數(shù)字經(jīng)濟時代,中國EDA能獲得多少機會?
行芯CEO賀青認為,后摩爾時代EDA設計流程與系統(tǒng)級軟硬件需求缺少關(guān)聯(lián),企業(yè)不可固守傳統(tǒng)EDA流程,更優(yōu)策略是拋開技術(shù)包袱,快速明確下一代芯片設計的流程目標,更多地與EDA公司合作去做解決方案,結(jié)合EDA在先進工藝上展現(xiàn)出來的特殊能力,促進全新的芯片設計合作生態(tài)。
以第五代移動通信技術(shù)(5G)、云計算、人工智能(AI)、大數(shù)據(jù)為代表的數(shù)字經(jīng)濟智能新技術(shù)開啟新一輪產(chǎn)業(yè)革命,成為推動社會發(fā)展的關(guān)鍵動能。SEMI全球副總裁、中國區(qū)總裁居龍在2021年世界半導體大會上表示,數(shù)字經(jīng)濟智能應用的增長將帶動半導體行業(yè)全面性的成長。
基于半導體產(chǎn)業(yè)與EDA領域的緊密結(jié)合,EDA驗證的應用場景比以往更加廣泛,EDA正面對比過往成倍數(shù)復雜的系統(tǒng)芯片設計,這一切給EDA的發(fā)展提出更高的新要求。新技術(shù)作為新變量加入這場市場爭奪,中國能從中獲得多少機會?杭州行芯科技有限公司攜多款自主研發(fā)的EDA工具鏈產(chǎn)品亮相2021年世界半導體大會,行芯CEO賀青博士結(jié)合對EDA行業(yè)的發(fā)展了解,分享當下EDA簽核(Signoff)領域在新應用下面臨的挑戰(zhàn)和機遇。
行芯EDA Signoff工具鏈,填補國內(nèi)空白
先進工藝下,芯片流片費用極為昂貴,流片前簽核流程的重要性越來越高。而隨著SoC集成的設計復雜程度日益提高,簽核需要探索的空間和范圍呈現(xiàn)指數(shù)級的增長,驗證所需要的時間亦越來越長。簽核工具的目標是準確、快速、完備、易調(diào)試地完成日益復雜的仿真與分析,讓開發(fā)者有信心完成簽核(Signoff),將設計交付給晶圓廠進行流片。
目前,中國EDA公司在模擬和數(shù)字的點工具方面已有部分突破,但在簽核領域空白較大,簽核工具由于技術(shù)密集性高,知識范圍廣,而且與晶圓廠結(jié)合緊密,成為行業(yè)的關(guān)鍵難題。行芯EDA產(chǎn)品擁有先進工藝下數(shù)字與模擬芯片超大規(guī)模分析及驗證能力,首創(chuàng)面向先進工藝設計的建模與分析方法,填補了國內(nèi)EDA領域空白。
行芯此次亮相展會的EDA產(chǎn)品有三款:GloryEX 全芯片RC寄生參數(shù)提取工具、GloryBolt功耗/EM/IR/可靠性Signoff平臺和PhyBolt多物理場耦合分析平臺。行芯的EDA工具鏈產(chǎn)品擁有領先的國際競爭力,支持16/14/10/7nm等先進工藝節(jié)點,已獲得全球多個Top10半導體企業(yè)認可并達成戰(zhàn)略合作關(guān)系。
GloryEX 全芯片RC寄生參數(shù)提取工具
GloryEX為芯片設計提供Signoff精度的高性能RC寄生參數(shù)提取解決方案。支持先進工藝節(jié)點的物理效應建模,支持從器件級到全芯片的提取,支持16/14/12/10/7nm及更先進工藝制程的FinFET結(jié)構(gòu),及更為復雜的特殊結(jié)構(gòu)??杉傻饺酒瑫r序、信號完整性、功耗完整性、物理驗證、電路仿真等流程中,對3D和2.5D工藝定義和提取進行了無縫融合,從而加快設計收斂及簽核驗證。
GloryBolt 功耗/EM/IR/可靠性Signoff平臺
GloryBolt強大的分析引擎支持上億規(guī)模單元的超大規(guī)模設計,同時能準確地提供芯片Signoff精度的功耗、電流密度、壓降(IR drop)、電遷移(EM)、可靠性等分析結(jié)果。貼近用戶使用習慣,能將多種分析數(shù)據(jù)快速歸納并展示,方便工程師綜合評估芯片設計質(zhì)量并準確優(yōu)化,加速設計收斂和簽核驗證。
PhyBolt多物理場耦合分析平臺
