摘要： 國產EDA:善用技(ji)術創新,走差異化發展道路(lu)

隨著異構(gou)計(ji)算(suan)、人工(gong)智能、大數據、云計(ji)算(suan)、區塊(kuai)鏈(lian)等新(xin)(xin)興(xing)技(ji)(ji)術不斷(duan)迸發創新(xin)(xin)活力，帶動了(le)以半(ban)導體產(chan)業(ye)為(wei)代表的(de)(de)(de)數字技(ji)(ji)術強勢(shi)崛起。作為(wei)產(chan)業(ye)的(de)(de)(de)底層關鍵技(ji)(ji)術，EDA 自始至終連接和貫穿著芯片與科技(ji)(ji)應用的(de)(de)(de)發展，也獲(huo)得了(le)更(geng)加廣闊的(de)(de)(de)發展機遇。

1 _ EDA新形勢和國產EDA新機遇

在后摩爾定律時代，制(zhi)程工藝(yi)逼近極限，為了達成系(xi)統、應(ying)(ying)用對芯片(pian)(pian)(pian)的(de)(de)(de)要求(qiu)，將促使大(da)家從系(xi)統設(she)計角度出發(fa)，通過系(xi)統、架構(gou)(gou)的(de)(de)(de)創新(xin)，以(yi)應(ying)(ying)用導向驅動芯片(pian)(pian)(pian)設(she)計，實現對系(xi)統能力的(de)(de)(de)提升，降(jiang)低對先(xian)進工藝(yi)的(de)(de)(de)依賴。這(zhe)其中(zhong)，通過借助先(xian)進的(de)(de)(de)數字前端EDA 工具(ju)，可以(yi)加(jia)速芯片(pian)(pian)(pian)設(she)計中(zhong)的(de)(de)(de)算法創新(xin)和(he)架構(gou)(gou)創新(xin)，從而賦(fu)能系(xi)統級(ji)應(ying)(ying)用創新(xin)，某種(zhong)程度上(shang)可以(yi)彌補芯片(pian)(pian)(pian)制(zhi)程工藝(yi)落后帶(dai)來的(de)(de)(de)影(ying)響，擺脫對傳統工藝(yi)的(de)(de)(de)依賴和(he)限制(zhi)，降(jiang)低芯片(pian)(pian)(pian)供應(ying)(ying)鏈的(de)(de)(de)風險。

系統(tong)集成和異構計算也(ye)將推動EDA 工具(ju)進行新的(de)(de)變革。從應用系統(tong)出(chu)發，芯片的(de)(de)定義、設計和驗(yan)(yan)證也(ye)必須考慮多顆芯片之(zhi)間的(de)(de)協同(tong)，并(bing)有效處理子系統(tong)之(zhi)間的(de)(de)連(lian)接和分(fen)工。比如Chiplet 就(jiu)包含了很多EDA 相關的(de)(de)新技術(shu)，其中跟制(zhi)造(zao)相關的(de)(de)包括封裝里面功耗分(fen)析(xi)、散熱分(fen)析(xi)等；在(zai)驗(yan)(yan)證技術(shu)和工具(ju)方(fang)面，實際上(shang)已經成為(wei)(wei)Chiplet 發展的(de)(de)瓶頸。因為(wei)(wei)Chiplet 目前還以單一公司完成全系統(tong)為(wei)(wei)主，但(dan)未來多廠商合作的(de)(de)新型Chiplet 模式會把傳統(tong)SoC 流程打破，這就(jiu)要求(qiu)在(zai)IP 建(jian)模、互連(lian)架構分(fen)析(xi)、系統(tong)功能驗(yan)(yan)證、功耗驗(yan)(yan)證等方(fang)面提出(chu)新的(de)(de)模式，而不僅僅是解(jie)決(jue)了制(zhi)造(zao)問題(ti)就(jiu)能實現全新的(de)(de)Chiplet 產業結(jie)構。

