日前,,以“計(jì)算萬(wàn)物·湘約未來(lái)”——計(jì)算產(chǎn)業(yè)新動(dòng)能為主題的2020年世界計(jì)算機(jī)大會(huì)在長(zhǎng)沙開幕,。算力改變世界、算力驅(qū)動(dòng)未來(lái),、計(jì)算力就是生產(chǎn)力,。計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略性,、基礎(chǔ)性、先導(dǎo)性產(chǎn)業(yè),,成為推動(dòng)人工智能,、大數(shù)據(jù)、5G,、互聯(lián)網(wǎng)+,、虛擬現(xiàn)實(shí)、超高清視頻等為代表的新一代信息技術(shù)持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵力量,,計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)正成為新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展及傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的“新動(dòng)能”,。
國(guó)產(chǎn)EDA新兵芯華章科技創(chuàng)始人、董事長(zhǎng)兼CEO王禮賓先生應(yīng)邀在2020年世界計(jì)算機(jī)大會(huì)發(fā)表“數(shù)字經(jīng)濟(jì)雙循環(huán),,EDA技術(shù)突破正當(dāng)時(shí)”的主題演講,。在演講中,王禮賓先生重磅預(yù)告芯華章即將推出國(guó)內(nèi)首個(gè)支持國(guó)產(chǎn)計(jì)算機(jī)架構(gòu)的動(dòng)態(tài)仿真技術(shù),,屬于驗(yàn)證EDA的核心領(lǐng)域之一,。
一,、何為EDA
1、EDA是數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代的關(guān)鍵系統(tǒng),,也是鏈接數(shù)字世界和物理世界的橋梁,。
隨著科技的不斷推進(jìn),人類文明開始全新的發(fā)展階段,,以5G通信和人工智能等新興技術(shù)為支撐,、以新基建為落腳點(diǎn)的新篇章已經(jīng)掀開序幕。
2020年3月,,中共中央政治局常務(wù)委員會(huì)召開會(huì)議,,提出加快新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)度。新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)(簡(jiǎn)稱:新基建)主要包括5G基站建設(shè),、特高壓,、城際高速鐵路和城市軌道交通、新能源汽車充電樁,、大數(shù)據(jù)中心,、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)七大領(lǐng)域,,涉及諸多產(chǎn)業(yè)鏈,,是以新發(fā)展理念為引領(lǐng),以技術(shù)創(chuàng)新為驅(qū)動(dòng),,以信息網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ),,面向高質(zhì)量發(fā)展需要,提供數(shù)字轉(zhuǎn)型,、智能升級(jí),、融合創(chuàng)新等服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施體系。
新基建是數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ),,而新基建的發(fā)展過(guò)程中,,集成電路作為新基建的基礎(chǔ),對(duì)新基建的作用將日益凸顯,。新基建主要包含的信息基礎(chǔ)設(shè)施,、融合基礎(chǔ)設(shè)施和創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè)施,都離不開集成電路的基礎(chǔ)支撐作用,。沒(méi)有集成電路,,就沒(méi)有現(xiàn)代信息技術(shù),也就無(wú)法實(shí)現(xiàn)融合,。EDA作為根技術(shù),,將通過(guò)集成電路賦能新基建,推進(jìn)中國(guó)引領(lǐng)第四次工業(yè)革命,,也就是數(shù)字革命,。
