個案訪談評比表... 41表 8. File Server 與 Hard Disk in Local 之比較表 ... 70
表 9. Disk Array 與 NAS 之比較表 ... 70
表 10. 備份媒體之比較表... 71
圖 目 錄
圖 1. EDA 產業與其它 IC 設計相關產業的關係 ... 3 圖 2. 論文架構圖... 6 圖 3. 全客製化設計流程... 10 圖 4. 細胞基礎設計流程... 10 圖 5. 可程式規劃邏輯元件設計流程... 11 圖 6. 單片微波設計流程... 11 圖 7. NFS 主機分享資料給客戶端之關係圖 ... 17 圖 8. NAS 的網路架構圖... 20 圖 9. S 科技產品設計流程 ... 26 圖 10. R 科技 CAD 硬體環境架構圖... 27 圖 11. R 科技產品設計流程圖 ... 28 圖 12. C 科技 CAD 環境硬體架構圖... 29 圖 13. C 科技產品設計流程圖 ... 30 圖 14. A 科技 CAD 環境硬體架構圖... 32 圖 15. A 科技產品設計流程圖 ... 33 圖 16. K 科技為 U 電子設計的 CAD 硬體環境架構圖... 35 圖 17. K 科技為 A 電子設計的 CAD 硬體環境架構圖... 36一、緒論
1.1 研究背景
IC設計產業越來越蓬勃發展，國內的IC設計公司也成立越來越多。在IC設 計公司內研發產品所使用的軟硬體環境亦發相形重要。本研究在於探討如何在 公司成立之初，依其需要架構出一個最佳化的電腦軟硬體環境，即電腦輔助設 計（Computer-Aided-Design，CAD）環境。李其健（2003）對CAD的解釋是， 使用電腦應用於設計及生產，以執行某些特定功能的技術。IC設計公司一般均 設有CAD 部門，統籌管理各項電腦設備及資源， 以確保設計環境之正常運作， 並因應晶圓製造技術之發展，引進評估新的設計流程以符合產品開發之需求。 CAD環境大致分三大部份：1. 軟體部份為 EDA（Ｅlectronic Design Automation，EDA）軟體：
EDA 軟體是指利用電腦軟體工具將複雜的電子產品設計過程自動化，以縮 短產品開發時間，協助工程師設計電子產品，提高其市場競爭力。EDA 分為前 段流程（Computer Aided Engineering ，CAE）與後段流程（Computing- Aided Design，CAD），前段包括設計輸入（Design Entry）、模擬器（Simulator）、分析 工具（Analysis）、合成器（Synthesis）、仿真器（Emulator）。後段則包括佈局 （Layout）、繞線（Routing）、實體設計（Physical Design）、驗證（Verification）。 依半導體產業體系來看，EDA 為 IC 設計所需的軟體，為半導體製程技術 提升的必須品，缺乏替代性產品。EDA 軟體的需求者為 IC 製造、設計業之研 發及 測試驗證人員。EDA 軟體業係位於半導體設計、製造的上游，藉由 EDA 的輔助，可縮短 IC 設計開發時間、提高市場競爭力，故對 IC 設計公司與半導 而言，可說是必備之設計工具。
1999 年全球 EDA 前三大 EDA 公司為：Cadence、Synopsys、Mentor，合計市場 佔有率超過 60%。國內 EDA 大廠為思源科技。各廠商的產品項目請見附錄一。 2. CAD 環境的硬體方面： 主 要 是 以 網 路 設 備 ， 工 作 站 ， 伺 服 器 ， 存 放 資 料 的 NAS(Network attach Storage)，繪圖機，印表機，做備份的磁帶櫃，不斷電系統等等。 3. 作業系統： 依 IC 設計產品性質的不同, 從前段後段及類比或數位產品等分別而有不同軟體
來支援, 以及其搭配何種作業系統（Operation System，Ｏ.S.）。有 UNIX, LINUX, WINDOWS 等。 UNIX 又有分 HP-UX 或是 Solaris， Linux 依不同 Distribution 之分， 又有分不同廠商所開發出來的 Linux 套件。 但大多數是採用 SUSE 及 Red Hat 的 linux。
1.1.1 IC 設計服務業與 EDA 產業的關係
童承方(2003)在其研究中有提到，我國自 1960 年政府決定發展半導體產業， IC 產業的創建期是在（1980~1994），產業繁榮期在（1995 之後）。政府為了將 台灣發展成為高附加價值之全球 SOC 設計與服務中心，並帶動 IC 設計產業的 起飛， 將北、中、南九個 IC 設計群組，推動發展成為＂IC 設計廊帶＂，提供 業者在不同成長時期之套裝式服務與支援。分佈狀態如表 1。 表 1. 全省 IC 設計廊帶分佈表 資料來源：童承方（2003）其研究中並顯示， 截至 2002 年底止， 國內計有 225 家 IC 設計公司。 因 此與 IC 設計服務業息息相關，也是資本支出佔的比例最大的就是 EDA（電子 設計自動化）軟體。 根據 Dataquest（現屬於 GartnerGroup，全球最具盛名的 IT 顧問暨市場研究公司）的分析， 2003 年全球 EDA 市場的規模達 36.6 億美 元， 其中以 Cadence， Synopsys， Mentor Graphics & Magma 等美國 EDA 廠商擁有 90%以上的市場佔有率， 相對於國內 EDA 產業處於剛萌芽的階段， 目前只有思源科技、華凱資訊等少數廠商， 產值為 83.5 百萬美元，比重僅有 0.6%， 因此國內 EDA 市場亦受美系大廠所掌控，這對於我國在提昇國內 IC 設計技術， 改進設計流程進而縮短產品上市時間的策略上，將會缺乏主導的 能力。
彭聖君（2004）在其論文中曾提到， EDA（Electronic Design Automation） 業者的興起原因，主要在於IC製程走向深次微米技術，設計也漸趨於系統化、 複雜化，應用產品的生命週期亦越來越短，為了要即時上市，時間的壓力越來 越高，但品質卻不能降低。能夠提高設計品質與效率、縮短設計流程所需要的 時間、並且滿足設計者對於系統及工具的需求，所以有越來越多的EDA公司成 立，而這些EDA公司為了擴大所擁有工具的種類範圍，併購結盟案亦時有所聞， 演變成大者恆大，小眾卻慢慢消失，最後只剩三大家主要的EDA軟體廠商：新 思科技（Synopsys），明導科技（Mentor），益華電腦（Cadence）。圖 1顯示 EDA產業與其它IC設計產業間的關係。 圖 1. EDA 產業與其它 IC 設計相關產業的關係 資料來源：彭聖君（2004）
表 2. IC 設計相關產業的類型
資料來源：彭聖君（2004）
設計軟體的公司所組成， 主要的工作是要提升積體電路設計產業對積體電路自 動化，與設計軟體功能的認知與肯定。同時建立 EDA 公司與積體電路設計公司 之間的溝通交流管道， 與解決積體電路產業所面臨的問題。 EDA 聯盟最終目 的是希望提供更好的積體電路自動化設計軟體給 IC 設計前後段產業。
1.2 研究動機與目的
