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集成电路高速发展,中国新兴EDA如何乘风破浪?

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2021-10-13 15:25:34

从信息通讯、工业交通等传统领域,到大数据AI自动驾驶5G等热点应用,芯片无处不在。在摩尔定律推动下,芯片设计愈加复杂,对上游EDA工具的依赖越来越高。美国Andrew.B.Kahng教授统计分析,如果不使用EDA工具,设计一颗28nm SoC大约需要77亿美元,而借助EDA工具,这笔费用会下降至4000万美元。这无疑是笔惊人的计算,也凸显出EDA软件的重要性。

近年来,随着国内IC产业高速发展,一批EDA创业公司崭露头角,上海合见工业软件集团有限公司(简称:合见工软)也应运而生。10月12日,合见工软在上海浦东举行验证
仿真器新品发布暨研讨会,清华大学集成电路学院教授、中国半导体行业协会设计分会理事长魏少军,复旦大学长江学者曾璇,海思项目群总监李选林,中兴微电子有线系统部部长贺志强,燧原科技创始人兼COO张亚林,索喜科技高级副总裁刘珲,平头哥验证技术委员会会长张天放以及沐曦首席验证架构师、DVCON China TPC主席王定等半导体行业资深人士到场,与合见工软共话中国EDA的发展与未来。

清华大学集成电路学院教授、中国半导体行业协会设计分会理事长魏少军指出,EDA是典型由技术驱动的产业,其发展最早可以追溯至上世纪80年代。在未来,技术仍将是EDA的核心竞争力。不过,中国在这一领域扮演的角色仍有待提高。

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长期以来,中国在集成电路设计方法学方面的技术积累不足成为限制国内EDA工具系统发展的主要因素之一。魏少军表示,从技术发展角度看,EDA不可能只依赖一家公司或一个高校,“它一定遵从一个开放合作的机制,因而开放的国际合作是必然的”。即便面对技术封锁,国内厂商也不能自己把门关起来。他就到场的华为海思、中兴微电子等企业指出,国内自主EDA工具得到头部企业的背书,是一个值得高兴的现象。一款EDA软件只有通过自身技术与客户应用的深度交互,最终才能变成一个具有竞争力,在国际市场具备优势的产品。

世界级开发专家集结 瞄准国内第一款商用级仿真器

合见工软成立于2021年3月,公司创业团队来自国际领先企业和国内创新领域的杰出人群,所拥有的EDA全球顶级水平人才在国内同领域企业中居首。公司成立之初,便致力于开发商业级EDA工具产品,例如仿真器UniVista Simulator(简称:
UVS)。

合见工软联席总裁徐昀在致辞中指出,仿真器是集成电路验证环节的核心引擎,也是目前国内EDA工具链最短缺的部分。而在这一领域,合见工软拥有一支平均经验15-20年的核心研发团队。团队以自研和部分商用技术授权为起点,通过半年多时间的大量开发,快速推出了国内第一款商用级别的自主产权仿真器,同时得到了中国头部客户的支持来帮助产品的迭代和打磨。半年多时间推出一个商用级的仿真器,体现了EDA的中国速度。未来该产品将持续不断进行迭代,优化和重建,逐步过渡到完全自研的全新架构。合见工软将继续完善并扩展应用场景和功能,陆续推出新产品来支持行业需求和发展。


合见工软研发副总裁刘敬军在会上做了“UVS—灵活适配的高性能仿真器”的产品发布介绍。仿真器是大型IC设计公司使用量最大、占用计算资源最多的工具。通常,复杂的SoC芯片中包含上亿甚至百亿颗晶体管,更加快速、有效地进行设计验证是设计公司面临的极大考验。合见工软运用组件式松耦合快速开发迭代的方式,合理采纳新兴技术开展关键技术的自主研发,推出第一代商用功能仿真器产品,适配客户端多样的应用场景。UVS支持Verilog, UVM以及其包含的System Verilog语言部分,仿真性能也与目前国际商用仿真器产品相当。该款产品现已获得业内知名公司试用。


从中兴微电子有线系统部部长贺志强的试用分享报告中记者了解到, UVS能够支持各种复杂的SystemVerilog语法和数据类型。在性能方面,仿真速度已经达到甚至优于其他仿真器,编译速度期待进一步优化。而且合见工软本土化的研发团队响应及时,能够迅速解决问题。