這種通過(guo)異構(gou)、多芯(xin)粒、多模塊系統(tong)集(ji)成的(de)(de)方式，也體現了從系統(tong)設計(ji)角度出發去定義(yi)和設計(ji)芯(xin)片的(de)(de)理(li)念。半導體設計(ji)產(chan)業開始不(bu)僅是(shi)通過(guo)工藝的(de)(de)提升，而是(shi)更多考慮系統(tong)、架構(gou)、軟硬件(jian)協同等，從系統(tong)應用(yong)來(lai)導向(xiang)、從應用(yong)來(lai)導向(xiang)去驅動芯(xin)片設計(ji)，讓(rang)用(yong)戶得到更好(hao)的(de)(de)體驗。

與(yu)此同時，系統(tong)級公司(si)入(ru)場對(dui)EDA 工具(ju)和(he)(he)方法(fa)學帶(dai)來全新(xin)挑戰，因為傳統(tong)芯(xin)(xin)片(pian)設計思(si)路與(yu)系統(tong)級軟硬件(jian)是兩(liang)個分(fen)開(kai)的(de)(de)(de)環(huan)節(jie)，各自有自己的(de)(de)(de)語言和(he)(he)技術體系，需要跨(kua)領(ling)域的(de)(de)(de)架(jia)構工程(cheng)師(shi)團隊緊密合作，基(ji)于多種工具(ju)平臺(tai)分(fen)解(jie)需求和(he)(he)向(xiang)下映(ying)射。EDA 工具(ju)作為貫穿(chuan)從(cong)(cong)芯(xin)(xin)片(pian)到(dao)系統(tong)的(de)(de)(de)技術，必須讓系統(tong)工程(cheng)師(shi)和(he)(he)軟件(jian)工程(cheng)師(shi)都能(neng)(neng)參(can)與(yu)到(dao)芯(xin)(xin)片(pian)設計中來，來解(jie)決設計難(nan)、人(ren)才少、設計周期(qi)長、設計成(cheng)本高企的(de)(de)(de)問題，用智能(neng)(neng)化的(de)(de)(de)工具(ju)和(he)(he)服(fu)務化的(de)(de)(de)平臺(tai)縮短(duan)從(cong)(cong)芯(xin)(xin)片(pian)需求到(dao)系統(tong)應用創新(xin)的(de)(de)(de)周期(qi)，降低復(fu)雜芯(xin)(xin)片(pian)的(de)(de)(de)設計和(he)(he)驗證難(nan)度，賦能(neng)(neng)電子(zi)系統(tong)創新(xin)。

另(ling)一方(fang)面，受益于新興產(chan)業(ye)需(xu)求增長、科創板(ban)等政策(ce)支(zhi)持因素(su)、以及國(guo)內國(guo)際雙循(xun)環的(de)提(ti)出，中國(guo)半導體產(chan)業(ye)自(zi)主發展進入了迅速成長期。比(bi)如越(yue)來越(yue)多的(de)本土IC設計公司，希望能(neng)有國(guo)產(chan)方(fang)案支(zhi)持他們，以確(que)保供應鏈(lian)安全；也會(hui)一定程(cheng)度開放數據，幫(bang)助持續(xu)打磨、迭(die)代產(chan)品，創造了有利的(de)產(chan)業(ye)生態環境。類似芯華(hua)章這樣(yang)的(de)國(guo)產(chan)新銳企業(ye)，能(neng)夠更快(kuai)速、便捷(jie)響應本地用戶(hu)需(xu)求，也能(neng)提(ti)供更貼近本地市(shi)場需(xu)求的(de)客制化服務。

