國(guó)產(chǎn)EDA的發(fā)展:從滿足基本國(guó)產(chǎn)替代需求到走向差異化競(jìng)爭(zhēng)之路
EDA工具是半導(dǎo)體設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的核心環(huán)節(jié),對(duì)芯片設(shè)計(jì)的精確性、效率和創(chuàng)新能力有直接影響。沒(méi)有高效的EDA工具,就難以進(jìn)行復(fù)雜芯片的設(shè)計(jì)和優(yōu)化;而沒(méi)有了高PPA的芯片,AI、智能汽車和應(yīng)用層面的創(chuàng)新更是無(wú)從談起。
隨著中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,對(duì)高端、定制化的芯片需求不斷增長(zhǎng)。在全球貿(mào)易和技術(shù)環(huán)境日益復(fù)雜的背景下,自主可控的EDA工具可以減少對(duì)國(guó)外技術(shù)的依賴,提高在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中的自主性和靈活性。發(fā)展國(guó)產(chǎn)EDA工具有助于我們構(gòu)建更加完整的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈,從設(shè)計(jì)、制造到封裝測(cè)試形成閉環(huán),增強(qiáng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的競(jìng)爭(zhēng)力。
然而EDA是技術(shù)、人才密集型產(chǎn)業(yè),想要實(shí)現(xiàn)超越談何容易?但要實(shí)現(xiàn)基本的國(guó)產(chǎn)替代,似乎已經(jīng)不是問(wèn)題。近年來(lái)一大波國(guó)產(chǎn)EDA公司成立,并在之后短短的幾年時(shí)間內(nèi)快速完成了產(chǎn)品研發(fā)和市場(chǎng)驗(yàn)證。接下來(lái),將會(huì)是國(guó)產(chǎn)EDA的關(guān)鍵時(shí)期,從完成國(guó)產(chǎn)替代到走向差異化競(jìng)爭(zhēng),在市場(chǎng)的浪潮中經(jīng)受住考驗(yàn)存活下來(lái),才是最考驗(yàn)各家功力的時(shí)刻。
在ICCAD2023上,我們采訪了多家國(guó)產(chǎn)EDA公司的高層,他們針對(duì)國(guó)產(chǎn)EDA發(fā)展進(jìn)行了精彩的分享。
合見(jiàn)工軟:多維演進(jìn)戰(zhàn)略,邁入系統(tǒng)級(jí)層面
合見(jiàn)工軟是中國(guó)EDA領(lǐng)域成長(zhǎng)非常快速的一家公司,從成立之初到現(xiàn)在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了在驗(yàn)證領(lǐng)域的全平臺(tái)解決方案,并且開始向著實(shí)現(xiàn)、系統(tǒng)級(jí)和IP等方向推進(jìn),據(jù)悉,合見(jiàn)工軟最早只專注在驗(yàn)證領(lǐng)域,在創(chuàng)業(yè)初期只有一個(gè)小團(tuán)隊(duì)專注在Simulator工具上,而后經(jīng)過(guò)了短短兩年半的時(shí)間,已經(jīng)做到了驗(yàn)證的全平臺(tái)。今年更是一個(gè)重要的節(jié)點(diǎn),合見(jiàn)工軟在此次ICCAD上發(fā)布了一系列新的工具,開始從驗(yàn)證全平臺(tái)拓展到系統(tǒng)級(jí)和IP,開始更宏大的戰(zhàn)略布局。
“這樣一個(gè)多維演進(jìn)的戰(zhàn)略,主要是應(yīng)對(duì)整個(gè)行業(yè)的需求?!鄙虾:弦?jiàn)工業(yè)軟件集團(tuán)聯(lián)席總裁徐昀分享到,“中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)計(jì)行業(yè)其實(shí)急需的是處理數(shù)字大規(guī)模芯片的能力,該能力首先也需要EDA的支撐。”
