半導(dǎo)體設(shè)計不斷加快，Mentor的EDA 4.0時代迎接挑戰(zhàn)

2015年的全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)大整合之后，整個產(chǎn)業(yè)競爭格局已經(jīng)發(fā)生了深刻的變化。2016年12月，Morgan Stanley的硅谷投資銀行業(yè)務(wù)部門總經(jīng)理Marl Edelstone對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)整合發(fā)表了自己的看法：“在五年內(nèi)，半數(shù)專營上市半導(dǎo)體公司將被收購，并且前三大供應(yīng)商市場份額可能會在未來十幾年內(nèi)從其今天的約30%，增加一倍至60%”

在本次Mentor Forum大會上，同樣有數(shù)據(jù)支持了這個說法——2011-2016年的復(fù)合增長率為3%，從2017年起，IC實現(xiàn)22%的增長。Mentor認(rèn)為，IC設(shè)計這種爆發(fā)式增長預(yù)示著整合將變得無關(guān)緊要，未來半導(dǎo)體設(shè)計的加快將更多地依賴于新科技的產(chǎn)生，新公司的加入。由此，Mentor的EDA 4.0時代面對這種新的挑戰(zhàn)應(yīng)運而生。

Mentor為EDA 4.0做了什么準(zhǔn)備?

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)屬高度技術(shù)及資金密集型產(chǎn)業(yè)，需要國家層面在政策傾斜、資金補貼、技術(shù)轉(zhuǎn)讓、人才獲取等多方位支持。我國政府已將半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展提升至國家戰(zhàn)略高度，并針對設(shè)計、制造、封測各環(huán)節(jié)制定明確計劃來引導(dǎo)中國大陸半導(dǎo)體業(yè)產(chǎn)能建設(shè)及研發(fā)進(jìn)程加快。中國IC設(shè)計公司從2014年的681家到2016年升至1362家，兩年時間公司數(shù)量已翻倍。

EDA作為IC設(shè)計不可缺失的一部分，正體現(xiàn)了現(xiàn)代電子設(shè)計的發(fā)展趨勢，由于其可以用軟件的方式設(shè)計硬件，在設(shè)計過程中可用有關(guān)軟件進(jìn)行各種仿真。正因如此，中國IC設(shè)計公司的成長也帶給了EDA公司新的產(chǎn)品需求。Mentor中國區(qū)總經(jīng)理凌琳表示：“Mentor作為西門子集團(tuán)的一部分，配合工業(yè)4.0的趨勢，Mentor獲得了更多的資源，這些資源使得Mentor對系統(tǒng)級設(shè)計有了更加全面的了解，并走向更廣泛的客戶群。不僅如此，Mentor還增加了研發(fā)投入來應(yīng)對未來的挑戰(zhàn)。”

特定領(lǐng)域體系結(jié)構(gòu)帶來新的生機(jī)

人工智能概念其實在上世紀(jì)80年代就已經(jīng)炒得火熱，但是軟硬件兩方面的技術(shù)局限使其沉迷了很長一段時間。而現(xiàn)在，大規(guī)模并行計算、大數(shù)據(jù)、深度學(xué)習(xí)算法和人腦芯片這四大催化劑的發(fā)展，以及計算成本的降低，使得人工智能技術(shù)突飛猛進(jìn)。而我國的AI相關(guān)產(chǎn)業(yè)更是其中的佼佼者，這些新事物、新公司的產(chǎn)生，也為IC設(shè)計、EDA工具提出了新的要求。

一方面，電子公司要求工程師在更短的時間里，使用更少的資源來設(shè)計新產(chǎn)品，而且性能要比競爭產(chǎn)品好。另一方面，技術(shù)變化非常快，不同的客戶有完全不同的需求，要求有更具個性化的產(chǎn)品。凌琳介紹道：“新公司的加入也促進(jìn)了半導(dǎo)體設(shè)計速度的提升。與傳統(tǒng)公司相比，新公司在軟件上的優(yōu)勢更大。從AI公司的崛起，我們可以預(yù)見特定領(lǐng)域結(jié)構(gòu)體系需要新的設(shè)計方法和工具。”

Alphabet公司董事長John Hennessy表示：“摩爾定律的終結(jié)及更高速的通用計算新的黃金時代已開啟。 ”軟硬件相結(jié)合，特定域語言和架構(gòu)時代即將來臨。特定域架構(gòu)和學(xué)習(xí)曲線將實現(xiàn)下一波增長。

于是，HLS開始進(jìn)入這些使用特定應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)的公司中，HLS易于重映射多種技術(shù)。HLS可以針對各種技術(shù)重映射相同C代碼、輕松切換工藝、快速探索可能的替代技術(shù)并確定最優(yōu)實現(xiàn)。

眾所周知，目前有很多手機(jī)廠商在研發(fā)AI相關(guān)芯片，但是這些芯片多是基于最新的工藝制程。但是，伴隨著格芯、聯(lián)電等晶圓廠紛紛放棄7nm等先進(jìn)制程工藝時，AI芯片還能得到快速發(fā)展嗎?凌琳認(rèn)為對代工廠而言，尖端制程工藝并非唯一選擇，對于另外一些IC設(shè)計企業(yè)來說，他們會在拓展成熟工藝的應(yīng)用“寬度”上下功夫，這對代工廠而言未嘗不是件好事。對EDA公司來說，追求尖端工藝的客戶在7nm以下會需要更強大的算力和計算量，這對先進(jìn)EDA工具的需求只會有增無減;此外，那些追求成熟節(jié)點工藝的客戶由于拓展了應(yīng)用領(lǐng)域，對EDA工具也會提出更多新的要求。