目前海(hai)外巨頭的(de)(de)產品其實也(ye)存(cun)在一些短板，比(bi)如工(gong)具(ju)的(de)(de)相對碎片(pian)化(hua)，巨頭們的(de)(de)許(xu)多工(gong)具(ju)是(shi)通過收購得(de)到的(de)(de)，所以在融合(he)度上存(cun)在局限；以及(ji)自EDA 軟(ruan)(ruan)件誕生的(de)(de)過去30 年(nian)間，技(ji)術的(de)(de)發展(zhan)和(he)市場需求已產生了極大(da)的(de)(de)變化(hua)，傳(chuan)統(tong)的(de)(de)EDA 工(gong)具(ju)基于以往的(de)(de)數據結(jie)構和(he)計算結(jie)構，在多年(nian)的(de)(de)發展(zhan)中有(you)著很(hen)重的(de)(de)技(ji)術包袱，很(hen)難(nan)適配(pei)新(xin)的(de)(de)軟(ruan)(ruan)硬件框架，在融合(he)前沿技(ji)術的(de)(de)優(you)化(hua)效(xiao)果方面(mian)非常有(you)限。

因(yin)此，國(guo)內EDA 廠商(shang)有(you)(you)很多機會打破國(guo)際巨頭公(gong)司的(de)壟(long)斷格(ge)局。我(wo)們認為，中國(guo)EDA 公(gong)司要(yao)走出自己的(de)成功(gong)道路，有(you)(you)三(san)個關鍵，廣積(ji)(ji)糧(liang)、高(gao)(gao)筑墻、緩(huan)稱王，也對(dui)應著芯(xin)華章“高(gao)(gao)起點”、“厚(hou)積(ji)(ji)累(lei)(lei)”、“求創新(xin)”的(de)發展戰略。我(wo)們可以用最新(xin)的(de)架構去做產品，不(bu)受兼容(rong)和(he)移植之縛；核(he)心技(ji)術(shu)人才的(de)知識累(lei)(lei)積(ji)(ji)，是高(gao)(gao)科(ke)技(ji)行業(ye)成功(gong)的(de)基礎；依樣畫葫蘆(lu)很難實現超(chao)越，必須在(zai)累(lei)(lei)積(ji)(ji)的(de)基礎上不(bu)斷探索創新(xin)。

特別的(de)，隨著(zhu)芯(xin)片工藝節(jie)點(dian)的(de)不(bu)斷(duan)演(yan)進，復(fu)雜度(du)不(bu)斷(duan)提(ti)(ti)升(sheng)，如何提(ti)(ti)高驗證(zheng)效率(lv)，降低EDA 工具使用(yong)門檻，一直是行(xing)業(ye)關注的(de)重要發展方向。針對(dui)行(xing)業(ye)痛(tong)點(dian)，芯(xin)華章以(yi)終(zhong)為始，創見性地提(ti)(ti)出(chu)了面向未(wei)來(lai)的(de)EDA 2.0 概念。EDA 2.0 的(de)核心(xin)內(nei)容就是在開放和標準化(hua)的(de)前(qian)提(ti)(ti)下(xia)，將過去的(de)設計(ji)經驗和數據吸收到全(quan)流程EDA 工具及模型中，帶動(dong)EDA 向智能化(hua)發展，形成從(cong)系統需(xu)求到芯(xin)片設計(ji)、驗證(zheng)的(de)自動(dong)化(hua)流程。

2 _ 聚焦芯片驗證

一個芯(xin)片研(yan)發項目(mu)當中，驗證(zheng)工作量(liang)(liang)通常占(zhan)據過(guo)半，并且決(jue)(jue)定了(le)(le)芯(xin)片的(de)(de)成(cheng)敗與(yu)質量(liang)(liang)。以7 nm 的(de)(de)GPU SOC為例，接近7 成(cheng)的(de)(de)投入是在數字(zi)(zi)前(qian)端設計。芯(xin)片驗證(zheng)工具開發難度(du)大(da)，覆蓋面廣，卻(que)決(jue)(jue)定了(le)(le)芯(xin)片的(de)(de)成(cheng)敗與(yu)質量(liang)(liang)。中國(guo)自研(yan)EDA 公司目(mu)前(qian)僅擁有部分(fen)點工具，數字(zi)(zi)驗證(zheng)領域仍(reng)是空白(bai)。芯(xin)華章瞄準國(guo)內技術空白(bai)，市場容量(liang)(liang)最大(da)，芯(xin)片設計成(cheng)本占(zhan)比(bi)最高的(de)(de)數字(zi)(zi)集成(cheng)電路前(qian)端設計與(yu)驗證(zheng)領域，致力(li)于填補(bu)中國(guo)EDA 驗證(zheng)空白(bai)。目(mu)前(qian)，芯(xin)華章已取(qu)得專利授權25 件，打(da)造(zao)出(chu)具備平臺(tai)化、智能化、云化底層構架的(de)(de)解決(jue)(jue)方案(an)，成(cheng)功發布5 款具備自主知識產權的(de)(de)數字(zi)(zi)驗證(zheng)EDA 產品。