国内IC设计和软件产业不断向高质量发展,也越来越要求新兴EDA公司能够提供自主可控、覆盖端到端的全流程解决方案,为客户提供更好的验证效率和验证完备性。

对于EDA产业的诉求,海思项目群总监李选林在报告中提出,只有同时做到EDA软件的可持续供应和具备竞争力,才能真正解决EDA卡脖子问题。竞争力方面,尽管与国外标杆软件仍存在差距,但合见工软能够快速推出具备良好基础性能的数字仿真器版本,非常值得业界关注。同时,只有全部采用自研或者开源的组件,未来才能做到长期持续供应,合见工软UVS在核心引擎自主创新方面的计划值得期待。除核心引擎之外,各类EDA工具都需要的关键组件Verilog/SV Pa
rser,由于场景复杂工作量大,以往都依赖于美国公司提供。华为自研开发了Verilog/SV Parser,计划开放给合作伙伴使用,共同解决EDA卡脖子问题。

“芯“产业发展契机来临 自主研发EDA需求迫在眉睫

数据显示,2020年全球EDA市场规模约为114亿美元,美国三巨头保持全球市场68%的份额,寡头格局进一步清晰。相比之下,中国作为全球第一大IC消费市场,EDA市场规模占全球比重不到10%。

在地缘政治、疫情等多重因素影响下,各国越来越重视芯片等战略性产业的自主可控,提升配套的商用级EDA软件自给率迫在眉睫。

对此,索喜科技高级副总裁刘珲在最后举行的圆桌
论坛上表示,全球4600亿美元规模的半导体市场是建立在110亿美元市场的EDA支撑之上的,从技术卡脖子的角度讲,EDA很关键,并且门槛非常高,全球范围内人才也是比较稀缺。“本土企业做EDA是非常有必要的”,他强调说。

但和国际巨头相比,本土企业仍面临技术、市场容量以及客户接纳周期长等三方面限制。刘珲指出,本土EDA规模很小,成长空间很大,但开发如果一切都从零开始,周期势必会非常长。但如果能以开放的心态怀抱相关领域的高精尖人才,基于自身强大的研发实力,充分利用部分成熟可靠的商用技术和一些创新的开源技术模块,这将是一个非常可行且可控的方式。据悉这也是合见工软成立最初选择的阶段性发展模式。


沐曦首席验证架构师、DVCON China TPC主席王定也说,开源技术能够充分体现用户的现实需求和差异化的创新思想,而融合于成熟商业产品的开源技术,其精华所在就是能让EDA初创企业更接地气,知用户所想,达用户所求。

燧原科技创始人兼COO张亚林称,合见工软现阶段的发展模式是基于快速的产品迭代和客户启动相结合,是一种非常务实的模式,非常新颖的模式。至于这是否是当前EDA初创企业的正确发展思路,平头哥验证技术委员会会长张天放认为,评估和选择好利于商业级产品研发的开源技术,可以达到事半功倍的效果,可以避免重复造轮子带来的不必要的开销,降低初创企业的商业级产品开发成本。

另外,以合见工软最先切入的验证赛道为例,验证贯穿整个IC设计过程,尤其对于先进工艺节点来说,决定了项目的成功与否,同时也是芯片signoff(签发)的一个重要支撑。

刘珲称,平台化
ASIC业务是索喜的一个特点,需要大量的前端验证工作做支撑,同时中国业务在索喜全球业务中占比很大,从这点出发,会积极拥护本土EDA企业发展。相比头部三家企业,本土EDA企业的优势在于响应速度和资源配置,以及对工具特定特征的支持等方面。

此外,在师资力量和人才方面,中国相比美国来说还有相当大的差距。复旦大学长江学者曾璇发表了自己的看法,人才培养不能单单是一个在学校里学习什么课程的问题。她认为,人才培养应该产学研相结合,人才必须跟着项目走。至于能不能形成这样一个更广泛的合作机制,来共同来解决人才
短缺问题,可能会成为建设人才梯队的关键。合见工软同时也表示必须要重视和高校的联合人才培养,源源不断的优秀新鲜血液是打造EDA生态的基础。


尽管在合见工软看来,拥有自主知识产权的主流程EDA工具研发,是不可能一蹴而就的。但展望未来,这家立足本土的EDA企业将不断聚合行业领军人物与各方资源,打造新一代的世界级工业软件,以创新技术和应用模式服务中国以及全球客户,并与业界伙伴携手合作,共同推动中国芯片产业的持续、健康发展。


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