每年的ICCAD做為半導體行業(yè)年度重要的活動,匯集從EDA、IP到IC設計等上下游企業(yè)。在中國集成電路設計業(yè)2022年會暨廈門集成電路產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展高峰論壇(ICCAD 2022)上,來自多家國產EDA企業(yè)的高管接受媒體采訪,他們從產品創(chuàng)新、行業(yè)發(fā)展等多個維度向我們展示了國產EDA的最新進展以及各自對行業(yè)的思考。
思爾芯:打造齊全的前端數(shù)字驗證工具
思爾芯從2004年開始做原型驗證系統(tǒng),2022年推出第七代原型驗證系統(tǒng)。結合原型驗證完整的軟件工具鏈,很多用戶用到了百億門級的系統(tǒng)。可實現(xiàn)自動編譯與自動設計分割等功能。
思爾芯總裁林凱鵬表示,思爾芯聚焦數(shù)字前端驗證領域,除了原型驗證產品外,還推出硬件仿真系統(tǒng)和軟件仿真工具,補強前端數(shù)字驗證工具產品線。未來將持續(xù)打造融合異構、仿真驗證的用戶體驗,即異構驗證的“5+1”體系,包括5個驗證工具、1個體系。從原代碼設計到功能驗證,實現(xiàn)整個數(shù)字芯片前端設計的無縫銜接,形成比較完善的前端仿真驗證工具鏈和體驗。
思爾芯的驗證云服務已經推出三年時間,據(jù)介紹目前有上千個IP原型驗證系統(tǒng)運行,良率非常高。林凱鵬說:“對于驗證場景來說,云非常重要。驗證從時間軸角度出發(fā),存在峰值的情況,前面開發(fā)階段可能驗證需求不多,到了一定階段的時候,你會發(fā)現(xiàn)設計團隊需要大量的回歸測試,大量集群的驗證,還需要有大量的軟件仿真驗證,以及軟件性能測試驗證過程,這個時候驗證峰值非常明顯。現(xiàn)有的算力不足以滿足需求時,IC設計公司希望采用更多的算力,提高驗證回歸效率。云這種集中大量算力,為峰值需求提供相對應的算力和解決方案,是天然好的解決方案。”
對于大家擔心的上云的信息安全問題,林凱鵬表示目前以私有云居多,也會和云廠商合作在線上提供大量CPU和內存資源,并且將敏感數(shù)據(jù)放在本地進行脫敏,將原代碼、關鍵數(shù)據(jù)放在本地編譯好,這些數(shù)據(jù)變成相對脫敏的二進制數(shù)據(jù),再去云端運行。隨著芯片復雜度越來越高,對驗證的CPU、內存、算力、EDA資源需求越來越強,上云是盡早的事情。但兼顧算力、信息安全、以及良好的商業(yè)模式,使其達到相對平衡發(fā)展。
在EDA全流程的發(fā)展道路上,目前思爾芯做前端,國微系的幾家企業(yè)一起協(xié)作,希望通過一個共享的數(shù)據(jù)平臺以及數(shù)據(jù)底座實現(xiàn)全鏈條打通和更好的一條龍服務。
芯啟源:硬件仿真與原形驗證的融合
芯啟源的EDA工具創(chuàng)新性地將硬件仿真和原形驗證合在一起,二合一的平臺令客戶投資減少、運營成本降低。芯啟源EDA&IP銷售總經理裘燁敏說道,EDA硬件工具的運行速度比較快,芯片設計前期能夠進行更充分的驗證,更大程度降低bug的逃逸率。提供多用戶模式,不同的軟件團隊、多個芯片項目可并行在系統(tǒng)上運行設計。
據(jù)介紹,芯啟源在2023年將進行自動分區(qū)的算法更新以及硬件優(yōu)化,預計會在2023年的二季度,從原來的10兆速率快速提升到20兆。2022年,芯啟源的定單量比往年翻了三倍,盡管有著疫情的影響,但仍然取得長足的進步。22年拓展了較多的中大型客戶,包括CPU、GPU、AI等芯片公司。
如何獲得客戶的認可,裘燁敏認為首先是做出自己的技術亮點。以亮點做為切入點,客戶才有興趣了解。接著是定制化的能力,配合客戶的需求,以及像在Debug里找到編譯錯誤、語言錯誤,助力客戶,接納客戶反饋,實時依據(jù)客戶的反饋優(yōu)化和添加EDA工具中各模塊的功能。
