Warum setzen die drei EDA-Riesen gemeinsam auf die Simulation von Autosystemen?

Mit der beschleunigten Transformation der Automobilindustrie in Richtung Elektrifizierung, Intelligenz und autonomem Fahren steht die Branche der elektronischen Entwurfsautomatisierung (EDA) vor beispiellosen Entwicklungschancen. Angesichts der Komplexität, Sicherheit und des schnellen Iterationsbedarfs von Automobil-Elektroniksystemen werden die Beziehungen von der Chip-Entwicklung bis zur Systementwicklung immer enger. Die EDA-Riesen rüsten sich durch technologische Innovationen und strategische Akquisitionen umfassend auf Lösungen für Automobilsysteme aus.

Nehmen wir als Beispiel die drei globalen EDA-Riesen Synopsys, Siemens und Cadence. Mit ihren jeweiligen strategischen Vorteilen und technologischen Reserven bestehen heftige Konkurrenzkämpfe im Bereich der Automobil-Elektronik. Letzte Woche gab Synopsys die Fertigstellung des 35-Milliarden-Dollar-Kaufs von Ansys bekannt. Im Mai zuvor hatte Siemens die Fertigstellung des 10,6-Milliarden-Dollar-Kaufs von Altair angekündigt.

Interessanterweise haben alle drei Unternehmen, einschließlich Cadence, im Jahr 2024 System-Simulationsunternehmen erworben. Jetzt, da die Akquisitionen abgeschlossen sind, bleibt es an den Unternehmen, ihre Produkte zu integrieren.

Warum Automobil-Elektronik-Simulation?

Angesichts der raschen Entwicklung von Technologien wie autonomem Fahren, intelligentem Cockpit und Batteriemanagement-System (BMS) wird die Simulation und Validierung von Automobil-Elektroniksystemen außerordentlich komplex.

Chip-Entwicklung: Es müssen Energieverbrauch, Leistung und Wärmemanagement berücksichtigt werden;

Gesamtfahrzeugsystem: Es müssen elektromagnetische Störungen (EMI), strukturelle Festigkeit und Aerodynamik bewältigt werden;

Entwicklungszyklus: Dieser wird immer kürzer, was die "Entwicklung nach links" erfordert, d. h. die Vorabvalidierung der Systemleistung in einer virtuellen Umgebung;

Systemintegration: Chip, Sensoren, Steuereinheiten und Software müssen zusammenarbeiten. Ein Fehler in einer einzigen Komponente kann zum Systemausfall führen.

In der modernen Ingenieurskunst, insbesondere in hochkomplexen Systementwicklungsbereichen wie Automobil-Elektronik, Chip-Entwicklung, Luft- und Raumfahrt sowie intelligenter Fertigung, wird die Simulation immer wichtiger. In vielen Fällen bevorzugen Ingenieure die Simulation vor der physischen Tests. Warum ist das so? Es gibt viele praktische Überlegungen dahinter.

Zunächst einmal ist die Simulation viel kostengünstiger. Wenn Sie einen Chip oder ein Automobilsteuerungssystem testen möchten, müssen Sie normalerweise zunächst einen physischen Prototyp herstellen. Die Herstellung eines Prototyps ist ein sehr kostspieliger Prozess, insbesondere bei hochpräzisen Produkten wie Chips. Ein einziger Chiplauf kann leicht Kosten von Zehn- oder Hundertmillionen Dollar verursachen. Im Gegensatz dazu erfordert die Simulation keine physische Herstellung von Hardware. Mit einem Computer und geeigneter Software können Sie den Entwurf in einer virtuellen Umgebung validieren. Auf diese Weise sparen Sie nicht nur Materialkosten, sondern können auch frühzeitig Probleme entdecken und so große Verluste durch späte Nacharbeiten vermeiden.

Zweitens ist die Simulation viel schneller als der Test. In der Realität erfordert der Test normalerweise die Wartezeit auf die Herstellung der Hardware, die Einrichtung der Testumgebung und die Einstellung der Geräte. Der gesamte Prozess kann Tage oder sogar Wochen dauern. Die Simulation kann dagegen sehr schnell durchgeführt werden. Insbesondere mit der Unterstützung von Hochleistungsrechnern und Cloud Computing können Ingenieure innerhalb weniger Stunden Hunderte oder Tausende von Simulationen mit verschiedenen Parametern durchführen, was die Entwicklungseffizienz erheblich steigert. Dies entspricht auch der aktuellen Tendenz zur "Entwicklung nach links", d. h. die möglichst frühe Validierung in der Entwurfsphase, um Probleme schneller zu entdecken und schneller zu iterieren.

