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（文章來源：電子工程專輯）
2022年，數(shù)字經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展加速向前，在推動(dòng)大批傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的同時(shí)，許多新技術(shù)應(yīng)用不斷涌現(xiàn)，快速提升了對(duì)芯片規(guī)模和集成度的要求，這使得面向各種創(chuàng)新應(yīng)用的高端芯片設(shè)計(jì)開發(fā)變得極具挑戰(zhàn)。
為此，《電子工程專輯》日前就如何針對(duì)芯片設(shè)計(jì)業(yè)所面臨的挑戰(zhàn)，打造更有針對(duì)性、更高效、功能更強(qiáng)大的EDA工具鏈支撐芯片產(chǎn)業(yè)，以促進(jìn)數(shù)字經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展這一熱門話題，獨(dú)家專訪了合見工軟聯(lián)席總裁徐昀與合見工軟聯(lián)席總裁郭立阜。
發(fā)展速度，前所未有
作為半導(dǎo)體行業(yè)的基石，2020年全球EDA市場(chǎng)規(guī)模為115億美元，撬動(dòng)著4404億美元市場(chǎng)規(guī)模的半導(dǎo)體行業(yè)，重要性不言而喻。但對(duì)整個(gè)中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)來說，由于該領(lǐng)域絕大部分市場(chǎng)份額都為國(guó)外大廠所壟斷，所以EDA屬于典型的“卡脖子”環(huán)節(jié)之一，加速發(fā)展國(guó)內(nèi)EDA產(chǎn)業(yè)已經(jīng)到了刻不容緩的時(shí)刻。
于是，在剛剛過去的2021年里，國(guó)內(nèi)EDA企業(yè)數(shù)量、融資案例數(shù)量和金額、產(chǎn)品與技術(shù)發(fā)布都呈快速增加態(tài)勢(shì)，多家EDA公司紛紛搶灘登陸二級(jí)市場(chǎng)。數(shù)據(jù)顯示，僅在2020-2021年間，國(guó)內(nèi)EDA公司的數(shù)量就從20多家增長(zhǎng)到了40多家。同時(shí)，2021年，有22家EDA公司進(jìn)行了超過30次融資，遠(yuǎn)超2020年的18次融資，而2017年及之前只進(jìn)行過6次融資。
徐昀指出，材料、設(shè)備、EDA是中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程中最重要的三個(gè)環(huán)節(jié)，特別是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈在EDA領(lǐng)域形成閉環(huán)。EDA的發(fā)展要從技術(shù)和市場(chǎng)兩大維度來看，一方面，后摩爾時(shí)代芯片的復(fù)雜度和集成度上升，設(shè)計(jì)難度越來越高；另一方面，新智能時(shí)代有很多來自AI和大規(guī)模計(jì)算相關(guān)應(yīng)用的需求。現(xiàn)在市場(chǎng)上已有的成熟EDA產(chǎn)品，如果想要進(jìn)行創(chuàng)新和技術(shù)更新?lián)Q代，必須要向前兼容，兼容以前所有的版本，這是一個(gè)很重的歷史包袱。
合見工軟聯(lián)席總裁徐昀
談到快速發(fā)展的原因，郭立阜認(rèn)為“卡脖子”是其中的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)；其次，國(guó)內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)高速蓬勃發(fā)展，越來越迫切期望得到更貼近國(guó)內(nèi)芯片設(shè)計(jì)生態(tài)和應(yīng)用需要的EDA工具支撐，這為國(guó)內(nèi)EDA行業(yè)發(fā)展帶來了極大的推動(dòng)力。另一方面，先進(jìn)工藝節(jié)點(diǎn)的高端芯片開發(fā)成本越來越昂貴，更理解本地需求的國(guó)產(chǎn)EDA對(duì)于提高開發(fā)效率，節(jié)省芯片設(shè)計(jì)成本有著舉足輕重的作用。
合見工軟聯(lián)席總裁郭立阜
在EDA領(lǐng)域的眾多細(xì)分方向中，驗(yàn)證伴隨著芯片設(shè)計(jì)的全過程，從創(chuàng)意開始一直到最后的芯片實(shí)現(xiàn)，而且驗(yàn)證工具的開發(fā)存在較高的技術(shù)壁壘和準(zhǔn)入門檻，目前已經(jīng)成為研發(fā)工具成本占比最高的一塊，因此驗(yàn)證領(lǐng)域的突破對(duì)中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展至關(guān)重要。