2,、EDA是集成電路產(chǎn)業(yè)鏈的命脈。
EDA作為集成電路產(chǎn)業(yè)鏈的命脈,,自始至終連接和貫穿著芯片制造和科技應(yīng)用的發(fā)展,;芯片設(shè)計(jì),、晶圓制造,、封裝測(cè)試,直至電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì),,每個(gè)環(huán)節(jié)都離不開EDA工具,。其實(shí)EDA市場(chǎng)是一個(gè)比較小的市場(chǎng),2019年EDA/IP全球產(chǎn)值約110億美元,,然而就是這小小的110億美元,,卻撬動(dòng)了約5千億美元的半導(dǎo)體市場(chǎng)甚至是約1.6萬(wàn)億的電子產(chǎn)品市場(chǎng)。
3,、EDA技術(shù)成就芯片集成度提高,。
1970年代屬于CAD時(shí)代,也是是EDA的雛形時(shí)期,,設(shè)計(jì)人員依靠手工完成電路圖的輸入,、布局和布線,隨著可編程邏輯技術(shù)的出現(xiàn),,開發(fā)人員常識(shí)將整個(gè)設(shè)計(jì)工程自動(dòng)化,,不再僅僅滿足于完成光刻演模版的出圖;1980年代EDA走向商業(yè)化,,由于可編輯邏輯器件的成熟,,硬件描述語(yǔ)言VHDL和Verilog產(chǎn)生了,為EDA的商業(yè)化打下來(lái)非常好的基礎(chǔ),;1990年代系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段,,隨著硬件語(yǔ)言的標(biāo)準(zhǔn)化和集成電路設(shè)計(jì)方法的不斷發(fā)展,推動(dòng)了EDA設(shè)計(jì)工具的普及和發(fā)展,,該時(shí)期的EDA技術(shù)特征是高級(jí)語(yǔ)言描述,、系統(tǒng)級(jí)仿真和綜合技術(shù);2000年代后EDA進(jìn)入快速發(fā)展階段,,在仿真驗(yàn)證和設(shè)計(jì)兩個(gè)層面支持標(biāo)準(zhǔn)硬件語(yǔ)言的EDA軟件工具功能更加強(qiáng)大,,更大規(guī)模的可編程邏輯器件不斷推出,系統(tǒng)級(jí),、行為級(jí)硬件描述語(yǔ)言趨于更加高效和簡(jiǎn)單,。
二、全球EDA現(xiàn)狀
從全球EDA產(chǎn)業(yè)格局來(lái)看,,2019年全球EDA/IP市場(chǎng)約110億美元,。在EDA領(lǐng)域,,新思科技、楷登電子,、明導(dǎo)三大美國(guó)公司擁有完整的,、有總體優(yōu)勢(shì)的全流程產(chǎn)品,在部分領(lǐng)域擁有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì),,各家營(yíng)收超過(guò)10億美元,,合計(jì)約占全球70%的市場(chǎng),約占中國(guó)市場(chǎng)的90%,;美國(guó)ANSYS,、PDFSOLUTIONS、SILVACO和中國(guó)華大九天擁有特定領(lǐng)域全流程根據(jù),,在局部領(lǐng)域技術(shù)領(lǐng)先,,合計(jì)約占全球15%的市場(chǎng);另外還有超過(guò)50家的小型EDA公司是做點(diǎn)工具的,。
三,、國(guó)產(chǎn)EDA突破勢(shì)在必行
1、EDA是中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)鏈最薄弱的環(huán)節(jié)
我國(guó)從1980年代中后期開始,,就投入到EDA產(chǎn)業(yè)的研發(fā)當(dāng)中,。當(dāng)時(shí)我國(guó)包括集成電路在內(nèi)的高科技領(lǐng)域都受困于“巴統(tǒng)”的禁運(yùn),國(guó)外EDA無(wú)法進(jìn)中國(guó),,集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展倍受掣肘,。為了更好發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè),我國(guó)在1986年動(dòng)員了全國(guó)17家單位,、200多位專家齊聚北京,,研發(fā)我國(guó)自有的集成電路計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)“熊貓系統(tǒng)”,在1992年首套熊貓系統(tǒng)問(wèn)世,,是我國(guó)第一個(gè)大型ICCAD系統(tǒng),,也是國(guó)家意志的體現(xiàn)和集體智慧的結(jié)晶。1994年“巴統(tǒng)”取消對(duì)中國(guó)禁運(yùn),,1994年至2008年,,國(guó)家對(duì)國(guó)產(chǎn)EDA的支持非常有限,中國(guó)EDA產(chǎn)業(yè)陷入發(fā)展低谷,,發(fā)展曲折而緩慢,。