CAD 軟硬體環境建構與開發何種 IC 產品有關。牽涉的範圍很廣，諸如 IC 產品設計的技術複雜程度，與使用何種 EDA 軟體有關。哪種 EDA 軟體又與作 業系統也有關聯性，以及使用的硬體環境適不適合，也有可能影響到設計團隊 的效率與良率。 李其健（2002）將 IC 設計公司依設計流程可分為兩大類： 1. 前段流程（Front-end）： 訂定 IC 規格, 硬體架構建立,相關演算法的確定,以及利用硬體描述語言， 做由上而下的行為分析及邏輯模擬, 利用自動合成軟體, 來完成 IC 電路。一般 的類比電路因為架構簡單, 則可直接做電路之設計及模擬。 2. 後段流程（Back-end）： 在電路確定後，依電路的複雜程度不同，而分為電腦自動配置佈局方式 (Automatic-Placement & Routing)及人工佈局方式(Fully Customerized Layout)。 設計流程雖然稍微有些不同，但在投入 EDA 軟體的成本均至少台幣仟萬元 以上。硬體方面也至少要台幣佰萬元以上。在建置之後才發覺不適用，而要再 另行變更或購買，又是一筆金額龐大的成本支出。 基於上述原因，本研究之動機在於探討 IC 設計公司若在建構初期就能規劃 出適用的 CAD 環境，對其產品開發競爭力，時程，成本方面的幫助為何。 CAD 軟硬體對 IC 設計公司來說是生財器具。雖然 IC 設計公司所獲利潤較 一般產業要高很多，但在產品尚未量產前所有投入的成本均不知何時才能回 收。也有許多 IC 設計公司尚未賺錢就結束營業，原因就是投入大量成本已不堪 負荷。且基於成本最小及利潤最大原則，在 CAD 環境建構初期時就要審慎考慮。 因此本研究的目的為： 1. 分析何種 IC 設計公司適用於何種 CAD 環境架構。 2. CAD 環境設計之初必需注意到日後擴充性，持久性與最佳化。 3. CAD 環境的適合與否對開發 IC 產品時程及良率的影響。1.3 研究步驟
圖 2. 論文架構圖 研究背景與研究動機 建立研究目的 文獻探討與整理 設計研究架構 個案研究:專家訪談 提出結論與建議 個案分析評比
二、文獻探討
2.1 IC 設計公司產品、IC 設計技術與 IC 設計流程
IC 設計公司的產品線，與採用何種設計技術，什麼樣的設計流程均息息相 關，更會影響到產品設計的品質，時程，與良率。下列各節中將詳述這三者的 意義及關係。2.1.1 IC 設計公司的類別
郭秋鈴（2003）認為目前台灣的 IC 設計業者多半開發資訊與消費性 IC 為 主流，但通訊與多媒體這兩個領域在市場方面尚未飽和，還有很大的空間可以 發揮，因此如無線通訊、混合訊號（Mixed-Signal）、LCD TV 與視訊相關產品 及高速傳輸介面等均是熱門的創業標的。 郭秋鈴（2003）將自 2000 年以後國內設立的 IC 設計公司可分為下列幾類： 1. 美國矽谷回國成立的 IC 設計公司：這類業者看準國內目前較缺乏的產品如混 頻，射頻（RF）技術，無線區域網路，高速傳輸介面和視訊相關產品，所以專 攻這一領域的市場。 2. 大型 IC 設計公司再分割出或是轉投資的 IC 設計公司：有些大型的 IC 設計公 司為專注經營或因應產品線特性不同等原因，而將部門獨立出來成立新公司。 例如威盛、瑞昱、揚智，以及本研究稍後於訪談中採訪到的公司：聯笙與分割 出來的笙揚科技，就是因為產品線特性不同而分割出來。 3. 大型整合元件製造商（IDM）分割出而設立的子公司：例如華邦及旺宏將旗 下多媒體或快閃記憶體等部門成立為新公司。 4. 系統公司或晶圓代工業者的轉投資的 IC 設計公司：系統公司轉投資的設計業 者可藉由和母公司在系統規格的密切配合取得優勢，例如明碁電通，奇美轉投 資奇景，以及本研究在訪談中提到的友達轉投資的瑞鼎科技。而晶圓代工業者 轉投資 IC 設計公司，其目的在於晶圓廠產能配置或轉投資收益等原因，而其投 資的 IC 設計公司則能取得晶圓產能的保障。 方淑儒（2001）依 IC 設計公司的運行模式，將 IC 設計公司分為下列四類：1. 專業 IC 設計公司(Fabless)：這類型設計公司，沒有自己的晶圓製造廠、晶圓 偵測廠、封裝廠和最終測試廠，只負責 IC 的研發設計，新產品的研發為其主要 的核心競爭力。因此所有產品的製造全部採取外包作業，這種完全委外生產的 設計公司即所謂的無晶圓公司(Fabless Company)，例如威盛、聯發、凌陽和矽 成等。 2. IC 製造商的設計部門(IDM)：在晶圓製造廠中，擁有自己的設計部門，專門 研發自己專屬的 IC 產品，其設計產品在自己的晶圓廠加工，如華邦和轉型的矽 統，以及之前的茂矽，在 DRAM 設計部門還未被裁撤時。 3. 外商在台的 IC 設計部門：在台的公司是外商公司研發單位的分支部門，例如 NEC 在台的研發分支公司。 4. 系統製造商所屬的 IC 設計中心：有部份 IC 電路板廠商，或者是電腦系統廠 商為了其內部系統的需求，會自行開發及設計 IC 供應自己的系統使用。但是這 類型的公司因為面臨到成本控制的壓力，己經逐漸在轉型或被裁撤。 縱合上述兩者觀點，IC 設計公司的類別可分為四大類： 1. 專業 IC 設計公司(Fabless)，包含大型 IC 設計公司再分割出或是轉投資的 IC 設計公司。 2. IC 製造商的設計部門(IDM)或分割出而設立的子公司。 3. 美國矽谷回國成立的 IC 設計公司或外商在台的 IC 設計部門。 4. 系統公司或晶圓代工業者的轉投資 IC 設計公司。
2.1.2 IC 設計技術
李其健（2002）將 IC 設計技術依其自動化之程度，概分為三種： 1. Full-Custom 即所謂「全訂製」設計方式。其電路係完全依照客戶的需求訂單，量身打 造而成。從電路設計到佈局都是以最佳化的方式來完成，也因此，其優點為， 電路之性能，比採用半訂製式的方法設計出來之電路性能要好許多，但其缺點 是由於完全量身定製，多半是經由IC 設計工程師以其個人經驗利用人為方式完 成，所以工程費用較昂貴，需要研發的時間亦較長，通常較適合於量大的產品， 如此每一個晶片平均分擔之設計成才不致太高。 2. Cell-Based Cell-Based 設計方法即是採用一些常用的電路元件，例如：加法器、乘法 器，或閘正反器等設計成標準之模組電路，這些模組電路稱為Stand Cell，將許
多Stand Cell 集合而成的資料庫即稱為Stand Cell Library （標準元件庫），任何 複雜之邏輯演算及控制電路均可利用此等標準元件組合完成。 3. Gate-Array Gate-Array 設計方式與Cell-Based 設計方式相比，在自動化的程度上更進 一步，因此法把許多常用之基本邏輯閘，以固定且密集方式放在一起，不管客 戶之需求為何，除了最上層（也就是IC 製作過程之最後幾道光罩）的金屬接線 不同以外，其他的佈局皆相同。利用這種做法，IC 設計公司事先可以大量地把 製作金屬接線步驟之前的晶圓製造完成，之後當電路設計決定之後，再由IC 設 計公司將最後幾層的金屬接線方式，依照客戶需求，佈局（Layout）完成，然 後只特別做金屬接線那幾層的光罩，並將原本處理至金屬接線步驟前之晶片， 繼續後續之製程直到完成。這種作法，類似生產管理學上所提之延遲理論 (Postponement)，可以縮短製造時間，並且降低庫存。為強調標準化與多元化及 接線之容易化，Gate-Array 之晶片面積較Full-Custom及Cell-Based 方式大得 多，此種設計方式電路速度也比較慢。強調的是其預置電路之使用率可否提高。 但是，由於其標準化程度最高，因此利用自動設計軟體，其設計時間最短，且 由於不同顧客可共同分攤其前半部相同之製程步驟，因此其平均成本不會高過 Cell-Based 太多，適用於量較小之產品，目前市面上所謂之FPGA 晶片，其設 計方式即為Gate-Array 之一種。 財團法人國家實驗研究院之國家晶片系統設計中心（Chip Implementation Center ，CIC）將 IC 設計技術分為四大類：
1. 全客製化 IC 設計（Full Custom IC Design） 2. 細胞基礎 IC 設計（Cell Based IC Design）
3. 可程式規劃邏輯元件 IC 設計（Field Programmable Gate Array IC Design ， FPGA IC Design）
4. 單片微波 IC 設計（Monolithic Microwave Integrated Circuits Design，MMIC Design）
2.1.3 IC 設計流程
