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“芯片是这个数字经济时代的核心生产要素,而EDA就是构建数字经济的底层基础设施,它能像桥梁、公路、高铁一样,赋能我们的新质生产力建设。”在谈到EDA赋予数字经济的重要意义时,芯华章首席市场战略官谢仲辉谈道。
在当前的国产集成电路产业链中,EDA、材料、设备都是非常上游的部分,也是现在面对国外制裁最严重的三个领域。
近日,在张通社和张江高科共同举办的“长三角集成电路张江论坛”上,芯华章CMO谢仲辉发表了名为“赋能数字经济,发展新质生产力的底层基建”主题演讲。他从30多年的EDA发展历史说起,展示了EDA领域发展的新趋势,以及以芯华章为代表的国产EDA,在数字经济时代所肩负的责任和努力。
芯华章CMO谢仲辉发表主题演讲
以下为谢仲辉演讲实录,有删减:
系统创新时代,EDA2.0来临
从传统的芯片设计方法出发,早期的布局布线工作可能仅需要8小时就能完成。然而,随着芯片技术步入纳米时代,其复杂程度大幅提升,导致同样的布局布线任务现在需要一周、十天乃至二十天的时间来进行迭代。
从2000年左右开始到现在,芯片规模提升了数万倍,但EDA方法学并没有更多的改变,我们还是在用90年代以来叠加式改进的EDA方法论和工具去设计现在这种超级复杂的系统级芯片,所以在芯片设计这个环节形成瓶颈是必然的。这导致了芯片设计周期的显著延长、专业人才的稀缺,以及许多国内中小型设计公司进行芯片设计时面临着巨大成本问题。
现在的芯片不再只是单一的个体,而成为软硬件一体化、多节点一体化的复杂系统。芯片-系统设计一体化,即现在需要对包含芯片、封装、PCB等的整个系统进行设计、验证与优化。这些都离不开EDA作为底层工具的支持。
我们认为在不远的未来,EDA即将进入2.0时代,并迎来很多维度的创新,包括芯片设计、EDA本身的创新,通过新算法、新计算架构、云算力、AI大模型等等,借助大算力、大模型、数据的驱动进行弯道超车,实现创新,甚至在应用模式上、商业模式上做相应的突破,来满足国内发展的需要。
在EDA2.0时代,EDA工具将呈现三大特征:开放和标准化、自动化和智能化、平台化和服务化。
例如,当前传统EDA公司普遍采用封闭的工作流程,导致相关数据和接口API无法实现互通,形成各自封闭的状态。因此,我们提倡采用更开放的接口策略,鼓励各家EDA公司通过开放的API和数据接口进行整合,以此促进效率的显著提升。
同时,EDA还需要与大数据和人工智能深度融合,实现智能化操作,这大大降低对工程师的技能要求和使用门槛。
在云计算技术的推动下,我们预见到EDA工具的运行效率将显著提高。不仅如此,这种进步还可能引领商业模式的创新,特别是向按需服务的转变,这将为众多中小型设计公司带来便利,满足它们的实际需求,开辟商业应用的新路径,打造一个服务化、可定制的全新EDA服务平台EDaaS(Electronic Design as a Service)。
打造立体化竞争能力
国内唯一一家数字验证全链路企业
当下,芯片设计领域涉及的规模宏大,所需成本昂贵,这对于国内众多中小型设计企业而言无疑是一个巨大挑战。以16纳米工艺项目为例,其投资成本将是上亿美元;而当技术升级至5纳米时,所需投资更是飙升至5亿美元以上。
更敏捷、精准地验证,才能帮助提升流片成功率,降低客户的创新成本。
在与国际EDA巨头竞争中,国产EDA要想后来居上,就必须打造自己立体化的竞争能力,赢得客户信任。这需要在三个维度上实现突破:X轴就是产品和技术,这个是基础;Y轴是基于你对客户的了解,提供更加差异化、客制化的服务,本土厂商一定要发挥好自己的服务优势,更快、更极致地响应客户的需求;Z轴则是商业模式和使用模式方面的创新,要让客户感知到你能做得更多。