2、國(guó)產(chǎn)EDA迎來(lái)春天
2020年,,EDA更是廣受資本的青睞,,華大九天、國(guó)微思爾芯、概倫電子,、芯華章都紛紛發(fā)布融資信息,。
2020年7月,華大九天獲得元禾璞華的投資,,而在2018年更是獲得大基金,、,中國(guó)電子,、蘇州疌泉致芯,、深創(chuàng)投、中小企業(yè)發(fā)展基金的億元投資,;2020年9月,,廣立微獲得崇福投資、中金浦成的投資,;2020年9月,國(guó)微思爾芯獲得大基金,、芯鑫租賃,、浦東科創(chuàng)等的億元投資;2020年4月概倫電子獲得興橙資本,、英特爾投資等的億元級(jí)投資,;2020年10月芯華章獲得云暉資本等的億元投資。
3,、國(guó)產(chǎn)EDA現(xiàn)狀
發(fā)展至今,,華大九天、國(guó)微集團(tuán),、芯華章,、廣立微、概倫電子,、芯和半導(dǎo)體等國(guó)產(chǎn)EDA開始展露頭角,。
華大九天是目前我國(guó)規(guī)模最大、技術(shù)最強(qiáng)的EDA企業(yè),,在EDA方面有四大解決方案:一是模擬IC設(shè)計(jì)全流程EDA平臺(tái),,是全球第一個(gè)采用GPU加速技術(shù)實(shí)現(xiàn)SPICE電路仿真的,而且目前還是全球唯一的,。二是數(shù)字Soc設(shè)計(jì)優(yōu)化EDA系統(tǒng),。三是晶圓制造專用工具和服務(wù)。四是平板顯示設(shè)計(jì)EDA系統(tǒng),。
國(guó)微集團(tuán)在EDA領(lǐng)域中以傳統(tǒng)的FPGA原型方案為主,,也正在布局實(shí)現(xiàn)支持主流工藝、與主流工具兼容的數(shù)字電路全流程EDA平臺(tái),。2019年11月20日,,國(guó)微集團(tuán)發(fā)布了全球第一款單核最大容量FPGA原型驗(yàn)證平臺(tái),;目前,國(guó)產(chǎn)第一臺(tái)大型企業(yè)級(jí)硬件仿真器正在研發(fā)中,,計(jì)劃于2020年下半年正式量產(chǎn),。而在后端實(shí)現(xiàn)方面,國(guó)微集團(tuán)正在建設(shè)以布線為中心的統(tǒng)一的層次化數(shù)據(jù)模型,。其中包含業(yè)界最好的布線技術(shù),、PowerFirstTM技術(shù)、對(duì)高容量及iHO的全層次化技術(shù)以及靈活高效的Tcl和C語(yǔ)言的應(yīng)用程序接口(API),。
甫于2020年3月成立的芯華章,,作為一個(gè)EDA產(chǎn)業(yè)的后起之秀,抓住國(guó)產(chǎn)驗(yàn)證EDA這一短板,,產(chǎn)品將覆蓋全驗(yàn)證流程,,主要包括硬件仿真器以及FPGA的原型驗(yàn)證、形式驗(yàn)證,、智能驗(yàn)證,、以及邏輯仿真。芯華章在成立短短半年時(shí)間,,吸引了多位世界級(jí)EDA研發(fā)的泰斗級(jí)人物加入,,以其團(tuán)隊(duì)近20年的深厚研發(fā)實(shí)力和服務(wù)于行業(yè)市場(chǎng)30年的洞察力,從今年9月起陸續(xù)推出開源的數(shù)字仿真器EpicSim和和開源的形式驗(yàn)證工具“靈驗(yàn)”(EpicFV),,其中EpicSim達(dá)到了iVerilog兩倍的性能提升,,而“靈驗(yàn)”的分布式計(jì)算/并行計(jì)算,更能有效加速驗(yàn)證收斂,,加上計(jì)劃年內(nèi)推出的高性能多功能接口子板,,已然具備開發(fā)完整全流程驗(yàn)證平臺(tái)扎實(shí)的技術(shù)實(shí)力,值得業(yè)界期待,。開源此舉,,能夠在提高芯片設(shè)計(jì)驗(yàn)證效率的同時(shí),釋放EDA技術(shù)創(chuàng)新活力,。在2020年11月3日舉辦的世界計(jì)算機(jī)大會(huì)上,,芯華章宣布即將推出首個(gè)支持國(guó)產(chǎn)計(jì)算機(jī)架構(gòu)的動(dòng)態(tài)仿真技術(shù),不僅兼容現(xiàn)有國(guó)際和國(guó)內(nèi)的計(jì)算機(jī)架構(gòu),,更能面向未來(lái),,有助于支持新一代的多核與異構(gòu)等計(jì)算機(jī)架構(gòu),是建設(shè)中國(guó)自主研發(fā)集成電路產(chǎn)業(yè)生態(tài)之路上的一個(gè)里程碑,,將積極促進(jìn)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)內(nèi)外雙循環(huán),。
