從最初的單一“點工具”起步,到如今逐步構(gòu)建起完整的工具鏈“串鏈”,國產(chǎn)EDA已然走過從零散功能到集成生態(tài)的演進之路。在國產(chǎn)芯片制造工藝仍面臨國際先進水平限制的背景下,單純依賴工藝節(jié)點的縮減已難以為繼。取而代之的是通過架構(gòu)創(chuàng)新來實現(xiàn)性能突破——如異構(gòu)計算、多核優(yōu)化或?qū)S肁I加速器等設計范式的探索。這不僅為國產(chǎn)芯片開辟了新的發(fā)展路徑,也為國產(chǎn)EDA提供了寶貴機遇:從支持傳統(tǒng)流程到賦能創(chuàng)新架構(gòu),EDA工具鏈正成為推動中國半導體產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的關(guān)鍵引擎。
在這一浪潮中,深圳國微芯科技有限公司(以下簡稱“國微芯”)脫穎而出。作為國產(chǎn)EDA領(lǐng)域的關(guān)鍵推動者,該公司專注于設計驗證端和制造端EDA工具的研發(fā)與創(chuàng)新,已成功推出多款自主工具,包括形式驗證工具、制造端物理驗證平臺以及全棧協(xié)同的數(shù)字流程解決方案。
近日在ICCAD2025上,我們有幸采訪到了國微芯副總裁鄧金斌。他針對EDA產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和國微芯的布局進行了精彩的分享。
從點工具到系統(tǒng)協(xié)同:國微芯的EDA模塊化突圍路
作為國產(chǎn)EDA創(chuàng)新引領(lǐng)力量,國微芯的發(fā)展強調(diào)務實與快速響應—以客戶實際需求為導向,客戶需要什么就提供什么,將客戶訴求轉(zhuǎn)化為技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品迭代的直接驅(qū)動力,在解決國產(chǎn)半導體行業(yè)實際問題中夯實自主研發(fā)根基。
據(jù)鄧金斌介紹,國微芯的業(yè)務布局涵蓋四大板塊,均圍繞客戶實際需求展開,包括:
·在設計端,國微芯持續(xù)完善形式驗證一站式平臺,助力客戶加速設計收斂與驗證流程;
·在Fab,國微芯提供PDK設計服務,以及PDK自動化開發(fā)驗證平臺EssePDK,加速國產(chǎn)FabPDK的開發(fā)進度,同時為開發(fā)質(zhì)量保駕護航;
·在MASK端,國微芯提供了數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)檔、Jobdeck、MRC等軟件工具與定制化服務;
·而在設備端,國微芯通過全定制化軟件方案,為設備數(shù)據(jù)處理,以及各種物理效應校正提供支持。
相較部分同行仍聚焦于孤立工具,國微芯更強調(diào)從單一“點工具”向系統(tǒng)化解決方案演進,在形式驗證領(lǐng)域已構(gòu)建國內(nèi)較為完整的EsseFormal產(chǎn)品體系,形成一套數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一、數(shù)據(jù)與報告無縫銜接的一站式EsseFormal驗證解決方案,并憑借連貫的使用體驗收獲了良好的客戶覆蓋與應用反饋,為EDA 工具的規(guī)?;涞胤e累了寶貴實踐經(jīng)驗。
在設備相關(guān)軟件方面,國微芯依托統(tǒng)一的技術(shù)底座,采取“按需開發(fā)”策略,與設備廠商及其終端客戶(包括掩膜廠和晶圓廠)開展深度合作。在Fab端,國微芯提供PDK開發(fā)與驗證能力,并建立了一整套可靠性分析流程,涵蓋庫老化模型開發(fā)、抗輻照設計等特色服務。同時,其EsseMDC產(chǎn)品在檢測設備及Fab廠數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)展現(xiàn)出顯著競爭力,為芯片制造環(huán)節(jié)的良率提升與成本優(yōu)化提供關(guān)鍵支撐。
在EDA行業(yè),客戶采購模式普遍呈現(xiàn)“由點及面”的演進特征:客戶通常先試用某一成熟點工具,在驗證其可靠性后,才逐步引入同一體系內(nèi)的其他工具。鄧金斌觀察到,若僅提供單一工具而缺乏配套能力,客戶在流程中仍需依賴其他供應商,這會造成使用割裂。例如,在形式驗證流程中,從代碼規(guī)范檢查,再到C2RTL驗證以及Rtl2Netlist驗證都是驗證流程中缺一不可的一環(huán);提供全套的解決方案能夠逐步提高客戶使用的效率和粘性。類似邏輯也適用于PDK領(lǐng)域——客戶在認可DRC/LVS自動化能力后,會進一步要求支持PCell、DFM等環(huán)節(jié),推動公司從工具向平臺演進。
基于這一行業(yè)特性與國產(chǎn)替代的現(xiàn)實需求,國微芯的戰(zhàn)略并非追求馬上覆蓋整個EDA全流程,而是聚焦芯片開發(fā)流程的幾個大模塊,將模塊內(nèi)所需的各類點工具補齊,形成可獨立閉環(huán)的子系統(tǒng)解決方案。正如其在ICCAD的主題演講中提出的“繁星點點到星鏈成河”理念,通過在特定領(lǐng)域(如形式驗證、PDK、MDC等)構(gòu)建完善工具鏈,實現(xiàn)模塊級的系統(tǒng)化交付,進而融入更廣泛的國產(chǎn)EDA生態(tài)。這一路徑既符合初創(chuàng)EDA企業(yè)的發(fā)展規(guī)律,也契合當前客戶對集成化、一致性工具鏈的實際需求。
