这是《工业软件公司100》的第27篇。每期一家,摸清工业软件家底。上期我们聊了Fluent,那个从谢菲尔德大学走出、让工程师告别命令行的CFD之王。今天这位,和Fluent算是“远房亲戚”——都是CFD出身,都从英国起家,都在2000年代被美国巨头收购。Fluent什么流体都算——飞机、汽车、火箭、血液、化工反应釜……你的手机,玩原神的时候烫不烫?——它管的。你的电脑,风扇狂转的时候CPU多少度?——它管的。你的显卡,满载的时候散热器够不够用?——它管的。在电子散热仿真这个“窄赛道”里,它的市场占有率,常年稳定在80%以上。什么概念?十个电子工程师里,八个用 FloTHERM。而这“独步天下”的软件,最初的开发地点,是英国一个叫Harvey Rosten的人家的顶楼。两个男人,在一栋民宅的顶楼,开始了一段改写行业历史的“兼职”创业。他们是David Tatchell和Harvey Rosten。这不是两个“车库里的愣头青”。他们来自CHAM——Concentration Heat And Momentum Ltd.,全球第一家商业CFD公司,由CFD之父Brian Spalding教授创立。Tatchell和Rosten在CHAM干了十几年。他们发现了一个问题:当时的CFD软件——比如CHAM的PHOENICS——是给“博士”用的。你需要懂数值方法,懂湍流模型,懂网格生成,才能在软件里算出一个靠谱的结果。“如果把CFD‘封装’一下,做成一个专门针对电子散热的‘傻瓜相机’,让不懂CFD的电子工程师也能用——这个市场,有多大?”1988年,他们创立了Flomerics。公司名字是 Flo(流动)+ Thermics(热学)的拼接——流动与热学,正是电子散热的两个核心问题。名字的寓意:Flow(流动)+ THERMal(热)——同样的理念。Harvey Rosten的家,成了Flomerics的“第一个办公室”。研发团队在顶楼写代码,Tatchell和Rosten在楼下客厅开会。1989年9月,FloTHERM 1.0正式发布。FloTHERM和通用CFD软件(如Fluent)的本质区别,不是“算得快不快”,而是“怎么算”。通用CFD软件的思路是:我给你一套“万能工具箱”,你想算什么自己搭。你需要自己画网格、设边界条件、选湍流模型、调求解器参数……所有细节都得自己搞定。你想算一个机箱的散热?在FloTHERM里,你只需要做三件事:
软件会自动识别哪些是固体、哪些是流体,自动生成网格,自动选湍流模型,自动调求解器参数。你不需要懂任何CFD知识,就能得到一个工程师水平的散热分析结果。为了实现这种“傻瓜化”,FloTHERM做了几件“黑科技”的事:
一个电子产品,机箱是机械工程师用CAD软件(如SolidWorks)设计的,电路板是电子工程师用EDA软件(如Cadence Allegro)设计的。以前做散热分析,你得把CAD模型和EDA模型分别导入CFD软件,再手动“对”到一起——机箱怎么摆?芯片怎么放?全是手工活。FloTHERM可以直接读取CAD文件和EDA文件,自动把机箱和电路板“合”在一起。芯片的位置、尺寸、功耗,全都自动识别。- 芯片封装:BGA、QFP、LGA……你选一个型号,软件自动知道它的热阻特性。
- 散热器:铝挤、鳍片、热管……选一个,软件自动算它的散热能力。
- 风扇:轴流、离心、鼓风……选一个,软件自动用它的P-Q曲线。
- 热界面材料:导热垫、导热硅脂……选一个,软件自动算它的热阻。
电子工程师不需要自己“建模”,只需要从库里“选型”。CFD计算的第一步是“画网格”——把模型切分成无数个小格子。通用CFD软件里,网格生成是最耗时的环节。一个复杂的电子系统,可能花几天画网格。FloTHERM的网格是全自动的——你点一下按钮,软件自动生成。而且它用的是笛卡尔网格(规规矩矩的立方体格子),不是复杂的四面体或六面体,计算效率极高。到今天,FloTHERM的网格生成能力已经被磨练成了“魔法”:一个几百万网格的模型,几分钟搞定。正是这套“傻瓜化”的设计理念,让FloTHERM成为电子散热行业的“黄金标准”。1990年代,Flomerics的客户名单,几乎就是全球电子产业的“名人录”:- Intel:用FloTHERM设计CPU散热方案。