PhyBolt提供面向3DIC完整的ICs-PKG-BOARD系統(tǒng)功耗與熱耦合解決方案,內(nèi)置的求解器能夠精確模擬功耗與熱耦合行為。工具支持自定義網(wǎng)格設置參數(shù),根據(jù)精度需求和算力選擇最合適的參數(shù)方案。工具支持不同格式的CAD文件與芯片版圖GDS文件,自帶多種熱模型。
后摩爾時代的EDA挑戰(zhàn)和機遇
集成電路進入后摩爾定律時代,來自系統(tǒng)的物理效應,包括熱、電磁、光電效應等特性的互相干擾作用,使得芯片設計和制造變得復雜,而測試合格的芯片在復雜系統(tǒng)上可能不再工作正常,過量的物理效應使芯片的設計裕度變窄,輕微的系統(tǒng)擾動將會造成芯片的失效。廣大的芯片設計公司要跟上工藝進步速度,就不得不投入大量資源。賀青博士認為,后摩爾時代EDA設計流程與系統(tǒng)級軟硬件需求缺少關(guān)聯(lián),企業(yè)不可固守傳統(tǒng)EDA流程,更優(yōu)策略是拋開技術(shù)包袱,快速明確下一代芯片設計的流程目標,更多地與EDA公司合作去做解決方案,結(jié)合EDA在先進工藝上展現(xiàn)出來的特殊能力,促進全新的芯片設計合作生態(tài)。
隨著產(chǎn)業(yè)對計算性能有越來越高要求,異構(gòu)計算架構(gòu)越來越流行。賀青表示,EDA工具要應對高要求趨勢,需將人工智能、云計算、大數(shù)據(jù)及新型處理器架構(gòu)等領域的新技術(shù)融合到EDA工具中來,將EDA執(zhí)行指令的流水進行細分,在每個環(huán)節(jié)結(jié)合數(shù)據(jù)處理的順序與并發(fā)優(yōu)先級,從處理器的結(jié)構(gòu)和指令出發(fā),針對這些行為進行優(yōu)化,從底層加速EDA的運行效率,縮短集成電路設計的周期,加速EDA技術(shù)進化,達到資源統(tǒng)籌規(guī)劃、異地協(xié)同與共享、技術(shù)積累與硅IP復用,逐步實現(xiàn)EDA工具向智能化方向發(fā)展。
現(xiàn)在是中國追趕的機會
國際上單邊主義、孤立主義盛行,導致全球化的半導體產(chǎn)業(yè)受影響巨大,甚至有人提出兩套科技體系的觀點。集成電路行業(yè)不太可能出現(xiàn)完全割裂的兩套科技體系,但會有一定程度的分裂,這種分裂某種程度上有助于國內(nèi)企業(yè)的快速成長。雖然當前全球化趨勢暫時受挫,但全球化仍然是不可逆的歷史進程,企業(yè)要發(fā)展好,也需真正擁有全球化的實力,主動地擁抱全球化。行芯CEO賀青博士堅信,作為國產(chǎn)EDA企業(yè),只有夯實自身技術(shù)基礎和力量,給市場交付足夠優(yōu)秀、經(jīng)得起市場檢驗的產(chǎn)品,才能真正的參與全球化競爭和拓展國際市場。
企查查數(shù)據(jù)顯示,我國共有關(guān)鍵詞為“芯片”的在業(yè)存續(xù)企業(yè) 6.7萬家,近年來中國半導體產(chǎn)業(yè)井噴式發(fā)育,芯片熱潮下各類公司如雨后春筍般起來。雖然這些新興的芯片設計公司大多數(shù)能力尚薄,但大量涌現(xiàn)的新興公司將為EDA行業(yè)推動開放標準和統(tǒng)一的智能流程,更好地賦能半導體發(fā)展,促進產(chǎn)業(yè)升級。
2020年7月,國務院學位委員會會議投票通過提案,將集成電路提升為一級學科,各界對集成電路產(chǎn)業(yè)的關(guān)注聚焦到教育和人才培養(yǎng)上。行芯認為,國內(nèi)EDA發(fā)展之關(guān)鍵是重視人才發(fā)展。EDA是一種跨學科的專業(yè)領域,開發(fā)EDA軟件的工程師不僅需要傳統(tǒng)計算機科學的基礎知識,如算法、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、編譯原理等,更需要芯片領域的特定知識。面對當前局面,我們應更加重視人才建設問題,既要引進人才,更要自主培養(yǎng)人才,以樹立技術(shù)導向的科技文化,從而早日把“卡脖子”清單變成科研任務清單。