不同的 IC 產品，運用不同的設計技術，依據不同的需求，來選擇適當的設 計流程。IC 設計流程是由不同功能的 EDA 軟體來架構完成，每個軟體在流程 中擔任不同的角色與功能，每家 IC 設計公司即使設計的產品相同，但設計流程 卻不見得一樣，這是依軟體功能繁簡、軟體產品市佔率、成本考量、公司文化、 使用者的習慣、業界的口碑與相容性等因素造成不同的設計流程。以國家晶片 系統設計中心所列出的設計流程來舉例，依不同的設計需求，可分四種設計流程：
1. 全客製化設計流程（Full Custom Design Flow）
圖 3. 全客製化設計流程
資料來源：國家晶片系統設計中心網頁 2. 細胞基礎設計流程（Cell Based Design Flow）
圖 4. 細胞基礎設計流程
3. 可程式規劃邏輯元件設計流程（FPGA Design Flow）
圖 5. 可程式規劃邏輯元件設計流程 資料來源：國家晶片系統設計中心網頁 4. 單片微波設計流程（MMIC Design Flow）
圖 6. 單片微波設計流程
2.3 CAD 在 IC 設計產業中的重要性
李其健（2002）在論文中探討 CAD 部門在 IC 設計公司中的角色及功 能；他認為，今日 IC 設計公司主要的生財工具，除了高素質的人力外，就是電 腦硬體及相關設計軟體。為了要使這些軟硬體發揮最大功能，就必須有 CAD 部 門，統籌管理這些軟硬體。也因此 CAD 部門在 IC 設計公司的角色，應屬於支 援性部門。且由於 EDA 軟體成本之高昂，也是一大成本考量。其研究動機，在 探討 IC 設計公司是否能將 CAD 部門做策略性外包。 其研究發現的問題如下： 1. 設計軟體之完整一貫性，目前很難解決。 2. 寬頻網路的需求，目前仍無法解決。 3. IC 設計上專業問題的解決，目前仍無法做到。 4. 接受度的問題，工程師的抗拒，需妥善因應。 5. 價格的訂定，雙方的認知差距仍然很大。 其研究結果顯示： 1. CAD 全面性外包是不可能，但可做到部份性外包，如「主機代管」。2. ASP（Application Service Provider）業者在客戶的資料保全上，需獲得客戶完 全的信任與安心。
3. 目前提供＂Web-Based IC Design Service＂之 ASP 業者，已漸漸不能維持， 因客源很少，甚難維持。 4. 目前台灣 IC 設計公司之高階主管，包括 CAD 部門主管，均不看好「CAD 功 能委外」，主要是不放心將資料庫交與 ASP 業者保管，因擔心資訊安全之問題， 且擔心頻寬不夠。但大多同意＂Web-Based IC Design＂將會是未來 IC 設計工程 師的工作模式。 梁惠婷（1998）認為，整合設計自動化可縮短設計週期，並且 EDA 工具影 響 IC 設計公司、製造業甚大，當製程邁入深次微米，諸如連接線（Wire）造成 的時間延遲，耗能、金屬遷移、熱效應等諸多因素，都必需納入 IC 設設計時的 考量，於是工程師必須求助於更多的 EDA 工具，設計流程也變的異常繁複。而 由於高集積體電路的複雜性，即使是單個 EDA 工具的應用，也較之前來的曠日 廢時，更何況是整個 IC 設計開發的時程了。 董鐘明（2003）也認為，製程進入微細化，對 EDA 工具的需求更是迫切。 IC 設計工作日趨困難，藉著 EDA 工具的幫忙， 設計工程師可以解決許多很棘 手的問題。 而在 SoC 及 IP（Intellectual Property）模組重覆使用及政府推動 IP
MALL 的趨勢下，EDA 產業和半導體中各個產業的互動將更將密切。他指出， EDA 產品是用來幫助 IC 設計工程師在執行 IC 設計工作時的工具，因此如何貼 切地滿足 IC 設計流程的工作需求益發顯得重要，所以在 EDA 產業中一般約隔 5~7 年就會因設計技術的進步和製程的不斷改進，而出現一次新的技術革命浪 潮。次微米世代中後段的實踐設計工作，複雜度已經越來越高，因此 IC 設計業 必需和 EDA 業者在相互合作的基礎下，共同針對設計流程中困難的部份研商， EDA 才能夠確實的開發出 IC 設計業所急需的工具。 目前幾項 EDA 重要的發展方向有：
1. 設計為了測試 （Design For Test，DFT） 2. 整合設計平台趨勢 3. 資料庫的開放 4. 掌握 IP 再使用趨勢 5. 系統層級設計（System-Level Design，ESL）工具捲土重來 黃秀玲（2003）在專訪 Cadence 台灣業務總監劉毅君文章中提到，劉毅君 認為，現今 EDA 工具所面臨的挑戰，主要是來自於製程的演進與晶片設計整合 度的提高。 他表示，為了滿足日趨複雜的設計工作，理想的 EDA 工具必須建 立一套精確的模式，不僅要能解決設計端的需求，也要進一步顧及後端測試的 種種問題。 以 Cadence 來說，該公司的 EDA 工具包含設計、製程、機板（Board）， 因此能一貫性地解決從設計到產品生產的諸多難題。他也指出， EDA 工具欠 缺「相容性」， 一直是困擾 IC 設計工程師的源頭。 現今的設計環境混雜著各 種設計工具，包含一些非開放式的（proprietary）應用與其所搭配的資料庫，但 是它們之間的檔案格式與文法無法相容。有鑑於此，業界便成立 Open Access 聯盟， 希望建立一些共同的格式， 為 EDA 工具打造共通的語言及資料庫，進 一步使 IC 設計工具間能具備交互運作能力。 由上述的文獻中發現，EDA 軟體確實在 IC 設計產業中的角色越來越重要， 也因之管理軟硬體環境的 CAD 部門也在公司中佔了一席之地。因此有無適用的 CAD 環境對 IC 設計公司來說，也是會影響其生產力的重要因素之一。
2.5 與 EDA 軟體有關的作業系統
EDA 軟體會視作業系統.版本的不同， 在安裝時就要注意裝在何種作業系 統上， 要搭配哪種作業系統的 EDA 軟體安裝程式；一般 EDA 廠商都有提供， 如 HP-UX、Solaris、 Linux 等作業系統版本別。 其它特殊作業系統版本則要視 廠商是否有提供。傳統上，EDA 軟體主要執行平台在 Unix 及 Windows 機器為主。IBM 全球 Linux 及網格運算行銷副總經理 Ralph Warmack 指出，1隨著 IC 設計走向多功能 的單晶片(SoC)，對 IC 設計廠商而言，成本將隨著複雜度提高，以及製程演進 愈來愈高。他引用一份來自 International Business Strategies 的報告指出，從 0.35 製程到 90 奈米製程，IC 設計包括硬軟體的成本，將從 100 萬美元大幅提升到 5000 萬。
因此 Warmack 指出，對面臨成本高昂的 IC 設計廠商，Linux 成為具潛力的 選擇。他表示，一方面，Linux 作業系統具有效能快、穩定、成本低，漸漸得到 EDA 工具廠商的支援。另一方面，Intel 及 AMD 處理器較老式 RISC 晶片更快。 Cadence、Synopsys、Mentor Graphics 及 SpringSoft 都已支援 Linux。
在 IC 設計產業界較常用的作業系統，主因乃是廠商開發的支援這些作業系 統版本的 EDA 軟體在執行上較穩定，速度較快，較不會出現不可解的問題。原 因其二為市場佔有率較大。因此本研究在此只提出的符合上述兩個原因的三種 作業系統。EDA 軟體廠商有支援的作業系統如表 3 所示。 表 3. EDA 軟體與支援的作業系統版本 作業系統類別 版本 有支援的 EDA 軟體廠商 LINUX Red Hat 7.2
Red Hat 7.3 Red Hat 9.0 Enterprise 3.0 新思科技（Synopsys） 益華電腦（Cadence） 明導科技（Mentor） 思源科技（Springsoft） Solaris solaris 2.6 solaris 2.7 solaris 5.8 solaris 9 新思科技（Synopsys） 益華電腦（Cadence） 明導科技（Mentor） 思源科技（Springsoft） HP-UX HP-UX 10.X HP-UX 11.X 新思科技（Synopsys） 益華電腦（Cadence） 明導科技（Mentor） 思源科技（Springsoft）