到2000年,FloTHERM在全球电子散热仿真市场的占有率,已经超过80%。1995年,Flomerics在伦敦证券交易所另类投资市场(AIM)上市,这是英国高科技公司上市的热门板块。上市后的Flomerics,手里有钱了,开始“买买买”:- 2005年:收购匈牙利MicReD公司——MicReD 专注于半导体/电子器件的热阻测试、瞬态热测试设备与测试软件,其核心产品 T3Ster 可对 MOSFET、IGBT、功率 LED 等封装器件进行 ±0.01°C 精度、1 微秒时间分辨率 的热瞬态测试,并能通过 结构函数分析 识别芯片贴装脱层、焊线老化等失效模式。热仿真完了,得用实测验证。从“仿真”到“测试”,Flomerics全有了。
- 2006年:收购德国NIKA GmbH——这家公司专注 HVAC(采暖通风与空调)、建筑环境、室内流体仿真领域,其EFD(工程流体动力学)技术可直接嵌入SolidWorks、CATIA等主流CAD软件,让非CFD专业的设计工程师也能做流体和热分析。通过这次收购,Flomerics将产品线从电子散热扩展到更广泛的设计者导向CFD市场。FloEFD正是NIKA的EFD技术更名而来。
当时的Flomerics,意气风发。年营收数千万美元,全球客户数千家,工程师近200人。2006年,Flomerics的营收增速放缓,股价承压。本来想靠收购NIKA打开通用CFD市场,但整合不顺,产品线多了,内耗也大了。就在这时,一个“买主”出现了——Mentor Graphics。你还记得Mentor吗?就是我们第12期聊过的那个EDA行业“老二”。Mentor为什么要买Flomerics?因为机电一体化——电子产品不再只是“电路板”,还有机械结构、还有散热、还有电磁兼容。- 我有PCB设计工具(EDA)——帮客户“画”电路板。
- 我需要热分析工具(CFD)——帮客户“验证”电路板会不会烧。
Flomerics正好有全球最好的电子散热仿真工具,以及通过收购NIKA获得的全新通用CFD产品线。2006年,Mentor Graphics正式完成对Flomerics的收购,交易金额约1.14亿美元。Flomerics被整合进Mentor Graphics的Mechanical Analysis Division(MAD),由原Flomerics的管理团队继续运营。收购后,Mentor投入大量资源,继续完善两大产品线:专注电子散热的FloTHERM和通用CFD工具FloEFD(后者原属NIKA,后随Flomerics一并归入Mentor)。- 2008-2010年:陆续推出FloTHERM 8.1、8.2、9.1版本,以及专门针对IC封装的FloTHERM.IC、针对PCB的FloTHERM.PCB。加快了发布节奏,功能持续增强。
2017年,西门子以45亿美元收购Mentor Graphics。(备注:西门子官方宣传口径为45亿美元;据SEC文件披露,含债务等实际交易对价合计约47亿美元。本文采用45亿美元,属通用简化表述。)2017-2025年:FloTHERM成为西门子Simcenter家族的一员,和Simcenter 3D、STAR-CCM+等工具协同,形成更广泛的多物理场仿真平台。FloTHERM,这个从英国一户人家的顶楼走出来的软件,经过了Flomerics → Mentor Graphics → Siemens三次“换爹”,最终找到了“豪门归宿”。五、今天:Simcenter家族里的“电子散热之王”被西门子收购后,FloTHERM在Simcenter家族的“庇护”下,发展得更稳了。| 产品 | 定位 |