芯华章团队非常专注地聚焦在数字验证领域。经过四年的不懈奋斗,我们完成了数字验证工具的全链条开发,实现验证全流程闭环,成为国内目前唯一一家实现这一成绩的国产EDA公司。我们不仅致力于国产替代,还在特定领域取得了差异化的突破。
针对云计算领域,我们专门研发了生产力调度工具FusionFlex,利用原生云技术,针对芯片验证全流程的验证计划、计算资源、验证任务、覆盖率、缺陷管理需求,提供全方位的专业EDA管理工具,并对接云端弹性算力,有效解决了客户在算力获取和效率提升上的挑战。
我们的工具全方位地适配鲲鹏、飞腾、龙芯等国产服务器,目前跟第四家国产服务器进行合作跟适配当中。我们希望通过这种方式能够让国产的芯片设计独立自主地使用国产的EDA,跑在国产的服务器上。
除了传统的逻辑仿真器跟硬件仿真原型之外,还有一个缺口是介于千赫兹跟兆赫兹间性能的逻辑仿真需要。结合多线程技术,我们推出了新一代逻辑仿真器GalaxSim Turbo,进行相关的无级变速加速,目标是在超大规模的复杂系统软件仿真的速度可以达到1-10KHZ,从而可以在RTL阶段提前进行系统级仿真。
这个工具在黑芝麻的车规芯片中就取得了很好的验证效果,帮助客户优化了验证资源的投入,降低了研发成本和各项安全风险,从而更快将产品推向市场。
目前三大家具备大规模仿真器开发的能力,我们是第四家,也是信通院认证的能够提供超大规模硬件仿真系统研发的国产EDA公司。该产品已交付多家国内头部芯片设计和系统级用户使用,获得清微智能、涌现科技等实际项目部署。
为了满足下一代EDA技术研发需要,芯华章成立了国内首家EDA企业研究院。我们希望通过这方面的努力,能够更好地提高我们在产业底层共性技术方面,诸如云、异构、光芯片等的创新实力,满足更多设计和系统公司的需要。
打造垂类解决方案,发力智能驾驶
值得一提的是,在汽车产业领域,我们也打造了一个创新的解决方案。
对于进入智能驾驶时代的汽车行业而言,芯片开发面临的主要挑战在于巨大的研发投入与最终产品可能无法被应用的风险。按照传统模式,从芯片设计到最终安装在车辆上,通常需要耗费5年时间,这意味着目前市面上的车辆使用的是上一代技术的芯片。
我们的目标是通过将场景仿真与芯片仿真结合起来,以降低芯片公司进入主机厂领域的风险,同时为主机厂在选择芯片时提供更加精准和有效的验证工具与方法,从而有效缩短18-24个月的开发周期,显著降低应用成本。
芯华章作为唯一一家EDA公司,参与编写了《中国汽车工业软件发展建设白皮书》,提出PIL处理器在环仿真解决方案。PIL仿真的核心优势源自芯华章自主研发的超百亿门高性能硬件仿真器,以场景定义芯片为目标,致力于打通场景到算法到芯片的系统级仿真。无需付出高昂的样片流片费用,通过PIL仿真,将HIL硬件在环测试、软硬件协同开发和测试提早18个月。
去年至今,芯华章系统级EDA验证工具穹鼎GalaxSim与穹瀚GalaxFV先后双双获ISO 26262国际标准认证,能够支持汽车安全标准中最高级别ASIL D级的芯片开发验证。这标志着芯华章相关验证工具能够帮助车规芯片客户在开发中更快达成质量目标,进而在激烈竞争中赢得市场先机。
截至目前,芯华章拥有超过400名员工,其中80%专注于研发工作,且70%的研发人员具备研究生或更高学历。公司坚信技术深度的重要性,将重心放在数字验证技术上。平均每年申请专利达50项,累计申请已超190项,其中超过半数已获授权。
我们深知,研发EDA需要巨大的投入和不懈的努力,这无疑是一项艰巨的任务。但我们坚信这是正确的方向,也是时代和产业的需要。我们将持续推进这一事业。
文字|薛路皓 编辑|吕颖颖
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