2.6 CAD 環境中的硬體
硬體架構主要由網路設備，工作站，運算伺服器，檔案伺服器，備份設備， 1 CNETTaiwan 網站 http://taiwan.cnet.com/enterprise/topic/繪圖機，印表機，不斷電系統等組成。
CAD 環境使用的工作站可分為下列三大類： 1. SUN 工作站（安裝 Solaris UNIX 作業系統）。 2. HP 工作站（安裝 HP-UX UNIX 作業系統）。 3. PC（安裝 LINUX 作業系統）。 由於 CAD 硬體環境採主從架構，所有使用者的資料及軟體均存放集中的檔 案伺服器中。做運算時可在使用者這端的工作站執行，若是有較大較複雜運算 則可丟入運算伺服器中執行。運算伺服器多為較 CPU 數量較多，記憶體容量較 大，運算能力較強，等級較高階的工作站。 早期的工作站，不論是 HP 或 SUN，都只能安裝其專有的作業系統。現今 為了配合 LINUX，而推出 AMD-Based 或是 Intel-Based 的工作站。
SUN 工作站（可安裝 LINUX 作業系統的產品）如下：
昇陽以最完整的 x86 產品系列因應, 包括 Sun Fire V20z、Sun Fire V60x 和 Sun Fire V65x 等，2此為 32 位元處理器系列的工作站。另 64 位元等級的入門機 種工作站，或是高效能的四處理器伺服器，Sun 所提供配備 AMD 處理器的三 款新機種： 1. 單處理器的 Sun W1100z 工作站。 2. 雙處理器的 Sun W2100z 工作站。 3. 四處理器的 Sun Fire V40z 伺服器。 HP 工作站（可安裝 LINUX 作業系統的產品）如下：3 Intel-based 的工作站 xw4200、xw6200、xw8200，AMD 工作站 xw9300。 xw9300 配備的 Opteron 和 NVIDIA 繪圖處理器的 SLI 技術可以進行多工處理， 在運算、繪圖時會反應的更快。插放兩張 PCI Express 繪圖卡的規格，普遍說來 比原本 AGP 規格快上了四倍，可下更複雜的圖形指令。xw9300 的目標客群鎖 定在 EDA、CAE、 數位內容等對圖形表現有高度需求的使用者。
IBM ：IBM 的 xSeries 伺服器4系列（採用英特爾處理器）是該公司率先採
用 Linux 的機種。使用 AMD Opteron 處理器5，有 IBM eServer 325，IBM eServer
2 CNETaiwan 企業應用網頁 http://taiwan.cnet.com/enterprise/press/0%2C2000062926%2C20089453-20001220c%2C00.htm 3 CNETaiwan 企業應用網頁 http://taiwan.cnet.com/news/hardware/0%2C2000064553%2C20096730%2C00.htm 4 CNETaiwan 企業應用網頁 http://www.zdnet.com.tw/news/hardware/0%2C2000064559%2C20087114-20000745c%2C00.htm 5 CNETaiwan 企業應用網頁
326 等。
CAD 環境在資料儲存設備的硬體，可使用分散的硬碟或集中儲存的檔案伺 服 器 。 不論 選 擇 哪種 ， 分 享資 料 的 方式 均 是 使用 網 路 檔案 系 統 （Network FileSystem，NFS）。
UNIX 及 LINUX 作業系統採用的檔案分享協定是網路檔案系統（Network FileSystem，NFS）來分享檔案資料。由 SUN 在 1984 年研發出來，最大的功能 就是可以透過網路，讓不同的機器、不同的作業系統、可以彼此分享檔案 ( share file )，可以簡單的視為是一個 file server 。這個 NFS Server 可以個別的機器將 網路遠端的 NFS 主機分享的目錄，掛載到本地端的機器當中，所以，在本地 端 的 機 器 看 起 來 ， 那 個 遠 端 主 機 的 目 錄 就 好 像 是 自 己 的 一 個 磁 碟 分 割 槽 ( partition )一樣。6 陳力綺，呂彥男（2004）解釋網路檔案系統（Network FileSystem，NFS） 的傳輸協定如下所示： 1. 會議層以上（L5/6/7） = NFS 2. 傳訊層（L4）= UDP + TCP7 3. 網路層（L3）= IP8 4. 連結層以下（L1/2）= Ethernet 在資料傳送或者其他相關訊息傳遞，網路檔案系統（Network FileSystem， NFS）使用遠端程序呼叫( Remote Procedure Call, RPC )的協定來協助 NFS 本身 的運作。遠端程序呼叫( Remote Procedure Call, RPC )簡單的說，當使用某些服 務來進行遠端連線的時候，有些資訊，如主機的 IP、服務的出入口號碼（port number）等，都需要管理與對應；這些管理出入口的對應與服務相關性的工作， 就是遠端程序呼叫（Remote Procedure Call, RPC）的任務。
其機制運行方式如圖 7 舉例所示，當 NFS 主機設定好了分享出來的
/home/sharefile 這個目錄後，其他的客戶端就可以將這個目錄掛載到自己系統上 面的某個掛載點(掛載點可自訂)，如圖 7 中的 Personal Computer 1 與 Personal Computer 2 掛載的目錄就不相同。只要在 Personal Computer 1 系統中進入 /home/data/sharefile 內，就可以看到 NFS 主機系統內的 /home/sharefile 目錄下 http://taiwan.cnet.com/news/hardware/0%2C2000064553%2C20072929%2C00.htm 6鳥哥的 Linux 與 ADSL 私房菜網頁 http://linux.vbird.idv.tw/linux_server/0330nfs.php#What_NFS_NFS 7
UDP = User Datagram Protocol; TCP = TRANSMISSION CONTROL PROTOCAL 均為通訊協定
的所有資料了 (但前提是要有存取權限)。這個 /home/data/sharefile 就如同 Personal Computer 1 裡面的一塊磁碟分割槽 （partition）。
圖 7. NFS 主機分享資料給客戶端之關係圖 資料來源：鳥哥的 Linux 與 ADSL 私房菜網頁 在 CAD 環境中若沒有集中的檔案伺服器，而只是使用網路檔案系統 （Network FileSystem，NFS）此協定來將分散在各台主機上的硬碟分享共用， 是可以運行，但卻會遭遇到管理不易，硬碟空間受限，資料流失風險，彈性及 擴充性差等狀況。避免這些問題發生，則可選擇建立檔案伺服器來做檔案存放 及管理的工作。 陳力綺，呂彥男（2004）曾討論過儲存設備大致分三種： 1. 直接存取儲存設備（Direct attached Storage，DAS）
即將儲存設備透過小型電腦系統介面（Small Computer System Interface， SCSI）連接到負責資料存取的伺服器上，DAS 雖相對比較容易安裝和管理， 然受限於擴充性較差及不同平台間之資源分享效能較低等，對經常需要處 理大量資訊的企業而言，DAS 已漸不敷使用。 2. 網路存取儲存設備（Network-Attached Storage，NAS） 係將儲存系統集中控管， 並透過集線器（ H u b ） 或交換器（Switch） 等將其直接連到區域網路（LAN）上，以 TCP/IP 網路通訊協定，在現有網 路架構下運作，具有跨平台（Unix、Windows 等）檔案分享的能力。NAS 多以檔案資料（file-formatted data）資源分享方式作資料存取，容許多個使 用者同時存取相同的檔案，因而適用於網頁伺服、儲存大量圖形或音樂、
