國產EDA:善用技術創新,走差異化發展道路

隨著異構計算、人工智能、大數據、云計算、區塊鏈等新興技術不斷迸發創新活力，帶動了以半導體產業為代表的數字技術強勢崛起。作為產業的底層關鍵技術，EDA 自始至終連接和貫穿著芯片與科技應用的發展，也獲得了更加廣闊的發展機遇。

1   EDA新形勢和國產EDA新機遇

在后摩爾定律時代，制程工藝逼近極限，為了達成系統、應用對芯片的要求，將促使大家從系統設計角度出發，通過系統、架構的創新，以應用導向驅動芯片設計，實現對系統能力的提升，降低對先進工藝的依賴。這其中，通過借助先進的數字前端EDA 工具，可以加速芯片設計中的算法創新和架構創新，從而賦能系統級應用創新，某種程度上可以彌補芯片制程工藝落后帶來的影響，擺脫對傳統工藝的依賴和限制，降低芯片供應鏈的風險。

系統集成和異構計算也將推動EDA 工具進行新的變革。從應用系統出發，芯片的定義、設計和驗證也必須考慮多顆芯片之間的協同，并有效處理子系統之間的連接和分工。比如Chiplet 就包含了很多EDA 相關的新技術，其中跟制造相關的包括封裝里面功耗分析、散熱分析等；在驗證技術和工具方面，實際上已經成為Chiplet 發展的瓶頸。因為Chiplet 目前還以單一公司完成全系統為主，但未來多廠商合作的新型Chiplet 模式會把傳統SoC 流程打破，這就要求在IP 建模、互連架構分析、系統功能驗證、功耗驗證等方面提出新的模式，而不僅僅是解決了制造問題就能實現全新的Chiplet 產業結構。

這種通過異構、多芯粒、多模塊系統集成的方式，也體現了從系統設計角度出發去定義和設計芯片的理念。半導體設計產業開始不僅是通過工藝的提升，而是更多考慮系統、架構、軟硬件協同等，從系統應用來導向、從應用來導向去驅動芯片設計，讓用戶得到更好的體驗。

與此同時，系統級公司入場對EDA 工具和方法學帶來全新挑戰，因為傳統芯片設計思路與系統級軟硬件是兩個分開的環節，各自有自己的語言和技術體系，需要跨領域的架構工程師團隊緊密合作，基于多種工具平臺分解需求和向下映射。EDA 工具作為貫穿從芯片到系統的技術，必須讓系統工程師和軟件工程師都能參與到芯片設計中來，來解決設計難、人才少、設計周期長、設計成本高企的問題，用智能化的工具和服務化的平臺縮短從芯片需求到系統應用創新的周期，降低復雜芯片的設計和驗證難度，賦能電子系統創新。

另一方面，受益于新興產業需求增長、科創板等政策支持因素、以及國內國際雙循環的提出，中國半導體產業自主發展進入了迅速成長期。比如越來越多的本土IC設計公司，希望能有國產方案支持他們，以確保供應鏈安全；也會一定程度開放數據，幫助持續打磨、迭代產品，創造了有利的產業生態環境。類似芯華章這樣的國產新銳企業，能夠更快速、便捷響應本地用戶需求，也能提供更貼近本地市場需求的客制化服務。

目前海外巨頭的產品其實也存在一些短板，比如工具的相對碎片化，巨頭們的許多工具是通過收購得到的，所以在融合度上存在局限；以及自EDA 軟件誕生的過去30 年間，技術的發展和市場需求已產生了極大的變化，傳統的EDA 工具基于以往的數據結構和計算結構，在多年的發展中有著很重的技術包袱，很難適配新的軟硬件框架，在融合前沿技術的優化效果方面非常有限。

因此，國內EDA 廠商有很多機會打破國際巨頭公司的壟斷格局。我們認為，中國EDA 公司要走出自己的成功道路，有三個關鍵，廣積糧、高筑墻、緩稱王，也對應著芯華章“高起點”、“厚積累”、“求創新”的發展戰略。我們可以用最新的架構去做產品，不受兼容和移植之縛；核心技術人才的知識累積，是高科技行業成功的基礎；依樣畫葫蘆很難實現超越，必須在累積的基礎上不斷探索創新。