這些產品(pin)都已(yi)達到(dao)對應(ying)領域的(de)(de)(de)主(zhu)流商業(ye)水(shui)(shui)平，甚至在部分性能指標上(shang)已(yi)達到(dao)或超過(guo)國際先(xian)進水(shui)(shui)平，是我(wo)們(men)從(cong)0 到(dao)1 打造的(de)(de)(de)，基(ji)于全新統一的(de)(de)(de)底層框架，應(ying)用新的(de)(de)(de)驗證方(fang)法學，并(bing)且(qie)具備自(zi)主(zhu)知(zhi)識產權的(de)(de)(de)EDA工具。比如，傳統的(de)(de)(de)仿(fang)真器只能在Intel 的(de)(de)(de)X86 服務器上(shang)運行，但芯(xin)華章(zhang)的(de)(de)(de)仿(fang)真器就能無縫移(yi)植到(dao)不同(tong)的(de)(de)(de)處理器上(shang)，還(huan)有很多類似的(de)(de)(de)創新都在芯(xin)華章(zhang)的(de)(de)(de)產品(pin)中得以(yi)體(ti)現。芯(xin)華章(zhang)發(fa)布的(de)(de)(de)數字調(diao)試產品(pin)昭曉Fusion Debug，采用完全自(zi)研的(de)(de)(de)高性能數字波(bo)形格式，與主(zhu)流商業(ye)波(bo)形格式相比，讀寫(xie)速度快至3 倍。

除了具體(ti)(ti)的(de)產品性能優(you)勢，芯華章的(de)差異化競(jing)爭(zheng)優(you)勢體(ti)(ti)現在(zai)以下三(san)個方(fang)面(mian)：

2.1 產(chan)業(ye)對驗(yan)證方法(fa)學提(ti)出更高的(de)(de)(de)要(yao)(yao)求(qiu)。隨(sui)(sui)著芯(xin)(xin)片(pian)工藝節(jie)點的(de)(de)(de)不(bu)斷演進，復雜度(du)不(bu)斷提(ti)升(sheng)(sheng)，隨(sui)(sui)之而(er)來(lai)的(de)(de)(de)是芯(xin)(xin)片(pian)設計成本的(de)(de)(de)巨大(da)提(ti)升(sheng)(sheng)。所有芯(xin)(xin)片(pian)設計公司(si)，包(bao)括新(xin)進的(de)(de)(de)系統(tong)(tong)公司(si)，都希望通過更充分的(de)(de)(de)驗(yan)證，降低投片(pian)風險(xian)與流片(pian)成本。大(da)家(jia)不(bu)滿足(zu)(zu)于只是生產(chan)“合格、可用”的(de)(de)(de)芯(xin)(xin)片(pian)，而(er)是希望結合應(ying)用場(chang)景，滿足(zu)(zu)最(zui)終的(de)(de)(de)電(dian)子系統(tong)(tong)需求(qiu)，真正賦能產(chan)品的(de)(de)(de)用戶體驗(yan)，因此對集(ji)成電(dian)路設計產(chan)業(ye)提(ti)出更高的(de)(de)(de)要(yao)(yao)求(qiu)，迫切需要(yao)(yao)建立(li)起能夠覆蓋從芯(xin)(xin)片(pian)級別到最(zui)終系統(tong)(tong)級別的(de)(de)(de)驗(yan)證方法(fa)學，提(ti)升(sheng)(sheng)芯(xin)(xin)片(pian)及電(dian)子系統(tong)(tong)的(de)(de)(de)性(xing)能表(biao)現。