分享知識、研發新產品和軟體等用途上。
3. 儲存設備區域網路（Storage Area Network，SAN）
則是進一步將儲存系統從區域網路中獨立出來，以專屬的資料儲存區域網 路型態，藉著光纖通道（Fiber Channel）較快的存取速度(100MB/s，SCSI 通常為 4 0 M B / s ) 和較遠的連線距離(10km，SCSI 為 25m)，集中化管理、 保護與分享資訊，不僅可以減少主網路上的資訊流通量，並可減輕各個伺 服器的儲存作業負荷，使其能更專注在資料的運算處理上。 CAD 環境中的檔案資料為電腦設計圖檔，檔案容量可大可小，沒有限制， 檔案儲存的位置也任意存放，沒有嚴謹的結構，非常鬆散，所以為非結構化資 料，因此所採用的檔案伺服器可選擇磁碟陣列（Disk Array）或是網路存取儲存 設備（Network-Attached Storage，NAS）。因為網路存取儲存設備較適合儲存非 結構化的資料。而直接存取儲存設備（Direct attached Storage，DAS）與儲存設 備區域網路（Storage Area Network，SAN）則較適合儲存結構化的資料，如資 料庫。
磁碟陣列與網路存取儲存設備最大的不同在於前者沒有自行管理作業系 統，必需裝在工作站上，運用工作站的作業系統來進行管理。而網路存取儲存 設備可安裝作業系統來進行管理。此兩種硬體所採用的技術是多餘的便宜磁碟 陣列（Redundant Arrays of Inexpensive Disks，RAID），其運作機制是9將資料切
割成多區段並分別同時存放於各個硬碟機上，在實際讀取資料時，即同時自多 顆硬碟機讀出資料，這項技術可提高了大型硬碟的效率。資料容錯的功能，乃 藉由 「同位檢核」（Parity）的方法，於陣列硬碟中任一顆硬碟故障時仍能讀出 資料，並可在資料重建時，將原故障硬碟內之原來資料，經計算後放回替代的 新硬碟中，回復原貌。
多餘的便宜磁碟陣列（Redundant Arrays of Inexpensive Disks，RAID）將陣 列分為六種級別，其功能及意義如下：10 1. RAID level 0 非容錯的硬碟群組，其優點是此為最有效率的一種陣列類別，因資料可在同 一時間以多個區段方式，將之分別存放在該群所有陣列硬碟裡，故讀取資料時， 亦可於同一時間，由該群所有陣列硬碟送出資料至陣列控制器。缺點是沒有同 位檢核的位元，無法挽救因任一硬碟故障而毀損的整個資料。 2. RAID level 1 9延碩系統股份有限公司 http://www.solkenix.com.tw/ra.htm 10延碩系統股份有限公司 http://www.solkenix.com.tw/ra.htm
磁碟鏡像（Disk Mirroring），可將兩顆硬碟機為一組，有資料欲寫入時，在同 一時間將之存放在本組的兩顆硬碟中，而在讀取資料時，可自兩顆硬碟同時讀 取。優點為容錯型式的磁碟陣列中，效率最高的；缺點為硬碟容量利用率只有 實際容量的一半。 3. RAID level 0+1 將硬碟分兩組，兩組依一定的切割區段，連成不同的兩顆大容量陣列磁碟， 互為 「鏡像」，當每次寫入資料，磁碟陣列控制器會將資料同時寫入該兩組大 容量陣列硬碟組中。 與 RAID level 1 相同, 優點是效率高，缺點是磁碟利用率只一半。 4. RAID level 3 由陣列控制器內建的互斥或閘 （XOR gate），依據切割之區段大小，計算同 位檢核位元或位元組，此功能，提供資料容錯效果，而此區段的大小，是以位 元或位元組為單位。每項資料中的同位檢核資料，統一存放在特定的同位碟 (Parity Disk)中，而資料則分別散存放各資料碟內，單獨由少部份的資料碟，是 無法取得完整原有資料。 5. RAID level 4
與 RAID level 3 類似，不同點在於區段大小以 block 為計算單位。允許重疊讀 取 （ Overlapped Read Operation ） 但 不 允 許 重 疊 寫 入 （ Overlapped Write Operation）。
6. RAID level 5
輪迴同位型陣列（Rotating Parity Array），與 RAID level 4 一樣，每次寫入前 由陣列控制器內建的互斥或閘（XOR gate），依據切割區段的大小 (單一或多個 block 為單位)，計算出同位檢核資訊，每項資料中的同位檢核資料，隨著資料 分別散而存放於各陣列硬碟內，沒有特定同位碟，其最大優點是可允許多項寫 入，因多個寫入這個動作，同位資訊是放置於不同陣列硬碟中。其缺點是於讀 取資料時，每項資料可能是直接來自各個具有該項資料的硬碟中，但也可能是 會讀入同位資訊，而必需經由互斥或閘（XOR gate）的計算，所以在連續大型 檔案要求輸出時，速度會較慢。 使用網路存取儲存設備（Network-Attached Storage，NAS）的優點： 1. 檔案集中的控管，避免檔案散佈各台機器。 2. 一般 NAS 機器皆支援磁碟陣列備援，避免因為磁碟機的損壞，而造成 資料的流失。 3. 可以和備份軟體進行整合，以達成檔案的備份。
NAS 的基本架構原理如圖 8 所示：
圖 8. NAS 的網路架構圖 資料來源：智碩科技網站
三、研究方法
3.1 個案研究法
本研究所採行的研究方法為個案研究法。Rober K. Yin（1994）認為，個案 研究是進行社會科學研究的方法之一，其他的方法還包括實驗調查法，調查報 告，歷史研究法，以及檔案記錄分析等。研究方法的選擇需視三種情形而定： (1)研究問題的類型。(2)研究者在實際事件上所做的操控。(3)研究重點在當代的 歷史或現象。 一般而言，在提出「如何」和「為什麼」的問題、研究者對於事件只有少 數的操控權、或研究的重點是當時在真實生活背景中所發生的現象時，個案研 究是較常採用的策略。這種「解釋性」的個案研究，也可以用另外兩種「探索 性」以及「描述性」的個案研究來補強。 本研究將對四家 IC Design House 做研究及訪談。以及向相關硬體廠商做專 家訪談。 個案研究的本質，在所有個案研究類型中的主要傾向，是它試著闡明一個 或一組決策：為什麼它們會被採用、如何來執行、以及會有什麼樣的結果。 個案研究法是實徵探究（empirical inquiry）的一種特殊形式。個案研究法 就像實驗法一樣，結果可以推論到理論的命題，而不是推論到母體或全體。就 這個意義而言，個案研究像實驗法一樣，並不是在呈現「樣本」，研究者的目的 是要擴展跟推論理論，而不是把頻率計算出來。3.1.1 設計個案研究
研究設計是連結所蒐集的資料，與研究的原始問題間的邏輯。個案研究的 研究者必須盡可能增進研究設計在四方面的品質：（1）構念效度（construct validity）；（2）內在效度（internal validity），只針對解釋性或因果性的個案研究 法；（3）外在效度（external validity）；（4）信度（reliability）。研究設計是一種從這裡到那裡的行動方案，這裡可以定義為所要回答的初 始問題，而那裡就是有關這些問題的一些結論。在這裡跟那裡之間，可以找到