廣立微提供基于測(cè)試芯片的軟、硬件系統(tǒng)產(chǎn)品以及整體解決方案,一方面為晶圓代工廠的新工藝制程研發(fā)提供整合性的技術(shù)服務(wù),,包括從早期設(shè)計(jì),、中后期量產(chǎn)時(shí)的可尋址測(cè)試結(jié)構(gòu),直到 yield ramp階段基于產(chǎn)品版圖的測(cè)試芯片,;另一方面為設(shè)計(jì)公司提供定制化的測(cè)試芯片工具和服務(wù),,幫助提高IC設(shè)計(jì)的可制造性、性能,、成品率并縮短產(chǎn)品上市時(shí)間,。廣立微的良率解決方案已成功應(yīng)用于180nm~5nm工藝技術(shù)節(jié)點(diǎn),其高效可靠的智能化測(cè)試芯片系統(tǒng)和一站式提高良品率,、工藝穩(wěn)定性技術(shù)服務(wù)系統(tǒng)得到了國(guó)際一線客戶的認(rèn)同與肯定,。
四、國(guó)產(chǎn)EDA的未來(lái)
中國(guó)集成電路的發(fā)展需要集舉國(guó)之力完善產(chǎn)業(yè)鏈上下多個(gè)環(huán)節(jié),,其中EDA作為產(chǎn)業(yè)鏈最上游的核心工業(yè)軟件,,需要支撐數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代下的多個(gè)科技應(yīng)用領(lǐng)域。而EDA的發(fā)展需具備以下幾項(xiàng)關(guān)鍵要素:
第一,,創(chuàng)新性,。EDA與當(dāng)今的軟件算法、硬件結(jié)構(gòu)以及機(jī)器學(xué)習(xí),、云計(jì)算等新一代技術(shù)的融合,會(huì)幫助EDA公司大大提高研發(fā)質(zhì)量,,融合新一代技術(shù)推出的EDA產(chǎn)品更可以大大縮短芯片研發(fā)周期,,推動(dòng)產(chǎn)品快速上市。
第二,,人才,。集成電路是一個(gè)相當(dāng)龐大且精深的產(chǎn)業(yè)鏈,涉及從設(shè)計(jì)到制造的多個(gè)環(huán)節(jié),,交叉學(xué)科無(wú)數(shù),,EDA的開發(fā)不僅需要傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí),如算法,、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),、編譯原理等,更需要EDA領(lǐng)域的一些特定知識(shí),。國(guó)產(chǎn)EDA的發(fā)展需要延攬國(guó)際尖端人才,,并透過(guò)產(chǎn)學(xué)研深入合作共同培育屬于自己的的人才梯隊(duì)。
第三,,市場(chǎng)需求,。EDA技術(shù)的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)生態(tài)息息相關(guān),需要與生態(tài)合作伙伴密切合作,共同創(chuàng)新,。團(tuán)隊(duì)的國(guó)際視野和對(duì)市場(chǎng)前沿需求的豐富經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌蚣铀俅呋a(chǎn)品的成熟度,。
中國(guó)EDA已迎來(lái)最好的時(shí)代,華大九天,、國(guó)微集團(tuán),、芯華章、廣立微,、概倫電子,、芯和半導(dǎo)體等多家國(guó)產(chǎn)EDA公司已整裝待發(fā),期待能以厚積薄發(fā)的技術(shù)實(shí)力快速完善中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)鏈,,支持5G,、人工智能、云計(jì)算等多項(xiàng)未來(lái)科技的發(fā)展,。