2.2 老師(shi)傅輕裝上(shang)陣，更(geng)(geng)高(gao)的(de)起點，發揮空間(jian)更(geng)(geng)大。高(gao)科技行(xing)業(ye)(ye)(ye)，最重(zhong)要的(de)還(huan)是知識的(de)積(ji)累。芯華章(zhang)對比傳統國際EDA 公(gong)司的(de)一大優勢(shi)在(zai)于我們的(de)核心研(yan)發團(tuan)隊(dui)在(zai)行(xing)業(ye)(ye)(ye)里(li)(li)多年研(yan)發經驗(yan)的(de)積(ji)累，我們非常了解成功的(de)路(lu)徑以(yi)及哪里(li)(li)會(hui)有坑，因此能夠將EDA 和(he)前沿(yan)技術(shu)深度融合，以(yi)新(xin)一代EDA 產品換道(dao)超車。比如芯華章(zhang)基(ji)于全新(xin)的(de)底層架構進行(xing)自(zi)主研(yan)發的(de)智V 驗(yan)證平臺，具備(bei)協同、易(yi)用、高(gao)效三大優勢(shi)，能讓工具帶(dai)來1+1>2 的(de)驗(yan)證效益，有效地解決(jue)產業(ye)(ye)(ye)正(zheng)面臨的(de)兼容性挑(tiao)戰，以(yi)及數據碎片化(hua)導致的(de)驗(yan)證效率挑(tiao)戰。

2.3 貼近本(ben)地客(ke)(ke)戶(hu)(hu)(hu)(hu)需求快速(su)迭代創新。我(wo)們作為中國本(ben)土的(de)(de)(de)EDA 供應商，其中一(yi)個優勢是和(he)客(ke)(ke)戶(hu)(hu)(hu)(hu)距離很近，能夠(gou)更(geng)好地以(yi)(yi)客(ke)(ke)戶(hu)(hu)(hu)(hu)為導向、以(yi)(yi)終為始來(lai)考慮，指導我(wo)們的(de)(de)(de)研(yan)發和(he)生態搭(da)建(jian)，更(geng)及(ji)時地貼近市場(chang)需求進行快速(su)迭代與創新。我(wo)們的(de)(de)(de)理念(nian)就是與客(ke)(ke)戶(hu)(hu)(hu)(hu)協同作戰，通過技(ji)術創新賦能客(ke)(ke)戶(hu)(hu)(hu)(hu)，而(er)客(ke)(ke)戶(hu)(hu)(hu)(hu)的(de)(de)(de)成(cheng)長也(ye)會為芯華章(zhang)(zhang)的(de)(de)(de)發展帶來(lai)更(geng)大機遇。得益于成(cheng)熟(shu)、扎實(shi)(shi)的(de)(de)(de)一(yi)線(xian)團隊(dui)所積(ji)累的(de)(de)(de)深厚(hou)服(fu)務(wu)經驗，芯華章(zhang)(zhang)很快建(jian)立了同客(ke)(ke)戶(hu)(hu)(hu)(hu)的(de)(de)(de)深厚(hou)互信。截至目前，芯華章(zhang)(zhang)基(ji)本(ben)建(jian)立了完整的(de)(de)(de)數字驗證全流程服(fu)務(wu)，并得到中科院半導體所、燧原(yuan)科技(ji)、芯來(lai)、鯤云等(deng)數十家一(yi)眾(zhong)業內知(zhi)名企業實(shi)(shi)際項目采(cai)用。

（本文來源(yuan)于《電子產品世界》雜志2022年9月期）

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