一些主要的步驟，包括搜集與分析相關的資料。 研究設計五個重要的元素： 1. 一個研究的問題：什麼人，是什麼，在哪裏，如何，為什麼等問題。 2. 研究的命題：研究中的每個命題會將你的注意力引導到在研究範圍內所應該 要檢視的事情上。 3. 分析單元：有關定義何謂「個案」的根本問題。個案可以是一些事件或是個 體；分析單元（也就是個案）的定義，跟研究一開始問題被定義的方式有關。 4. 連結資料及命題的邏輯。 5. 解釋研究發現的準則。 在本研究中的個案是指 IC 設計公司。訪談的對象是 CAD 環境的使用者及 管理者。研究的命題是有關 CAD 環境中的軟硬體架構平台。 評斷研究設計品質的準則：由於研究設計應該要呈現出一組邏輯的敘述， 可以利用一些邏輯的測試，來判斷一個研究設計的品質。 實徵的社會研究普遍採用的品質測試標準主要有四個： 1. 構念效度（construct validity）：對所研究的觀念，建立正確的操作性衡量方法。 2. 內在效度（internal validity）：只針對解釋性或是因果研究，而不適用於描述 性或探索性的研究。 3. 外在效度（external validity）：建立一個研究的結果可以被概化的範圍。 4. 信度（reliability）：說明如資料搜集過程等研究的操作因子，可以重複實施並 得到相同的結果。 個案研究策略可以分為四個設計類型： 1. 單一個案（整體性的）設計。 2. 單一個案（嵌入式的）設計。 3. 多重個案（整體性的）設計。 4. 多重個案（嵌入式的）設計。 同樣的個案可能包含一個以上的分析單元。如果在一個單一個案中，也注 意到子分析單位時，就是嵌入式的個案研究。如果個案研究只檢查一個計劃或 組織整體的本質，那麼就是使用整體性的設計。多重個案研究是複現而非抽樣 邏輯。使用多重個案研究的目的不是要預測類似的結果（一種原樣複現），就是 由可預測的理由，產生不同的結果（一種理論複現）。 本研究採取的策略是多重個案（整體性的）設計。因針對四家 IC 設計公司 個案做訪談研究，且只對公司內的 CAD 環境平台做檢查。
四、實際案例
就四家 IC 設計公司進行實際訪談，訪談經由面對面，電話交談等方式。另 加入一家硬體廠商訪談，此廠商對於 IC 設計公司 CAD 環境硬體架設及規劃經 驗非常足夠，因之加入訪談對象之一。下表將訪談對象資料列出。 表 4. 受訪者基本資料表 受訪者 公司名稱 受訪者職 位 公司資本 額 成立年數 訪談日期 林小姐 S 科技 RD 副理 2 億 7 年 2005 年 3 月 鄭先生 R 科技 Layout 工 程師 2 億 2 年 2005 年 4 月 李先生 R 科技 Design 工 程師 2 億 2 年 2005 年 4 月 林小姐 C 科技 CAD 副理 1 億 1 年 2005 年 3 月 蔡先生 A 科技 CAD 經理 13 億 7 年 2005 年 4 月 楊先生 K 科技 應用系統 支援部經 理 1 億 4 年 2005 年 4 月 將訪談問題大致分為六大類，如下表整理顯示。 表 5. 訪談問題分類表 類 別 題 目 與 CAD 硬體環境有關者 1.使用同樣的軟體,覺得速度的差異是 因為 cpu 的不同，還是因為不同的作業 系統？ (UNIX 與 LINUX) 約為幾倍？ 2.覺得是否事先規劃好適用的 CAD 軟 硬體工作環境是必需的嗎？原因？ 3.在規劃採購 CAD 硬體時，考量的重 點為何？為什麼？ 4.覺得集中的 file server 較好還是分散 的較好，為何？5.選擇 file server 與沒有 file server（單 純用 nfs 串起各硬碟分享共用），其優 缺點為何？
6.資料備份架構需考量哪些方面？ 7. 認為 IC 設計公司是否該一開始就架 設好硬體架構，理由及優缺點為何？
表 5. 訪談問題分類表（續） 與 CAD 軟體環境有關者 1.目前使用的工作軟體有哪些？ 2.選擇軟體的評估事項為何? 3.您認為 design flow 的意義為何？ 與公司產品開發流程及效率有關者 1.公司設計的 IC 產品種類為何？ 2.CAD 環境是否會影響產品設計時的 生產效率？原因？ 使用者的滿意度 1.對於目前使用的 CAD 環境滿意嗎？ 2.滿意的地方為何？希望改進的地方 為何？ 資訊安全 1.貴公司資訊安全的政策為何？ 硬體產品相關 1.貴公司提供的服務為何？代理的產 品大約有哪幾類？ 2.售出產品至 IC Design House 的比重 佔多少？主要客戶請舉例。 3.目前建議 IC 設計公司使用的檔案儲 存設備產品有哪些？
4. Disk Array 與 NAS 設備之區別與 優缺點為何？ 5.使用磁帶,硬碟,或是 cd 備份，其優缺 點各為何?有無搭配備份軟體之優缺點 為何？ 6. 備份軟體有哪幾種？其功能、優缺 點、及價位各為何？
4.1 S 科技
S 科技定位為「Fabless SoC ODM 解決方案供應商」。成立約七年。 S 公司是跨國企業 F 電子的子公司。經營團隊係由楊董事長及來自台灣及 矽谷的半導體資深專業人員所組成，以先進的設計平台技術及創新的經營模 式，提供系統晶片及應用解決方案，開發多媒體處理為主要方向，以與美、日 技術聯盟之 IP，快速整合系統應用為本公司的核薪競爭力。
目前 S 科技的商業模式大致可再細分為三類如下 ： 1. 設計服務( RTL-To-Chip Design Service )
藉著 S 科技開發多年的 SoC 設計及驗證流程並搭配完整的 EDA Tools，可 利用此完善之 SoC Design Methodology 可協助 IC 設計客戶，包括 Fabless Design House、系統廠商與 IDM 大廠完成 0.18um/0.13um 等先進製程的複雜 SoC 設計 與開發。而其服務項目亦頗具彈性，包括 : RTL handoff、Netlist-to-GDSII、 Turnkey Service 等。
2. 平台式 SoC 解決方案 ( Platform-based SoC Solution )
S 科技透過 Connectivity、8 bit / 32 bit MCU 及通訊和多媒體等矽智材及技 術，可提供一針對數位消費性電子應用之開發平台。藉由此開發平台，客戶可 降低 SIP 開發及整合的成本及風險，大幅縮短產品開發及上市的時程；並可利 用可程式化邏輯元件達到產品差異化的競爭優勢，快速進入此一高度變化之數 位消費性市場。再者，客戶亦可搭配 S 公司特有的設計服務方案，開發「客製 化」系統單晶片，快速並順利進入量產階段。 3. Retargeting 商業模式 因應美、日半導體架構的轉變，S 科技所提供之 Retargeting 業務可協助 IDM 公司藉著降低產品開發成本及規格重塑的方式，除了增加其既有技術的衍生價 值外，亦可藉由產品市場的重新定位，開發一更符合現今數位消費性應用的 IC 產品並開拓新興消費性電子 IC 市場。
4.1.1 CAD 環境架構
因 S 科技的 CAD 硬體設備已外包給優網通國際資訊股份有限公司管理，因 此無法提供硬體架構圖，而只能提供產品設計流程圖。1. 產品設計流程 圖 9. S 科技產品設計流程 資料來源：S 科技 訪談內容詳述請見附錄二。 Code Design Assessment Netlist check In QA Physical Tape-out
Manufacturing Logistic Service Purified RTL code Netlist GDSII A 4 0 0 R T L -t o -N e tli s t A 2 0 0 N e tli s t-to -G D S II A 1 0 0 • logic synthesis
• static timing analysis
• design planning
• testability analysis (opt.)
• scan synthesis, ATPG (opt.)
• power analysis (opt.)
• power optimization (opt.)
• netlist check-in QA
• timing const. Check In QA
• physical const. Check In QA
• timing driven APR
• power/Rail analysis (opt.)
• SI/noise analysis (opt.)
• DFT interface (opt.)
• off-site layout merge (opt.)