Darüber hinaus kann die Simulation Szenarien simulieren, die in der Realität schwer oder gar nicht zu testen sind. Wenn Sie beispielsweise das Verhalten eines selbstfahrenden Autos bei extremen Wetterbedingungen, plötzlich auftauchenden Hindernissen oder Hochgeschwindigkeitsrückstößen testen möchten, sind diese Tests in der Realität nicht nur kostspielig, sondern auch sehr riskant. Mit der Simulation können Sie diese extremen Situationen in einer sicheren Umgebung simulieren und sogar Randbedingungen festlegen, die in der Realität fast nie auftreten, um die Robustheit und Sicherheit des Systems umfassender zu validieren.

Außerdem kann die Simulation mehr Testfälle abdecken. Der physische Test kann normalerweise nur eine begrenzte Anzahl von Szenarien abdecken, während die Simulation Tausende von verschiedenen Eingabekombinationen und Betriebsbedingungen problemlos simulieren kann. Dies ist besonders wichtig für komplexe Systeme wie autonomes Fahren, Batteriemanagement-Systeme und 5G-Kommunikation.

Natürlich soll die Simulation den Test nicht vollständig ersetzen, sondern ihn ergänzen. Die Simulation eignet sich besser für die Validierung und schnelle Iteration in der frühen Entwurfsphase, während der Test eher für die endgültige physische Validierung und die Einhaltung von Vorschriften verwendet wird. Beispielsweise kann die Simulation bei der Chip-Entwicklung Ingenieuren helfen, die Funktion und Leistung vor dem Chiplauf zu validieren, während der physische Test nach dem Chiplauf die Leistung des Chips in der realen Umgebung bestätigt.

Insgesamt wird die Simulation immer wichtiger, weil sie in Bezug auf Kosten, Effizienz, Sicherheit und Abdeckung deutliche Vorteile gegenüber herkömmlichen Tests bietet. Insbesondere in einer Zeit, in der die Systeme immer komplexer werden und die Entwicklungszyklen immer kürzer werden, ist die Simulation ein unverzichtbarer Teil der modernen Ingenieurskunst geworden.

Synopsys' Kauf von Ansys: Ein neues Kapitel in der System-Level-Entwicklung

Am 16. Januar 2024 kündigte Synopsys den Kauf des Simulationssoftware-Riesen Ansys für rund 35 Milliarden Dollar an. Dieser Deal markiert einen wichtigen Meilenstein in der Transformation der EDA-Branche hin zur System-Level-Entwicklung. Am 17. Juli 2025 kündigte Synopsys die Fertigstellung des Kaufs von Ansys an.

Als Marktführer in der Multiphysik-Simulation decken die Produkte von Ansys die Simulation von Strukturen, Wärmeübertragung, Fluiden, Elektronik und optischen Komponenten ab und ergänzen die EDA-Tools von Synopsys ideal. Durch diesen Kauf hat Synopsys eine Plattform für die kollaborative Entwurf und Simulation von Chips bis hin zum gesamten System aufgebaut. Insbesondere im Bereich der Automobil-Elektronik bietet es eine umfassende Lösung, die die Chip-Entwicklung, die Stromversorgungssicherheit, die RF-Filter und die Simulation des gesamten Fahrzeugs umfasst.

Die Simulationssoftware von Ansys kann alles von der Fahrzeugaußen- bis zur Innenausstattung, vom Fahrwerk bis zum Aggregat sowie das gesamte elektronische und elektrische System des Fahrzeugs abdecken. Von autonomem Fahren bis hin zu Batterien, Motoren und Leistungselektronik können Ingenieure mit der Technologie des digitalen Zwillings von Fahrzeugen schneller innovieren, Kosten senken, Probleme vor ihrem Auftreten lösen und die von der Märkte geforderte Leistung bieten. Ansys bietet eine auf Physik basierte Lösung für den digitalen Zwilling von Fahrzeugen, die alle wichtigen Disziplinen der Fahrzeugtechnik abdeckt.

Durch diesen Kauf hat Synopsys nicht nur seine Multiphysik-Simulationsfähigkeiten im Bereich der Automobil-Elektronik gestärkt, sondern auch seine EDA-Toolkette tiefgreifend mit der System-Level-Simulationstechnologie von Ansys integriert. Dadurch kann es Automobilherstellern optimierte Lösungen von Chip bis hin zum gesamten Fahrzeug bieten. Beispielsweise können die Tools von Synopsys die Energieeffizienz und Leistung bei der Entwicklung von Chips für autonomes Fahren optimieren, während die Simulationsplattform von Ansys die Zuverlässigkeit des Chips unter extremen Bedingungen wie hoher Temperatur und hohem Druck validieren kann. Diese End-to-End-System-Level-Entwicklungsfähigkeit gibt Synopsys einen Wettbewerbsvorteil auf dem Markt für Automobil-Elektronik.