另外，隨著Chiplet逐漸成為芯片設(shè)計(jì)業(yè)的主流技術(shù)趨勢(shì)之一，這也帶來了先進(jìn)封裝設(shè)計(jì)中所存在的高集成度、高匹配性等復(fù)雜問題，如何通過EDA工具來高效解決這些問題勢(shì)在必行。因此，這些都是中國(guó)EDA企業(yè)很好的突破口，也是合見工軟首先選擇的突破點(diǎn)。
有了資本的助力固然是好事，但身處一個(gè)國(guó)外寡頭壟斷、技術(shù)壁壘高、長(zhǎng)周期投入的行業(yè)，在轉(zhuǎn)型升級(jí)過程中，國(guó)內(nèi)EDA企業(yè)還需要克服哪些短板和挑戰(zhàn)，同樣值得思考。
在郭立阜看來，盡管本土EDA企業(yè)成長(zhǎng)空間大，但也面臨規(guī)模、人才、技術(shù)、市場(chǎng)容量以及客戶接納周期長(zhǎng)等多方面的短板，如果一切開發(fā)都從零開始，周期勢(shì)必會(huì)非常長(zhǎng)。因此，他建議稱，如果能以開放的心態(tài)懷抱相關(guān)領(lǐng)域的高精尖人才，基于自身強(qiáng)大的研發(fā)實(shí)力，自主開發(fā)產(chǎn)品的核心技術(shù)和平臺(tái)，再通過相應(yīng)的并購(gòu)整合，加速整個(gè)產(chǎn)品和工具鏈的開發(fā)，將是一個(gè)非?？尚星铱煽氐姆绞?，這也是合見工軟成立之初選擇的階段性發(fā)展模式。
在與之同步的研發(fā)過程中，不斷地將產(chǎn)品迭代和客戶實(shí)踐緊密結(jié)合，會(huì)是一種非常務(wù)實(shí)的模式，可以達(dá)到事半功倍的效果，避免了方向和優(yōu)先級(jí)錯(cuò)誤帶來的不必要的時(shí)間和資源浪費(fèi)，降低了初創(chuàng)企業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。
數(shù)字驗(yàn)證平臺(tái)成熱點(diǎn)
“中國(guó)給予了EDA產(chǎn)業(yè)非常良好的產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境。”徐昀表示，在這樣的大背景下，合見工軟不斷聚合行業(yè)領(lǐng)軍人物與各方資源，致力于打造自主創(chuàng)新的EDA解決方案，第一個(gè)突破方向是針對(duì)芯片驗(yàn)證的EDA全流程產(chǎn)品，包括功能仿真、原型驗(yàn)證與硬件仿真、形式驗(yàn)證，其他產(chǎn)品方向包括板級(jí)系統(tǒng)和封裝設(shè)計(jì)等，各條產(chǎn)品線均期望在短期(2-3年)內(nèi)達(dá)到全球技術(shù)領(lǐng)先水平。
熟悉驗(yàn)證流程的人都知道，在整個(gè)驗(yàn)證工具鏈中，基于通用計(jì)算資源的高速數(shù)字仿真器和基于專用軟硬件的硬件仿真器、原型驗(yàn)證等高性能驗(yàn)證環(huán)境為芯片設(shè)計(jì)提供了核心的驗(yàn)證平臺(tái)。而形式化驗(yàn)證、智能仿真激勵(lì)產(chǎn)生、驗(yàn)證效率管理、軟硬件協(xié)同驗(yàn)證以及面向應(yīng)用和任務(wù)驅(qū)動(dòng)的各種驗(yàn)證解決方案等都是建立在這個(gè)平臺(tái)之上。
所以，一味講驗(yàn)證的概念和方法論很容易，但是真正實(shí)現(xiàn)高速大容量的核心引擎才是基礎(chǔ)。以數(shù)字仿真器為例，如果利用一些開源的手段例如LLVM，很容易實(shí)現(xiàn)在不同指令集CPU環(huán)境中的移植，但是解決不了本質(zhì)問題，達(dá)不到商用要求的性能門檻。
實(shí)際上，世界頭部的EDA公司也在一直不斷地探索和發(fā)展使用異構(gòu)、并行計(jì)算和AI技術(shù)來改善和優(yōu)化驗(yàn)證引擎，但是基于過去二三十的歷史包袱，技術(shù)決策和實(shí)施效率非常低。而合見工軟團(tuán)隊(duì)的做法是從零開始設(shè)計(jì)全新的基礎(chǔ)架構(gòu)和數(shù)據(jù)模型，可以很好地把并行計(jì)算和AI融合到工具的核心，在最適合的場(chǎng)景充分利用這些技術(shù)在最大程度上提升工具的能力和效率，并有信心在2-3年左右的時(shí)間提供全球領(lǐng)先的核心驗(yàn)證平臺(tái)EDA產(chǎn)品。
由點(diǎn)及面