針對當前政府對EDA、IP進行補貼存在不同的條條框框限制的情況,裘燁敏呼吁政府放寬限制、加大進度、引導企業(yè)。尤其是頭部企業(yè)若能夠給國內EDA廠商更多打磨產品的時間和機會,國產EDA工具將越用越好。
速石科技:一站式IC設計云平臺,助力高效利用算力資源
速石科技于2017年成立,致力于為研發(fā)型公司提供一站式IC設計云平臺。無論是微小型公司還是成長型公司亦或是上市公司,都面臨本地和云端資源的需求,速石平臺能夠解決資源不夠的核心問題,并讓用戶高效運營、優(yōu)化研發(fā)成本。
速石科技高級技術總監(jiān)陳琳濤分析,在IC設計的前4個月只涉及到前端布局與架構,對于算力需求不高,但是從第5個月開始前端、驗證、后端均開始工作,算力逐漸提升,在第11個月達到小高峰,第16個月達算力最高峰,月度調度峰值達到百萬級核時以上;算力波峰和波谷的核數(shù)差距在20倍以上。
也就是說,需求是波動的,云服務是最具彈性的,能夠按需使用資源。這也順應“東數(shù)西算”將資源進行整合發(fā)揮最大效率和性價比的趨勢。究竟有哪些EDA工具在哪些階段適合用云的方式,并不需要每家用戶自己去研究,速石的產品和服務平臺已經解決了共性問題。
速石平臺有兩個重要組件,一是集群管理,將各種異構資源整合,保持環(huán)境的一致性,這是速石核心的基礎能力。二是調度器的使用,也是速石著重發(fā)力的方向。速石調度器作為原生調度器調用EDA過程中的相關運行環(huán)境,速石從芯片設計的開發(fā)到流片都能夠支撐整個研發(fā)環(huán)境。速石的調度器具有兼容性,兼容市面上主流的國際先進調度器。目前,已經有數(shù)百家客戶大量使用速石的云平臺,進行IC設計全生命周期的管理。
概倫電子:以點及面,打造應用驅動的EDA全流程
成立于2010年的概倫電子,2022年12月28日在科創(chuàng)板上市,其EDA營收到70%,主要包括制造端EDA用于工藝開發(fā)和制造, 和設計端EDA針對模擬、存儲電路提供解決方案。此外還有測試儀器方面的業(yè)務,覆蓋基本電特性、可靠性、噪聲特性,提供測試系統(tǒng)和相關的功能服務及提供一站式工程服務。
概倫電子總裁楊廉峰表示,EDA行業(yè)沒有嚴格意義上的全流程,實際工程實踐中,幾乎沒有任何一家企業(yè)會全部用某一家的工具去做設計。當然,企業(yè)都希望提供更完整的解決方案。但EDA最終必須是應用價值導向,概倫電子首先瞄準的是在原來比較擅長的幾個關鍵領域,因此在制造端,將幾個點形成面,形成全流程。在設計端,針對存儲或者模擬,也實現(xiàn)全流程,幫助客戶提供更完整的解決方案。
國內企業(yè)不會因為國產的標簽或情懷或價格便宜而買單,客戶都是為了價值買單。概倫多年來也一直秉持技術過硬、輸出價值的觀念,獲得國際大客戶的認可。近兩三年通過對IC設計企業(yè)采用EDA進行補貼的政策,確實推動了IC客戶對國內EDA的導入。盡管在國產化的背景下,國內客戶的采用意愿和寬容度會好一點,但仍然不會降低標準。最終國產EDA企業(yè)要發(fā)展,一定來自于對應用的挖掘,提供可解決實際問題的方案。
國產EDA在產業(yè)化和生態(tài)建設過程中,不可避免地存在如何建立自己標準的問題。概倫電子作為全球化流程中的一部分,參與提供了很多底層的數(shù)據(jù)庫、標準制定。國際上一些聯(lián)盟或組織制定的標準,大部分是企業(yè)貢獻出來或者形成事實上的工業(yè)標準。國內EDA同樣需要標準的建立,讓生態(tài)更統(tǒng)一更壯大。
概倫電子除了此前的兩起并購之外,將持續(xù)地直接或間接投資一些EDA企業(yè)。基于產品和流程的布局,以及面向的終端應用來統(tǒng)籌,孵化一些企業(yè),做早期的布局。