現(xiàn)在的高性能計(jì)算芯片,在RTL層次要做實(shí)現(xiàn),要選擇IP,并不斷驗(yàn)證來(lái)保證正確性;在系統(tǒng)層面,要做軟硬件協(xié)同的系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化;像chiplet等趨勢(shì),對(duì)芯粒、對(duì)先進(jìn)封裝、對(duì)整個(gè)板級(jí)的優(yōu)化需求也非常高。正是基于這個(gè)需求,合見(jiàn)工軟將產(chǎn)品拓展到系統(tǒng)級(jí)和IP。
扎根中國(guó)生態(tài)培育,走向全球領(lǐng)先
受到無(wú)可避免的地緣政治因素影響,國(guó)內(nèi)外芯片設(shè)計(jì)整個(gè)生態(tài)可能會(huì)走向兩個(gè)方向,而這對(duì)于EDA而言也有著不同的要求。傳統(tǒng)的EDA國(guó)際三大家,布局服務(wù)于全球客戶,會(huì)配合全球市場(chǎng)不斷微縮的工藝演進(jìn),服務(wù)這樣的未來(lái)需求。而國(guó)內(nèi)芯片設(shè)計(jì)需要在成熟工藝上實(shí)現(xiàn)性能突破,就要求EDA能夠在低工藝節(jié)點(diǎn)上幫助客戶解決芯片設(shè)計(jì)的性能問(wèn)題,這是一個(gè)真正的需求所在,也是國(guó)內(nèi)EDA廠商當(dāng)前生存下去,走向差異化競(jìng)爭(zhēng)的途徑。
據(jù)了解,合見(jiàn)工軟從成立到現(xiàn)在已經(jīng)在研發(fā)上花了10億人民幣,已經(jīng)積累了國(guó)內(nèi)差不多兩百多家客戶,核心產(chǎn)品客戶評(píng)估后的Benchmark可以超越美國(guó)主流競(jìng)品,整個(gè)公司在商業(yè)和研發(fā)上做到了正向循環(huán)。
而除了有著國(guó)產(chǎn)替代需求的客戶外,合見(jiàn)工軟也不乏國(guó)際一線芯片設(shè)計(jì)廠商的投資和青睞。因?yàn)閷?duì)比EDA三大家,作為合見(jiàn)工軟有著同樣的優(yōu)秀的運(yùn)營(yíng)和技術(shù)團(tuán)隊(duì),能夠靈活、快速地配合客戶的研發(fā)要求,做到更及時(shí)的響應(yīng)?!白鲆粋€(gè)新的產(chǎn)品,全世界頂級(jí)的產(chǎn)品,并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的國(guó)產(chǎn)替代,而是要做下一代的產(chǎn)品。”徐昀道出了我國(guó)EDA創(chuàng)業(yè)者的心聲。
鴻芯微納:跑通國(guó)產(chǎn)數(shù)字EDA全流程
鴻芯微納從2019年成立,主要的方向是搭建國(guó)產(chǎn)數(shù)字EDA的全流程工具。這是一條艱難的道路,但一路走來(lái)鴻芯微納也做出了一些成績(jī)。據(jù)鴻芯微納CTO、聯(lián)合創(chuàng)始人王宇成介紹,當(dāng)前已經(jīng)數(shù)字后端完整工具鏈部署,從而做到了真正的全流程。
國(guó)產(chǎn)數(shù)字EDA全流程可以分為兩步,第一步當(dāng)然是要先實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)點(diǎn)工具開發(fā),實(shí)現(xiàn)最基本的保障的需求。然后第二步還是要考慮產(chǎn)品完整性的競(jìng)爭(zhēng)力,完整的工具鏈開發(fā)。對(duì)于國(guó)內(nèi)新生的EDA產(chǎn)品,大多數(shù)設(shè)計(jì)公司仍然處在早期探索階段。評(píng)估工具是很復(fù)雜的過(guò)程,決定采購(gòu),直至推廣使用更是充滿了挑戰(zhàn)。?