|---|
| FloTHERM | 核心产品,电子系统级热仿真 |
| FloTHERM XT | 采用体网格与表面网格并行生成的新一代电子散热仿真工具,部分吸收了STAR-CCM+的网格技术和交互理念,但仍保留FloTHERM的行业模型库与工作流 |
| FloTHERM.PCB | 专门针对PCB板级的热分析,可以从EDA软件直接导入PCB设计数据 |
| FloTHERM.PACK | 芯片封装模型库,可以和业界标准的芯片热模型(如JEDEC标准)对接 |
| FloTHERM.IC | IC封装级热模型提取工具。可将详细的芯片封装结构(焊线、基板、塑封料等)简化为标准化的热模型(如DELPHI模型),供FloTHERM系统级仿真使用 |
FloTHERM的客户,几乎涵盖了所有“发热”的行业:- 消费电子:苹果、三星、华为、小米——手机、平板、笔记本散热。
- 汽车电子:博世、大陆、德尔福——ECU、车载充电器散热。
- 数据中心:Intel、AMD、NVIDIA——CPU、GPU散热。
六、FloTHERM在中国:从“海基”到“坤道”的变迁那时候,中国电子制造业正在“起飞”。手机厂、电脑厂、电源厂……一个个如雨后春笋般冒出来。FloTHERM在中国的早期推广,海基科技扮演了关键角色。作为Flomerics/FloTHERM全领域主力代理商,海基覆盖了工业电子、消费电子、电源等民用市场。2006年Mentor Graphics收购Flomerics后,对中国区的渠道体系进行了重新划分:- 海基科技:继续负责工业电子、消费电子、汽车电子等商用市场
- 上海坤道信息技术有限公司:负责军工、航空航天、国防、科研院所、高校等特殊领域
两者是渠道分工、并行运作的关系,并非一方取代另一方。坤道的前身为英国Flomerics公司中国代表处,在Mentor入主后获得了特殊领域市场的代理权。“我们这个行业,不用FloTHERM,就像工人不用扳手——不是不行,是太费劲。”FloTHERM的灵魂人物,不是CEO Tatchell,而是那个在自家顶楼写代码的Harvey Rosten。他是FloTHERM的第一任技术总监,亲手写了早期版本的大部分代码。“最好的CFD软件,是用户感觉不到自己在用CFD的软件。”FloTHERM的每一个功能,他都会亲自问自己:“这个功能,一个不懂CFD的电子工程师能不能用?”如果不能,他就让团队改,改到“不用动脑子”为止。1997年,Harvey Rosten因脑癌去世,年仅51岁。他没有看到FloTHERM成为全球电子散热仿真之王,没有看到Flomerics在伦敦上市,更没有看到FloTHERM被Mentor、被西门子收购。但他留下的那个“傻瓜化”的理念,至今仍是FloTHERM的核心竞争力。“Harvey是我见过的最聪明的CFD工程师,也是最有远见的产品设计师。他不在了,但他的‘灵魂’一直在FloTHERM里。”今天我们聊了FloTHERM,那个从英国顶楼起家、统治电子散热仿真市场近40年的“散热之王”。“窄赛道”上也可以诞生王者。你不用什么都做,把一件事做到极致,就能统治一个时代。这家公司,你可能没听过名字,但如果你搞过电子产品设计——你大概率会用过它的产品。一家来自日本的EDA公司。和Cadence、Mentor、Synopsys这“三巨头”不一样,Zuken从来不争“最大”,但它在一个“窄赛道”上做到了极致——PCB设计。你电脑主板上那些密密麻麻的线路,有可能是用Zuken的CR-8000画的。本文参考了官网公开资料、历年财报、行业媒体(如Engineering.com、DEVELOP3D)报道及科技博客分析。部分数据和表述基于公开信息整理。
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