合見工軟:面向數(shù)字驗證領域打造核心價值
2021年3月份成立的合見工軟發(fā)展速度非常快,2022年團隊已經壯大到700多人。已經面向數(shù)字驗證領域發(fā)布五六款產品,其中APS原型驗證系統(tǒng)已經迭代兩代。
合見工軟產品工程副總裁孫曉陽表示,合見工軟的核心價值在于幫助客戶盡快地進行原型驗證。我們離客戶更近,反應速度快、解決問題的溝通效率更高。立足產品本身,再加上這樣的優(yōu)勢,幫助芯片設計取得更好的PPA(性能、功耗、面積),這也是國產EDA公司能夠贏得客戶信任的關鍵,和中國IC設計公司成為緊密的共贏關系。
在構建國內EDA全流程的生態(tài)上,必須要大家合作。孫曉陽說道,在合作的過程當中如果能夠處理好芯片設計的數(shù)據(jù)安全等問題,就技術論技術,就產品論產品,去做出最好的、最合理的、最合適的接口標準。國內已經有EDA標準委員會正在推動聯(lián)盟的共同發(fā)展。
至于誰來主導標準的建立,孫曉陽認為過去EDA產業(yè)的很多標準都是誰做成業(yè)界第一就變成標準,或者標準組織來推動。但是像數(shù)據(jù)庫在技術上涉及性能和效率的問題,如果非常標準化又存在很多知識產權保護的問題。國內EDA企業(yè)在制定標準方面,可以將某個廠商已經落地的解決方案做為標準的基礎,也可以在沒有標準的領域單純建立一個標準,大家互通。因此可以是一個百花齊放的過程,匯集不同場景,選用合適的方案和合作的廠商來主導工作。
并購能夠加速企業(yè)的發(fā)展,合見工軟做為初創(chuàng)企業(yè)勢必會進行并購。在并購過程當中,合見會根據(jù)自己的企業(yè)文化和戰(zhàn)略布局尋找最合適、最能互補的并購對象,EDA行業(yè)最大的因素是人才,做到人才和團隊最佳的融合,才能使并購落地,集成新技術。多管齊下,以應對不斷變化的新格局。
英諾達:低功耗設計方法學助力成熟制程,云平臺充分保障數(shù)據(jù)安全
英諾達主營業(yè)務包括自研EDA、前端設計服務和后端設計服務。其中前端設計服務主要基于EDA硬件仿真加速器的云平臺,給客戶提供驗證服務。后端設計服務主要提供后端設計流程相關的服務。
英諾達董事長兼創(chuàng)始人王琦非常認同魏少軍教授提倡的中國半導體企業(yè)要破局,設計方法學是一個重要突破口。例如低功耗設計就是一個重要的設計方法學,其不只是先進制程需要,成熟制程更有需求,可以讓客戶在成熟節(jié)點的設計接近或達到先進節(jié)點的要求,使產品更有競爭力。
現(xiàn)在所通用的低功耗設計標準UPF,最早是2007-2008年間美國提出來的,王琦本人對此也有非常深厚的理解。對低功耗設計方法學,英諾達的工具對最新版的UPF和早期版本的常用命令都提供支持。
“作為一個檢查工具,我們的思路并不是以報錯為目的,并不是錯誤報的越多越好,而是報出來錯誤后,讓客戶很容易找到錯誤根源,找出解決辦法,我們從數(shù)據(jù)架構、算法上做了創(chuàng)新。”該工具面試之初就已經有3個發(fā)明專利獲得國家的批準,還有6個專利在申請當中。由于采用新的架構和算法,該工具達到速度和內存占用的最佳組合,支持做系統(tǒng)芯片級的檢查。
英諾達還提供基于EDA硬件仿真加速云平臺的前端設計服務,該服務基于Palladium(帕拉丁),可以形象比喻為專注于做邏輯仿真的超級計算機。遠程使用可以令客戶彈性運用計算資源,降低使用成本。英諾達提供不同等級的數(shù)據(jù)安全保護,客戶不需要提供源代碼而是編譯后的二進制數(shù)據(jù)在平臺上做仿真。另外,客戶也可以提供源代碼在英諾達機器上編譯再做仿真。2022年英諾達實現(xiàn)97%的硬件負載率。以較高等級的防火墻、內部數(shù)據(jù)安全網絡等,得到客戶的信賴。