相比Synopsys/Cadence這樣的企業(yè)來說，國(guó)內(nèi)EDA企業(yè)大多數(shù)還處于“點(diǎn)工具”階段。從積極角度來看，“點(diǎn)狀突破”意味著不盲目追求大而全，易于企業(yè)立足并找到突破口。但另一方面，這是否也說明當(dāng)前我們的EDA產(chǎn)業(yè)還缺乏系統(tǒng)整合力與產(chǎn)業(yè)合力？
作為EDA行業(yè)的“老兵”，徐昀的看法是：首先，點(diǎn)工具的選擇非常重要，必須是全流程中的核心或者引擎，而且點(diǎn)工具的自主創(chuàng)新和技術(shù)突破必須具備扎實(shí)的研發(fā)基礎(chǔ)，通過和客戶打磨并快速迭代來實(shí)現(xiàn)點(diǎn)工具在市場(chǎng)中的成熟應(yīng)用；其次，在點(diǎn)狀突破的同時(shí)，不能缺失對(duì)全流程解決方案的布局，每一步都要做好平臺(tái)依托的基礎(chǔ)，提前規(guī)劃好點(diǎn)工具產(chǎn)品間的兼容與互通；此外，篩選性地投資與并購(gòu)互補(bǔ)型的產(chǎn)品，而不是盲目擴(kuò)充產(chǎn)品線，也是打造全流程的助力點(diǎn)，從而形成由點(diǎn)到面的全面突破。
為此，合見工軟在2021年發(fā)布了多款點(diǎn)工具產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，于今年6月又推出了多款EDA產(chǎn)品和解決方案，以更好地解決芯片開發(fā)中的功能驗(yàn)證、調(diào)試和大規(guī)模測(cè)試管理，以及先進(jìn)封裝系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)協(xié)同等不同任務(wù)的挑戰(zhàn)。包括：
- 新一代時(shí)序驅(qū)動(dòng)（Timing-Driven）的高性能原型驗(yàn)證系統(tǒng)UniVista Advanced Prototyping System（簡(jiǎn)稱“UV APS”）——快速自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)4-100顆VU19P FPGA級(jí)聯(lián)規(guī)模的芯片高性能原型驗(yàn)證；
- 先進(jìn)封裝協(xié)同設(shè)計(jì)檢查工具UniVista Integrator（簡(jiǎn)稱“UVI”）的Sign-off級(jí)完整功能版；
- 高效易用的數(shù)字功能仿真調(diào)試工具UniVista Debugger（簡(jiǎn)稱“UVD”）；
- 強(qiáng)大靈活的大規(guī)模功能驗(yàn)證回歸測(cè)試管理平臺(tái)UniVista Verification Productivity System（簡(jiǎn)稱“VPS”）；
- 即插即用的混合原型系統(tǒng)級(jí)IP驗(yàn)證方案UniVista Hybrid IPK（簡(jiǎn)稱“HIPK”）。
除產(chǎn)品外，合見工軟還同時(shí)完成了對(duì)幾家公司的并購(gòu)與投資。
那么，既然目前國(guó)內(nèi)任何一家之力都無法覆蓋整個(gè)EDA產(chǎn)業(yè)鏈，各自都有自己專注和擅長(zhǎng)的領(lǐng)域，今后不同EDA公司間該如何協(xié)同，才能形成更完善的國(guó)產(chǎn)EDA產(chǎn)業(yè)鏈，從而加速用戶使用國(guó)產(chǎn)EDA工具的進(jìn)程呢？
徐昀強(qiáng)調(diào)說，研發(fā)投入、產(chǎn)品打磨將是國(guó)產(chǎn)EDA發(fā)展的重中之重。國(guó)際三大巨頭每年的研發(fā)投入占比接近40%，產(chǎn)品成熟的國(guó)際巨頭尚且如此，作為起步的國(guó)產(chǎn)EDA公司，研發(fā)投入需要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出這個(gè)水平才能打造出被市場(chǎng)認(rèn)可、經(jīng)得起客戶檢驗(yàn)的EDA工具。
因此，只有首先重視研發(fā)投入，才能打造出健康發(fā)展的EDA產(chǎn)業(yè)環(huán)境，進(jìn)而促進(jìn)國(guó)產(chǎn)EDA公司之間的協(xié)同發(fā)展和良性競(jìng)爭(zhēng)。其次，還應(yīng)該通過更開放的生態(tài)、更有效的資源整合，建立統(tǒng)一的EDA行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，降低初創(chuàng)企業(yè)的準(zhǔn)入門檻，以推動(dòng)多元化創(chuàng)新，為完善國(guó)產(chǎn)EDA產(chǎn)業(yè)鏈注入新的活力。
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