從PDK到MDC:打通設計、設備與制造的協(xié)同鏈
在國微芯構(gòu)建的多個系統(tǒng)化解決方案中,MDC(掩模數(shù)據(jù)處理-Mask DataCalculation)產(chǎn)品線是其深入制造端、填補國產(chǎn)空白的代表性實踐。這一關(guān)鍵布局并非憑空而來,而是源于對產(chǎn)業(yè)鏈薄弱環(huán)節(jié)的敏銳洞察——國內(nèi)掩膜制造環(huán)節(jié)長期依賴國外工具,國產(chǎn)化程度較低。為響應掩膜廠和設備廠商對高性能、高一致性數(shù)據(jù)處理工具的迫切需求,國微芯自2022年起啟動EsseMDC研發(fā),并將其納入打通“設計—設備—制造”協(xié)同鏈條的關(guān)鍵一環(huán)。EsseMDC產(chǎn)品在國微芯內(nèi)扮演著重要角色,不僅用于掩膜廠的數(shù)據(jù)處理,還在設備廠方面提供了定制化的解決方案。
談及MDC軟件開發(fā)過程中遇到的最大挑戰(zhàn),鄧金斌指出,首先是技術(shù)上的挑戰(zhàn),尤其是處理大規(guī)模數(shù)據(jù)時的吞吐量和速度要求。國微芯基于之前的EsseDBScope產(chǎn)品基礎(chǔ),通過分布式處理和操作系統(tǒng)適配等手段克服了這些技術(shù)難題。-另一大挑戰(zhàn)在于如何與現(xiàn)有三大產(chǎn)品達成一致性,并構(gòu)建一個有效的合作生態(tài)系統(tǒng)。為此,國微芯采取了與設備廠、掩膜廠及Fab廠三方一致的合作模式,基于真實的客戶需求來開發(fā)軟件并搭建整個流程。鄧金斌還特別提到了“DTCO+”的概念,強調(diào)將設計、工藝和設備三者的一致性結(jié)合,以推動國內(nèi)半導體設備行業(yè)的進步。
在未來3到5年內(nèi),國微芯希望通過與設備廠、掩膜廠以及Fab廠的緊密合作,利用EsseMDC產(chǎn)品實現(xiàn)更深層次的生態(tài)系統(tǒng)整合,以滿足終端客戶不同的流程需求。鄧金斌強調(diào),EsseMDC是公司的核心產(chǎn)品之一,未來將繼續(xù)投入大量-資源進行完善和擴展-。一方面優(yōu)化掩膜廠商的全流程搭建,另一方面聚焦檢測設備、電子束設備等高端領(lǐng)域?qū)で笸黄?,助力國?nèi)制造設備擺脫“卡脖子”困境。
如果說 EsseMDC 解決的是“掩膜如何精準制造”的問題,那么 EssePDK 則回答了“芯片該如何正確設計以匹配特定工藝”的問題。二者雖處于流程上下游,卻共享同一個底層邏輯:必須深度嵌入制造生態(tài),基于真實工藝反饋迭代工具能力。正是基于這一認知,國微芯在布局 MDC 的同時,也將 PDK 作為打通設計與制造協(xié)同的關(guān)鍵支點。
鄧金斌指出,PDK作為連接晶圓廠與設計公司的重要橋梁,在推動工藝技術(shù)的應用上扮演著不可或缺的角色。鑒于國內(nèi)晶圓廠數(shù)量的增長以及國家相關(guān)政策的推動,-市場上出現(xiàn)了對于PDK服務的強烈需求。然而,當前大陸地區(qū)在PDK領(lǐng)域的人才儲備較為薄弱,主要集中在少數(shù)幾家大型企業(yè),如TSMC、SMIC等,成為制約國產(chǎn)工藝落地的重要瓶頸。
為了應對這一挑戰(zhàn),國微芯組建了一支由擁有10至20年經(jīng)驗的大廠背景成員組成的PDK服務團隊,旨在為新興晶圓廠開發(fā)特色工藝所需的PDK。在提供PDK設計服務的同時,面對快速發(fā)展的市場需求,國微芯開發(fā)了PDK開發(fā)和驗證自動化流程及一體化工具,以提升效率并減少對PDK專家的高度依賴-,使PDK開發(fā)效率提升了3到5倍。
針對先進工藝和成熟工藝的不同需求,國微芯搭建了一個大型平臺,通過定義標準化輸入輸出件來加速適應不同F(xiàn)ab廠的各種工藝要求。同時,利用模板庫加快PDK的開發(fā)進程,以此促進快速移植和技術(shù)應用。這些措施共同作用,確保了PDK能夠迅速推向市場,同時維持高質(zhì)量標準,為國產(chǎn)芯片設計提供可靠的“工藝指南”。
結(jié)語
國產(chǎn)EDA的發(fā)展,從來不是一場單純的技術(shù)競賽,而是一場對產(chǎn)業(yè)真實痛點的深度回應。在全球供應鏈不確定性持續(xù)、先進工藝逼近物理極限的今天,中國半導體更需要的,或許不是又一個對標國際三大巨頭的“全?;孟搿?,而是像國微芯這樣——愿意沉入Fab車間、走進掩膜廠機房、傾聽設備工程師聲音的實干者。 從形式驗證到靜態(tài)分析,從PDK平臺到MDC系統(tǒng),國微芯并未試圖一口吃成胖子,而是選擇在一個個關(guān)鍵模塊中做深、做透、做閉環(huán),用可交付、可集成、可信賴的工具贏得客戶信任。這種“繁星點點,終成星鏈”的路徑,或許正是國產(chǎn)EDA走向成熟最扎實的腳印。未來,當更多這樣的“模塊拼圖”彼此咬合,屬于中國半導體的自主工具生態(tài),才真正有了落地生根的可能。