國微芯:后端和制造國產EDA工具,與Foundry緊密配合,支持實現(xiàn)先進工藝
國微芯于2022年正式從國微集團獨立出來,完成股份制改制,繼承國微集團在國產EDA方面的工作和資產,主要業(yè)務涉及后端和制造國產EDA工具開發(fā)。旗艦工具是物理驗證工具和OBC工具,其中OBC工具用于***,可以說是***的“心臟”。此外還有其它的可靠性、制造性、能力分析、DFT和形式驗證等一系列工具。
此次ICCAD大會上,國微芯發(fā)布“芯天成”五大系列14款EDA工具,包括物理驗證平臺的4個工具,OPC平臺的2個工具,還有仿真平臺的3個工具,特征化平臺2個工具以及形式驗證工具平臺的3個工具。主要服務于國內Foundry廠、28nm平面Foundry線,支持國內Foundry線進行物理驗證相關的參考流程和開發(fā)工作。
國微芯執(zhí)行總裁/首席技術官白耿表示,后端和制造端的EDA工具首先解決28nm這個代表性的工藝節(jié)點的工具問題,再解決先進工藝的節(jié)點比較多重曝光、雙重曝光,在OTC里面解決一些3D光學模型,通過EDA工具支撐用DUV實現(xiàn)14nm、7nm的生態(tài)工藝。另外,通過支持SOI平面工藝和3D封裝等可以實現(xiàn)國產集成電路等效的摩爾定律的算力增長。
為了打造全流程EDA工具,國微芯與思爾芯、鴻芯微納形成互補關系。例如思爾芯負責前端驗證包括原形驗證、硬件仿真、軟件仿真,鴻芯微納負責物理設計端的四個EDA工具開發(fā),包括布局布線、邏輯綜合、靜態(tài)時序、功耗電壓等。國微芯負責形式驗證、物理驗證、OPC等。三家的工具形成了一條完整的工具鏈,彼此之間互相補充、互相扶持。
國微芯作為后端和制造端EDA工具開發(fā)者,獲得Foundry支持必不可少。白耿闡述,通過Foundry的反饋獲得工藝參數(shù)信息,比如器件參數(shù)、版圖熱點圖形、良率、可追溯性,再通過EDA工具反饋給前端的IC設計公司進行使用,讓前端設計掌握可制造性和良率的問題,并進行規(guī)避,這就是DTCO實現(xiàn)的過程。
他進一步分析,AI進入EDA有兩個層面,一是通過共同的數(shù)據(jù)底座,以及一系列的工具和工具之間無縫的數(shù)據(jù)交換,讓整個IC設計流程更加簡潔高效。二是把AI的算法放在很多的點工具里面進行算力加速,比如OPC里面一個核心的反演光刻,它需要花大量的時間進行運算,為了節(jié)省時間,我們通過人工智能算法,同時通過異構的GPU加速,可以讓這個模塊的算力提升100倍,甚至上千倍。國微芯與香港一家公司已經建立了戰(zhàn)略合作關系,他們的研發(fā)團隊將來會與我們的OPC中間核心模塊形成綁定、合作,這也是AI在我們EDA工具中的實現(xiàn)。
國微芯的形式驗證工具在騰訊云會初步上云,供國內頭部的IC設計公司使用,這是EDA上云商業(yè)計劃的第一步。其它的物理驗證工具、特征化工具、仿真工具,也會在國內的工業(yè)云上使用。
小結
半導體行業(yè)總會經歷周期波動,2022年需求下滑的“危”中又蘊藏著“機”。這個時候仍然有不少IC設計企業(yè)例如CPU、GPU、AI等保持產品研發(fā)。國內EDA廠商正在跟隨他們的步伐。相信2023年消費類電子、通信、汽車、AI等領域的需求仍然強勁,EDA企業(yè)站在IC設計前排,并無太多寒意。
審核編輯 :李倩
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原文標題:國產EDA創(chuàng)新不止步,2023砥礪前行
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