特別的，隨著芯片工藝節點的不斷演進，復雜度不斷提升，如何提高驗證效率，降低EDA 工具使用門檻，一直是行業關注的重要發展方向。針對行業痛點，芯華章以終為始，創見性地提出了面向未來的EDA 2.0 概念。EDA 2.0 的核心內容就是在開放和標準化的前提下，將過去的設計經驗和數據吸收到全流程EDA 工具及模型中，帶動EDA 向智能化發展，形成從系統需求到芯片設計、驗證的自動化流程。

2   聚焦芯片驗證

一個芯片研發項目當中，驗證工作量通常占據過半，并且決定了芯片的成敗與質量。以7 nm 的GPU SOC為例，接近7 成的投入是在數字前端設計。芯片驗證工具開發難度大，覆蓋面廣，卻決定了芯片的成敗與質量。中國自研EDA 公司目前僅擁有部分點工具，數字驗證領域仍是空白。芯華章瞄準國內技術空白，市場容量最大，芯片設計成本占比最高的數字集成電路前端設計與驗證領域，致力于填補中國EDA 驗證空白。目前，芯華章已取得專利授權25 件，打造出具備平臺化、智能化、云化底層構架的解決方案，成功發布5 款具備自主知識產權的數字驗證EDA 產品。

這些產品都已達到對應領域的主流商業水平，甚至在部分性能指標上已達到或超過國際先進水平，是我們從0 到1 打造的，基于全新統一的底層框架，應用新的驗證方法學，并且具備自主知識產權的EDA工具。比如，傳統的仿真器只能在Intel 的X86 服務器上運行，但芯華章的仿真器就能無縫移植到不同的處理器上，還有很多類似的創新都在芯華章的產品中得以體現。芯華章發布的數字調試產品昭曉Fusion Debug，采用完全自研的高性能數字波形格式，與主流商業波形格式相比，讀寫速度快至3 倍。

除了具體的產品性能優勢，芯華章的差異化競爭優勢體現在以下三個方面：

2.1 產業對驗證方法學提出更高的要求。隨著芯片工藝節點的不斷演進，復雜度不斷提升，隨之而來的是芯片設計成本的巨大提升。所有芯片設計公司，包括新進的系統公司，都希望通過更充分的驗證，降低投片風險與流片成本。大家不滿足于只是生產“合格、可用”的芯片，而是希望結合應用場景，滿足最終的電子系統需求，真正賦能產品的用戶體驗，因此對集成電路設計產業提出更高的要求，迫切需要建立起能夠覆蓋從芯片級別到最終系統級別的驗證方法學，提升芯片及電子系統的性能表現。

2.2 老師傅輕裝上陣，更高的起點，發揮空間更大。高科技行業，最重要的還是知識的積累。芯華章對比傳統國際EDA 公司的一大優勢在于我們的核心研發團隊在行業里多年研發經驗的積累，我們非常了解成功的路徑以及哪里會有坑，因此能夠將EDA 和前沿技術深度融合，以新一代EDA 產品換道超車。比如芯華章基于全新的底層架構進行自主研發的智V 驗證平臺，具備協同、易用、高效三大優勢，能讓工具帶來1+1>2 的驗證效益，有效地解決產業正面臨的兼容性挑戰，以及數據碎片化導致的驗證效率挑戰。

2.3 貼近本地客戶需求快速迭代創新。我們作為中國本土的EDA 供應商，其中一個優勢是和客戶距離很近，能夠更好地以客戶為導向、以終為始來考慮，指導我們的研發和生態搭建，更及時地貼近市場需求進行快速迭代與創新。我們的理念就是與客戶協同作戰，通過技術創新賦能客戶，而客戶的成長也會為芯華章的發展帶來更大機遇。得益于成熟、扎實的一線團隊所積累的深厚服務經驗，芯華章很快建立了同客戶的深厚互信。截至目前，芯華章基本建立了完整的數字驗證全流程服務，并得到中科院半導體所、燧原科技、芯來、鯤云等數十家一眾業內知名企業實際項目采用。

（本文來源于《電子產品世界》雜志2022年9月期）