而要形成競(jìng)爭(zhēng)力,智能化是不可獲取的一個(gè)技術(shù)。鴻芯微納正計(jì)劃通過(guò)AI outside的方式,加速客戶的布局布線工作流程。王宇成表示,要借助AI outside的力量,首先得有一個(gè)成熟的工具,不然在一個(gè)不成熟的布局布線工具上運(yùn)用AI的能力幫助客戶調(diào)參,起到事半功倍的效果。經(jīng)過(guò)三年的開發(fā),鴻芯微納的布局布線工具已經(jīng)到了一個(gè)非常成熟的地步,預(yù)期年底可能會(huì)看到一些在AI outside方面探索的成果。
鴻芯微納首席技術(shù)官、聯(lián)合創(chuàng)始人王宇成表示,鴻芯微納正在努力把整個(gè)芯片開發(fā)流程“串起來(lái)”,從一個(gè)芯片的RTL開始、一直走到GDS、然后走到簽核,每一個(gè)步驟要用的工具都聯(lián)通起來(lái)?!按饋?lái)”的意義,本土真正完整的從頭走到尾的全流程只有串起來(lái),才能夠把整體的工具解決方案優(yōu)化,形成一個(gè)生態(tài),在該生態(tài)的基礎(chǔ)上,最后能夠達(dá)到超越國(guó)際的水平。
接下來(lái)國(guó)產(chǎn)EDA關(guān)鍵時(shí)期,尋求商業(yè)成功
王宇成表示,新的EDA工具開拓市場(chǎng),從來(lái)就是充滿了困難和阻力。國(guó)外foundry的演進(jìn)路線是隨著各個(gè)時(shí)期產(chǎn)品的需求而形成的。 國(guó)內(nèi)互聯(lián)網(wǎng), 汽車, 移動(dòng)等電子產(chǎn)品和技術(shù)演進(jìn)跟美歐很不一樣, 有理由相信工藝和EDA技術(shù)的演進(jìn)也會(huì)帶上中國(guó)特色。作為立足本土的EDA公司, 鴻芯微納相信,我們比國(guó)外同行更能敏捷快速開發(fā)出更適用國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)客戶需求的, 有競(jìng)爭(zhēng)力和差異化的產(chǎn)品和技術(shù)。
芯華章:X軸橫向布局,Y軸縱向突破
芯華章成立于2015年,專注于數(shù)字EDA驗(yàn)證領(lǐng)域研發(fā),涵蓋了邏輯綜合、物理設(shè)計(jì)、電路仿真等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。該公司已經(jīng)打造了完整的數(shù)字驗(yàn)證EAD全流程工具,技術(shù)發(fā)展重點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的高性能、高效率,并且具有良好的用戶體驗(yàn)。在滿足基本設(shè)計(jì)需求的同時(shí),也在不斷追求對(duì)國(guó)際先進(jìn)水平的超越。
“我們是第一個(gè)提出來(lái)在原型驗(yàn)證和硬件仿真兩種工具,在速度和Debug能力之間進(jìn)行取舍的。”傅勇講到,“20多年前,我是第一批將硬件仿真工具引入國(guó)內(nèi)的。20幾年下來(lái),硬件仿真和原型驗(yàn)證工具各有勝場(chǎng),但在某些領(lǐng)域又都有局限性。這么多年了,我們認(rèn)為是時(shí)候?qū)煞N成熟的方法學(xué)進(jìn)行某種融合,從而讓客戶有更多靈活選擇,降低使用成本。”
而針對(duì)中國(guó)的本土供應(yīng)鏈的生態(tài)搭建上,傅勇認(rèn)為更是要注重“點(diǎn)狀突破,面狀布局”。
首先要實(shí)現(xiàn)中國(guó)的本土的全鏈條,就需要各方的密切合作。例如芯華章在做好自己的聚集的數(shù)字驗(yàn)證的領(lǐng)域之外,還與上下游的伙伴一起合作,從而幫助構(gòu)建一套完整的可用可信的生態(tài)。而要真正贏得客戶的信賴,傅勇認(rèn)為并沒(méi)有捷徑,而是要扎扎實(shí)實(shí)做好每一個(gè)客戶,從而讓客戶給國(guó)產(chǎn)EDA公司來(lái)建立口碑。不僅如此,芯華章還深入到了中國(guó)的產(chǎn)學(xué)研工作中,通過(guò)高校合作將自己的仿真工具做到了大學(xué)生的學(xué)習(xí)階段中去,讓下一代的芯片設(shè)計(jì)工程師更早地熟悉和了解芯華章的產(chǎn)品,形成使用習(xí)慣和品牌好感度。
對(duì)于未來(lái)的產(chǎn)品布局,傅勇表示芯華章會(huì)從X和Y兩個(gè)軸向上去發(fā)展。X軸即繼續(xù)拓展產(chǎn)品線。隨著9月份芯華章等價(jià)性驗(yàn)證工具GalaxEC的發(fā)布,公司產(chǎn)品覆蓋領(lǐng)域從數(shù)字驗(yàn)證領(lǐng)域拓展到后端的布局布線、綜合等領(lǐng)域,進(jìn)一步完善了公司數(shù)字全流程驗(yàn)證解決方案。