• coding purification
• Pre-integration DFT (MemBIST, BScan) (opt.) RTL
Netlist
GDSII
4.2 Ｒ科技
Ｒ科技為國內面板廠 A 光電與母公司合資成立Ｒ科技，強化驅動 IC 的市 場佈局。由於 TFT 產品未來客製化（依客戶需求量身訂做）的情況越來越明顯， 為了要強化市場的競爭力，預料國內各大面板廠深耕上游關鍵材料領域的動 作，將會越來越多。 A 光電成立Ｒ科技的目的為了解成本、盡力去壓縮上游供應商的獲利空 間，擴大本身的成本優勢。並且希望加快新產品開發速度，維持市場競爭力的 必要條件。 Ｒ科技成立約兩年。4.2.1 CAD 環境架構
1. 硬體架構圖 圖 10. R 科技 CAD 硬體環境架構圖 資料來源：R 科技由上圖可看出，資料分散在四台工作站儲存。且沒有集中的磁碟陣列或是 網路存取儲存設備（Network-Attached Storage，NAS）的檔案主機。而只是在各 個單顆硬碟存放，再運用網路檔案系統（Network FileSystem，NFS）來分享資 料。 2. 產品設計流程 圖 11. R 科技產品設計流程圖 資料來源：R 科技 DESIGN IN SCHEMATIC EDIT PRE-SIMULATION LAYOUT EDIT DRC CHECK LVS CHECK RC EXTRACTION POST-SIMULATION TAPE OUT
訪談內容詳述請見附錄二。
4.3 C 科技
C 科技於 2004 年七月自 A 科技衍生成立，主要投資人為 U 電子，A 科技、 知名創投與管理團隊，成立以來，以突出的 SOC 技術、紮實的生產營運管理與 良好的客戶行銷，一步步建立技術，設計產品並打下市場。以提供客戶有競爭 力的方案，服務客戶，取得公司與客戶的雙嬴，成立至今，得到上下游晶圓廠， 封測廠的支持，正一步步成長茁壯。期待通於挑戰成長的精英，一同共創美好 的未來。消費性 SOC IC 設計與行銷，主力產品方向為 1)個人消費電子，如 MP3，隨身碟，語言學習機...等 2)類比音效，如 S.I 聲道高音質 DAL，7.1 聲道 DAL 等 3)客戶訂製 ASIC，如數位相機用 ASIC 等。4.3.1 CAD 環境架構
1. 硬體環境架構
圖 12. C 科技 CAD 環境硬體架構圖 資料來源：C 科技
2. 產品設計流程圖
C 科技採用的 IC 設計技術是全客製化設計流程（Full Custom Design）加上細胞 基礎設計流程（Cell Based Design）。先各別做類比設計與數位設計，最後將兩 者合併起來。 圖 13. C 科技產品設計流程圖 資料來源：C 科技 SPEC Define (Document) Composer schematic Entry or text edit
Hspice or Hsim (simulation) Layout Post-Simulation SPEC Define Verilog or VHDL RTL Simulation Synthesis Pre-Simulation APR XRC Post-Simulation Analog Design Digital Design
model
訪談內容請見附錄二。
4.4 A 科技
A 科技於 1997 年九月自 U 電子獨立出來，為一 IC 設計公司。與國內外 Foundry 廠密切配合，在知識經濟的時代，競逐世界高科技的桂冠。 本公司具有 10 年以上之 IC 設計經驗，專業及人性化管理，效率化經營，並擁 有多項專利。總部設於新竹科學園區，在美國矽谷設有研發中心，在台北及歐 洲設有營業部。目前全公司計有 200 位管理及工程人員。 A 科技開發之產品如下： 1. 高速靜態隨機存取記憶體( H.S.SRAM ) 2. 低耗電量靜態隨機存取記憶體( L.P.SRAM ) 3. 罩幕式唯讀記憶體( MASK ROM) 4. 快閃記憶體( FLASH MEMORY ) 5. 特殊應用動態隨機存取記憶體( SPECIALTY DRAM ) 6. 單晶體類靜態隨機存取記憶體 (1T Pseudo SRAM ) 7. 低耗電量動態隨機存取記憶體( L.P.SDRAM ) 8. 90 - nm 記憶體產品線9 . FIFO , Dual Port RAM 系列產品線 10. CMOS RF 應用 產品之開發
11. 嵌入式記憶產品之開發 (如 CSTN, OLED, RFID, etc.)
4.4.1 CAD 環境架構
圖 14. A 科技 CAD 環境硬體架構圖 資料來源：A 科技
2. 產品流程
採用的 IC 設計技術是全客製化設計流程（Full Custom Design）加上細胞基 礎設計流程（Cell Based Design）。
圖 15. A 科技產品設計流程圖 資料來源：A 科技 Design Entry (composer verilog) Pre-Simulation (NC-verilog) Synthesis (DC) APR (SE) RC-Extration (XRC) Post-Simulation (NC-verilog) Tapeout
訪談內容請見附錄二。
4.5 硬體廠商—K 科技
K 科技成立於民國 90 年，經營團隊均具備多年資訊領域之銷售與技術服務 經驗。而為因應資訊應用領域對於[電子化服務] (e-services)的市場趨勢，K 科技 自我期許成為完整[資訊技術架構]之專業系統整合服務廠商，以滿足客戶在建置 電子化服務時，所需要的資訊軟硬體設備與整合服務。K 科技為客戶提供了包 含電腦平台，儲存系統與網路設備的規劃與建置，系統與網路管理工具，資料 儲存與備份管理，災難復原（Disaster Recovery），負載平衡管理（Load Balance）， 系統連續運轉（High Availability），電子與機械設計自動化，軟體工程開發工具 以及系統整合等產品與服務。 訪談內容請見附錄二。4.5.1 客戶架構圖
U 電子 U 電子為世界一流的晶圓專工公司，致力提供客戶最先進的製程與最好的服 務，使其可在今日快速變遷的產業環境中建立競爭優勢。K 科技以「三層式架構」為聯電規劃完整的 IC Design Service environment。 前端 Client 部分以 thin-client 架構，只保留 Interface 讓 user 能夠以 Tarantella access 後端由 Linux 及 Unix computing server 建置起來的強大 computing farm， 並以 LSF tool 為客戶在 run job 時可以 auto arrange resource，減少等待時間，在 資料保護方面，based on 客戶資料使用量 sizing 出符合目前需求也預留擴充性 的儲存設備。
圖 16. K 科技為 U 電子設計的 CAD 硬體環境架構圖 資料來源：K 科技整理
A 電子 架構特性
本案之建議架構為三 階層式(3-Tier) 結構，分為前端 使用者端(client) ， Computing Farm，以及 File Server 三階層，Tier 與 Tier 之間經由 Network Core Switch 進行高速之網路連結整體。方案中除使用 Platform 公司之 LSF(Loading Sharing Facility) 來 完 成 EDA tool 運 算 之 最 佳 化 之 外 ， 並 結 合 Account Management、License Management、File Server 等架構，完全滿足中心未來營運 及管理之需求。
特色：
擴充彈性-- 各階層(Tier)皆採模組化之設計，未來擴充十分容易
運算資源最佳化-- 使用 LSF 達成 CPU resource loading balance 運轉不中斷-- High Available 及分散式之運算以確保中心營運不中斷容易管理-- 提供功能強 大但操作容易之管理機制 Total Solution – 全面、完整的解決方案。
圖 17. K 科技為 A 電子設計的 CAD 硬體環境架構圖 資料來源：K 科技整理
4.6 訪談結果分析
表 6. 訪談摘要整理表－依問題大類來區分
與 CAD 硬體環境有關者 1. 對於現今使用 linux 機器比 unix 機器速度要 快的主因，受訪者均認為是差在 CPU 的因素， 而非作業系統。現今專門支援 Linux 機器的 CPU 有 x86 based 或是 AMD，Xeon 等。 2. 受訪者均認為事先有計劃架構 CAD 環境架 構是有利的，不管對於結省人力時間管理，或 對產品時程效率，及未來擴充性彈性均有極正 面的幫助。雖然有時侷限於公司成本或高階管 理人的策略，而無法做到，但受訪者均期望能 達成這點。 3. 在硬體採購時快考慮到的主因有三，價格， 速度，相容性。價格低成本就可降低，速度快 成本開發時程便會縮短，增加公司競爭力。相 容性佳，則新舊硬體共同使用便不會有太大問 題。 4. 受訪者均認為有集中的 file server 是較完善 的架構，理由是管理性佳，擴充性也較佳。但 希望不只有一台，而可有兩台互相分攤風險， 以免一台有問題時整個環境都不能運作。 5. 有 file server 的優點是彈性較佳，擴充性較 佳，安全性較佳，效率較佳，不會浪費頻寬； 缺點是成本較高，停機時影響所有人。沒有使 用 file server 的優點是成本較低，缺點是不好控 管(因不集中)，擴充性差，沒有安全性，浪費 頻寬，效率被主機的速度快慢侷限。 6. 資料備份架構需考量到效率，成本，安全 性，整體性。