Synopsys und Ansys haben stark komplementäre Geschäftsbereiche und große Wachstumschancen. Diese Fusion wird Synopsys' Strategie "Silicon to System" stärken und nicht nur den Kernbereich der EDA, sondern auch attraktive Wachstumsbereiche wie Automobil, Luft- und Raumfahrt sowie Industrie abdecken. Ansys hat in diesen Bereichen etablierte Geschäfte und erfolgreiche Marktführexprienz.

Wie in der Abbildung gezeigt, müssen bei der System-Level-Entwicklung und Mechatronik Chip, Hardware und Software zusammenarbeiten. Durch die System-Level-Entwicklung, -Überwachung und -Optimierung können die besten Produkte entwickelt werden.

Die Komplexität moderner intelligenter Systeme erfordert die Integration von Halbleiter-Entwicklung und Simulationsanalyse, um sicherzustellen, dass die verbundenen Systeme in der realen Umgebung ordnungsgemäß funktionieren. Die Kombination von Synopsys' EDA-Technologie mit Ansys' bewährten Simulations- und Analysefähigkeiten kann den Kunden eine umfassende, leistungsstarke und systemzentrierte innovative Methode bieten. Alle Ansys-Kunden, einschließlich jener außerhalb der Halbleiterindustrie, können von der umfassenden Produkt- und Technologiepalette profitieren und so die Innovation vorantreiben.

Synopsys und Ansys unterhalten seit 2017 eine erfolgreiche und sich ständig entwickelnde Partnerschaft. Beide Unternehmen teilen eine gemeinsame Unternehmenskultur, die auf Integrität, exzellenter Umsetzung und der Stärkung der Kunden basiert. Diese hochgradig komplementäre Integration der Lösungen wird voraussichtlich den Kunden ein breiteres und tiefgreifender integriertes Software-Toolset bieten, um ihre schwierigsten Entwurfsprobleme zu lösen. Gleichzeitig können sie wertvolle Erkenntnisse aus der modellbasierten Analyse komplexer Systeme gewinnen.

Durch diese Fusion wird das Gesamtpotenzialmarktvolumen (TAM) von Synopsys voraussichtlich um das 1,5-fache auf etwa 31 Milliarden Dollar steigen. Angetrieben von der steigenden Nachfrage nach der Integration von Elektronik und Physik in verschiedenen Branchen wird das Gesamtpotenzialmarktvolumen der fusionierten Unternehmen voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von etwa 11 % wachsen.

Nach der Fusion wird die System-Level-Simulation und -Analyse auf dem gleichen Niveau wie die EDA-Einnahmen liegen, insbesondere in den vier Märkten Luft- und Raumfahrt, Industrie, Automobil und Server.

Siemens EDA: Vertiefung der System-Level-Fähigkeiten durch den Kauf von Altair

Siemens hat ebenfalls ambitionierte Pläne im Bereich der Automobil-Elektronik. Am 31. Oktober 2024 kündigte Siemens den Kauf des amerikanischen Anbieters von industrieller Simulationssoftware Altair Engineering für 10,6 Milliarden Dollar an, um seine Wettbewerbsfähigkeit in der System-Level-Software zu stärken.

Die Simulationstechnologie von Altair umfasst Bereiche wie Mechanik, Fluid, Elektromagnetismus und Wärmemanagement. Sie ergänzt die Breite und die intelligente Kollaborationsfähigkeit von Siemens' industrieller Software-Ekosystem und bietet für Automobil-Elektroniksysteme eine mehrdimensionale Simulationsfähigkeit von Chip bis hin zum gesamten Fahrzeug. Die Automobil- und Luft- und Raumfahrtindustrie sind die größten Kunden. Zu seinen Kunden zählen Ford Motor Company, General Motors und Stellantis sowie große Unternehmen wie Boeing.

"Mit unserem ONE Tech Company-Plan werden wir unsere Führungsrolle in der Branche der industriellen Software ausbauen. Dies wird es allen Branchen ermöglichen, von der Revolution, die von Daten und Künstlicher Intelligenz angetrieben wird, zu profitieren." sagte Roland Busch, Präsident und CEO von Siemens AG.

Durch die Integration von Altair's Technologien in den Bereichen Simulation, Hochleistungsrechnen (HPC), Datenwissenschaft und Künstliche Intelligenz (KI) wird Siemens in der Lage sein, die Effizienz und Nachhaltigkeit seiner Produkte und Prozesse weiter zu verbessern. Siemens kann sich selbst und seinen Kunden neue Simulationskenntnisse vermitteln, seine Hochleistungsrechnenprozesse optimieren, neue KI-Tools erstellen und Datenanalysen durchführen, um Unternehmen aller Größenklassen bei der Beschleunigung der Innovation und der digitalen Transformation zu unterstützen.

Der Kauf von Altair ist Teil von Siemens' ONE Tech Company-Plan und wird den Anteil der digitalen Einnahmen von Siemens deutlich erhöhen. Dieser Wachstumsplan ermöglicht es Siemens, seine starke Marktposition weiter zu fest