Y軸是針對(duì)熱門的垂直應(yīng)用方向,做一些全流程的解決方案。例如RISC-V、汽車和GPU等。近日新發(fā)布的消息,芯擎與芯華章展開了在高端車規(guī)芯片領(lǐng)域的合作,便可以看作是芯華章在Y軸上的一個(gè)突破。
作為國(guó)內(nèi)數(shù)字芯片EDA驗(yàn)證全流程解決方案提供商,芯華章相關(guān)邏輯仿真工具近期也獲得德國(guó)萊茵TüV集團(tuán)ISO 26262 TCL3功能安全工具認(rèn)證,能夠支持汽車安全完整性標(biāo)準(zhǔn)最高ASIL D級(jí)別的芯片開發(fā)驗(yàn)證。這也是目前國(guó)內(nèi)唯一獲得國(guó)際安全標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證的邏輯仿真工具,芯華章成為率先在汽車電子領(lǐng)域做垂直布局的中國(guó) EDA 公司。
芯易薈:填平軟硬件設(shè)計(jì)方法之間的鴻溝
芯片并不是設(shè)計(jì)的最終,而是服務(wù)于最終的產(chǎn)品,例如手機(jī)、手表和汽車等。一切設(shè)計(jì)的起點(diǎn)在于系統(tǒng)和軟件,而非單獨(dú)的半導(dǎo)體部件。在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法中,軟硬件設(shè)計(jì)存在明顯分離,這造成了整個(gè)設(shè)計(jì)上的難題。而芯易薈旨在通過(guò)C語(yǔ)言的EDA設(shè)計(jì)工具,并以處理器為中心的方法,填平軟硬件設(shè)計(jì)方法之間的鴻溝,優(yōu)化客戶的整個(gè)設(shè)計(jì)流程。
據(jù)芯易薈創(chuàng)始人和CTO汪人瑞介紹,定制處理器(XPU)將成為一個(gè)趨勢(shì),而芯易薈的工具能夠適應(yīng)定制處理器的趨勢(shì),并且使軟件設(shè)計(jì)能更好地理解并與硬件設(shè)計(jì)相結(jié)合。這種圍繞處理器的設(shè)計(jì),不僅提高電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的效率和效果,而且也順應(yīng)了現(xiàn)代芯片設(shè)計(jì)行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。
據(jù)芯易薈CEO汪達(dá)鈞分享,其最新推出的工具可以適用于音頻、視頻、AI、工控等各種不同的應(yīng)用場(chǎng)景,可以根據(jù)不同行業(yè)客戶的實(shí)際應(yīng)用定制XPU。從能效、計(jì)算的效率來(lái)講,使用芯易薈工具定制出來(lái)的處理器要比現(xiàn)在行業(yè)常見(jiàn)的處理器運(yùn)算FIR、FFT的效率高很多?!皩?duì)我們來(lái)說(shuō),針對(duì)不同應(yīng)用,不同客戶需求,通過(guò)我們的工具來(lái)定制具有差異化的、最優(yōu)能效比的處理器是我們的目標(biāo)。”汪達(dá)鈞解釋到。
傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法是鏈條式的,逐級(jí)從架構(gòu)設(shè)計(jì)到應(yīng)用層設(shè)計(jì)推進(jìn)進(jìn)行優(yōu)化,應(yīng)用層的功能驗(yàn)證不理想還要返回到架構(gòu)層再進(jìn)行重新調(diào)優(yōu),這樣的效率并不高。而芯易薈提供了一種新的設(shè)計(jì)方法論,通過(guò)FARM Studio可以直接分鐘級(jí)自動(dòng)生成所需要的軟硬件和配套工具鏈,從而實(shí)現(xiàn)軟硬件協(xié)同開發(fā)、優(yōu)化,并且將系統(tǒng)驗(yàn)證周期提前。這種新的設(shè)計(jì)方法也更適合當(dāng)下和未來(lái)異構(gòu)多核的設(shè)計(jì)需求,讓客戶更快地將多個(gè)核放在一起來(lái)做融合場(chǎng)景,加快設(shè)計(jì)縮進(jìn)優(yōu)化的效率。
結(jié)語(yǔ)
“其實(shí)中國(guó)的芯片設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)有相當(dāng)?shù)姆蓊~,占據(jù)大概全球市場(chǎng)三分之一以上,絕對(duì)應(yīng)該有機(jī)會(huì)能夠培養(yǎng)一個(gè)真正能夠在國(guó)際上競(jìng)爭(zhēng)的EDA平臺(tái)型公司?!?有著如此大的市場(chǎng)培育機(jī)會(huì),讓徐昀對(duì)國(guó)產(chǎn)EDA的未來(lái)滿懷期望。
縱使2023年行業(yè)傳遞出的一些寒意,但對(duì)于EDA發(fā)展而言并不是一件壞事?!斑@種理性回歸的過(guò)程中,會(huì)讓我們這個(gè)行業(yè)走得更健康,對(duì)此我堅(jiān)信不疑,相信國(guó)產(chǎn)EDA一定會(huì)發(fā)展得更茁壯!”傅勇坦言到。