表 6. 訪談摘要整理表－依問題大類來區分（續） 與 CAD 軟體環境有關者 1. 訪談對象公司所使用的軟體有：
新思科技（Synopsys）的 Design compiler、 PrimeTime、Astro、Star-RC、Hercules、Hspice、 nanosim、Astro 等。 益華電腦（Cadence）的 NC-Verilog、Composer layout-editor、conformal-ASIC、SE。 明導科技（Mentor）的 Calibre 之 LVS、DRC、 XRC。
Synplicity 的 Synplify（FPGA Compiler，做驗證 用）
思源科技（SpringSoft）的 debussy、Laker、nlint、 verdi。
華騰科技（Syntest）的 turbo scan （做 Design for Test 使用，在做 APR 之先用來測試。） 2. 購買軟體時會考量：價格，功能，效率（如 CPU time 快慢，記憶體使用率的大小），市場 佔有率，業界的口碑，穩定性，準確度，與其 它 tools 界面，使用者習慣，使用者易於學習操 作，及後段配合廠商的相容性。 3. 受訪者認為 design flow 的意義是：在 IC 設 計時所有 INPUT 到 OUTPUT 的過程；讓所有 RD MEMBER 對於運作及合作上取得默契進 一步設計出高品質的產品；提供產品完整快速 及準確驗證；從前段到後段工作連貫的流程； 在 IC Design 時從設計到 tapeout 的流程。 與公司產品開發流程及 效率有關者 1. 受訪者公司產品有：design service，TFT/ LCD driver IC，消費性 SOC IC 如 MP3，隨身 碟，語言學習機；類比音效，客戶訂製 ASIC， 如數位相機用 ASIC，SRAM，DRAM，Flash RAM 等。
2. 受訪者均認為 CAD 環境會影響產品設計時 的生產效率。
表 6. 訪談摘要整理表－依問題大類來區分（續） 使用者的滿意度調查 1. 一半受訪者對目前環境滿意，另一半覺得還 有改善的空間。 2. 受訪者對於 CAD 環境覺得滿意的地方有機 器速度較以前快，軟體使用的版本較新較快， CAD 人 員 滿 意 的 地 方 為 能 接 觸 較 多 的 人 事 物；不滿意的地方希望軟體方面有專人管理， 希望安裝可以管理 CPU 配置的軟體，硬碟利用 率可以提高，CAD 人員感覺不是份內的工作量 也相對增加。 資訊安全 受訪者公司的安全政策有的較嚴謹，如設有 clean room專門設一間工作室，此間的工作站 不能收信，不能上網際網路，不能對外 FTP， 只能存取內部檔案主機的資料。這區的工作平 台專門給幫客戶做 IC 設計的員工使用。 在 FTP 方面對外，要簽傳簽單，給各級主管 及相關人員簽核過，再由 IT 人員傳送檔案。傳 送給客戶的檔案，做過加密才傳送，使用 GPG 加密。GPG（Gnu Privacy Guard）為自由免費 軟體，藉由加密與簽章，可達到電子郵件或電 腦檔案的機密性、完整性、及不可否認性。 有的較簡單，如控管 FTP 傳檔規則，傳輸的檔 案有加密，有單獨的網域給 CAD 環境，對外 的服務全關閉，每台 CLIENT 端的 LINUX 機 器全將 USB 關閉，磁帶機與燒錄機都不允許裝 置。這些裝置只有 SERVER 的主機才有，且 SERVER 全放置機房，只有 CAD 人員才能進 出。
表 6. 訪談摘要整理表－依問題大類來區分（續） 硬體產品相關 1. 受訪硬體廠商公司提供 IT Outsourcing 及 IT Integration Solution。代理產品可分五大類：主 機平台、網路基礎產品、儲存備份產品、資料 安全、應用軟體等等。 2. 售 出 產 品 至 IC Design House 的 比 重 約 20%，主要客戶例如：聯發科技，友達電子， 聯華電子，優網通等等。 3. 建議 IC 設計公司使用的檔案儲存設備產品 有 HP 的磁碟陣列產品：MSA1000， MSA1500，EVA3000 等。NAS 則建議使用國 內廠商產品，如銀興，建聯等。
4. Disk Array 與 NAS 設備之最大區別是後者 可安裝作業系統，而前者不能，並且要依附在 工作站上。優缺點比較表請參考訪談硬體廠商 內容。 5. 使用磁帶,硬碟,或是 cd 備份，硬碟優於 CD 優於磁帶，不論是速度或是成本容量方面均是 如此。有搭配備份軟體與否之優缺點表詳載於 之前的訪談中。
6. 備 份 軟 體 大 致 有 Legato ， Veritas ， Data Protect。其功能、優缺點、及價位詳細資料表 請參考前訪談內容。
4.6.1 個案分析比較
就訪談的四家 IC 設計公司，做出評比。 表 7. 個案訪談評比表 S 科技 R 科技 C 科技 A 科技 CAD 硬體環 境 已外包，有專 門 公 司 管 理 硬體，雖然架 構 完 整 ， 但 EDA 還 境 卻 無人整理。 環境架構較簡 單，因 RD 人 數 不 到 10 人；且沒有沒 有集中的檔案 伺服器，備份 策略較簡易。 架構分 client 區 與 server 區，server 又 分 computing farm 及 分 散 各 local 機器 硬 碟 的 檔 案 伺服器，雖沒 有 高 階 的 檔 案伺服器，但 架 構 已 稍 具 雛型，算是有 擴 充 彈 性 的 架構。 因已成立 7 年， 且 cad 人 員 充 足，經驗豐富， 因此架構算較完 善，且 eda 使用 環 境 也 經 過 整 理，讓使用者方 便操作，無後顧 之憂。但硬體面 臨老舊需汰換的 階段。可是侷限 於 上 級 成 本 考 量，無法一次全 面換新。 硬體預算/年 150 萬 50 萬 80 萬 100 萬 CAD 軟體環 境 因 公 司 性 質 是 設 計 服 務，故使用軟 體 種 類 較 多，產品設計 流 程 也 較 完 善。 產品設計流程 較單純，使用 軟體種類也不 多，因產品目 前只有一種。 rd 人員及 cad 人 員 覺 得 公 司 的 產 品 設 計 流 程 沒 有 很順暢，很多 地 方 仍 要 人 工 作 業 才 能 銜接。希望未 來能有改善。 產品設計流程大 致上順暢，但因 使用者較多，所 以軟體之 license 常會不敷使用， 而導致使用者浪 費時間等候，進 而影響產品開發 的整體時效。 軟體預算/年 500 萬 500 萬 100 萬 300 萬表 7. 個案訪談評比表 （續） 使用者需求 分析 使用者需求： 硬體速度快， 軟 體 license 數量夠，執行 平 台 穩 定 不 當機，備份資 料 可 隨 時 回 復 到 最 新 更 新時間，以及 專業 cad 人員 控 管 整 體 環 境。 在 供 給 上 做 到 硬 體 需 求，軟體可能 稍嫌不夠，但 勉強滿意。使 用 on-line 備 份 磁 帶 櫃 搭 配 備 份 軟 體，也能達到 隨 時 回 復 最 新 更 新 時 間 的 備 份 資 料。但對於有 專門 cad 人員 控 管 環 境 的 需求，卻是沒 有滿足。 使用者需求： 硬 體 穩 定 快 速，軟體足夠 使用，備份資 料能有 on-line 備份，有經驗 資深的 cad 人 員統籌控管整 個架構。 供給上有做到 硬體速度可滿 足需求，但穩 定 度 卻 未 達 到，因為沒使 用集中的高階 檔案伺服器機 器，導致存資 料 file server 的 IDE 硬碟， 常會不明原因 當機或是整顆 損毀。又目前 cad 人員較資 淺 ， 經 驗 不 足，對於將軟 硬體環境整體 架構的管理較 不完善，還有 待加強。對於 問題的處理也 要花費較多時 間找尋解決方 式。軟體部份 受限於成本， 而無法充足供 應。 使用者需求： 硬 體 速 度 快 夠使用，及穩 定。備份資料 能 on-line，軟 體 方 面 希 望 產 品 設 計 流 程 可 以 更 聰 明順暢。 供 給 上 達 到 硬 體 不 會 匱 乏，穩定度算 普通，雖然沒 有 集 中 的 高 階 檔 案 伺 服 器，但有採用 Dell 的 raid 伺 服器，因此大 量 存 取 資 料 時 不 易 當 機；資料備份 尚 無 法 做 到 on-line，因侷 限 於 成 本 考 量。在產品設 計 流 程 方 面 還需改善，有 賴 於 有 經 驗 的 RD 人員與 CAD 人 員 再 努 力 修 正 流 程。 使用者需求：硬 體能換較新較快 的機種，軟體部 份希望 license 數 能多些，以減少 等候時間。整體 使用環境有專人 管理，且建置完 善。 供給方面有達到 環境完整，因有 足夠且富經驗的 cad 人員，可隨時 解決需求及各種 問題。但硬體因 上級成本考量， 尚無法全面汰舊 換新，即將原有 的舊型 SUN 工 作 站 全 換 成 Linux 工作站；在 軟體方面也因侷 限 於 成 本 ， license 套 數 不 足，導致 RD 人 員常要耗費時間 等候。
