近年來隨著全球芯片和軟件產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷擴大,以及芯片技術的更新升級,,對電子設計自動化(EDA)的需求越來越大,。EDA是集成電路設計必需,、也是最重要的軟件工具,具有“芯片之母”的美稱,。
作為集成電路產(chǎn)業(yè)鏈最上游,、最高端的環(huán)節(jié),EDA撬動的是全球16500億元美金的電子產(chǎn)品市場,??v覽整個EDA市場,因其技術的高門檻,,集中度很高,,三大巨頭占據(jù)90%市場份額。但在數(shù)字經(jīng)濟時代的巨大市場需求和新興技術的蓬勃發(fā)展的驅(qū)動下,,三巨頭的堡壘漸漸開始松動,,我國也誕生了一批優(yōu)秀的本土EDA企業(yè)。
在這批本土企業(yè)中,,芯華章科技股份有限公司(以下簡稱“芯華章”)作為一家今年3月份才成立的“后浪”,,因為初創(chuàng)團隊皆為行業(yè)里的具備多年經(jīng)驗、備受信賴的精英,,并快速聚集了EDA公司發(fā)展最關鍵的人才,、技術、資金,、市場等要素,,吸引了眾多的關注與青睞。這個團隊在成立之初,就將目光聚焦在了國內(nèi)EDA領域的短板——數(shù)字驗證EDA,。
兩大新品強勢出擊
EDA主要包含“模擬芯片,、數(shù)字芯片驗證和數(shù)字芯片實現(xiàn)”三大部分。從國內(nèi)看,,盡管近年來國產(chǎn)EDA在模擬芯片工具上取得了一定進展,,但在數(shù)字仿真、驗證等多個環(huán)節(jié)仍存在多處短板,,對國外的依賴大,,產(chǎn)業(yè)鏈脆弱。
芯華章涉及的業(yè)務場景是EDA技術密度最高,、需求量最大的芯片驗證環(huán)節(jié),。創(chuàng)始人兼董事長王禮賓表示,公司的目標是突破現(xiàn)有技術壁壘,,開發(fā)出全流程EDA驗證工具與系統(tǒng),,推出包含硬件仿真器、FPGA原型驗證,、形式驗證,、智能驗證、邏輯仿真等產(chǎn)品與平臺,。
11月26日,,芯華章正式發(fā)布高性能多功能可編程適配解決方案“靈動”(EpicElf),以及國內(nèi)率先支持國產(chǎn)計算機架構的全新仿真技術,。
“靈動”是為了解決行業(yè)痛點而誕生的,,主要用于FPGA原型化平臺,可一卡替代多種原型驗證進口子板,,具備強大的功能和適配能力,,可進一步加快驗證收斂,助力軟硬件協(xié)同開發(fā),,提高芯片設計的研發(fā)效率,。
在集成電路(IC)開發(fā)過程中,驗證是非常昂貴的流程,,尤其是數(shù)字芯片驗證部分,,其占據(jù)了芯片設計過半的研發(fā)時間與成本。目前,,芯片已經(jīng)進入系統(tǒng)級(System on Chip, SoC)時代,,數(shù)百億顆晶體管和數(shù)公里長的連線集成在芯片上,高度的復雜性意味著驗證環(huán)節(jié)困難重重,,如果驗證工作不完備,,將導致上億美金級的資金和時間付諸流水,,與市場機遇錯身而過等不可逆的結果。
根據(jù)芯華章硬件驗證平臺研發(fā)副總裁陳蘭兵介紹,,傳統(tǒng)或自研接口子板采用傳統(tǒng)架構,,在一定程度上增加了方案的復雜度,,使開發(fā)人員需要投入大量的調(diào)研時間,。同時成本高,存在交貨期風險,。并且只有單一功能,,不可編程。
對比傳統(tǒng)或自研接口子板,,“靈動”具備以下優(yōu)勢:
首先是全新的硬件架構體系,,“靈動”可以支持多種不同高速接口協(xié)議,釋放原型化的IO資源并提高原型化的邏輯利用率,。
來源:芯華章
其次是成本優(yōu)勢,,“靈動”最多可節(jié)約四倍的使用成本,并且能夠同時支持多種接口協(xié)議,。
“靈動”還具備兩種使用模式,,可直接使用,也可完全由用戶做自定義編程,,提高了使用的靈活性,。
最后是強大的高速系統(tǒng)互連設計能力,“靈動”能夠?qū)崿F(xiàn)1.2Gbps 單線高速傳輸,,發(fā)揮芯片最大的吞吐能力,。
來源:芯華章
同時發(fā)布的另一重磅新品,是芯華章的全新仿真技術,。這同樣也是市場上首個支持國產(chǎn)計算機架構的動態(tài)仿真技術,,不僅兼容現(xiàn)有國際和國內(nèi)的計算機架構,更能面向未來,,有助于支持新一代的多核與異構等計算機架構,。
仿真技術是保證集成電路設計正確性的關鍵技術之一,芯片設計公司通過軟件仿真數(shù)字電路的行為,,發(fā)現(xiàn)并修復問題,。然而,目前主流的仿真技術僅支持x86架構,。而未來還有多核與異構等計算機架構,,主流僅支持x86架構的仿真技術在不具備拓展性的同時,更無法滿足高效處理的市場需求,。
芯華章動態(tài)仿真及形式驗證研發(fā)副總裁齊正華介紹道,,芯華章的仿真技術基于LLVM的全新架構,,突破傳統(tǒng)仿真器僅支持單一x86架構的局限,具備靈活的可移植性,,可兼容當前主流架構并有助于支持未來多核與異構的大規(guī)模計算機處理器結構,。
具體看來,與傳統(tǒng)仿真技術相比,,芯華章全新仿真技術具備以下優(yōu)勢:
1,、全新的架構體系:靈活的可移植性、友好的軟硬件生態(tài)支持,;
2,、有助于支持不同的處理器計算架構,如x86, Arm, RISC-V, MIPS, GPGPU, NPU等,;
3,、全新的數(shù)據(jù)結構和優(yōu)化的算法:通過算法,優(yōu)化驗證算力分配,,進一步提高芯片設計驗證效率,;
4、符合IEEE1800 標準,;
5,、事件驅(qū)動型,精度與目前商用數(shù)字仿真器一致,;
6,、基于LLVM的原生編譯后端。
在諸多優(yōu)勢下,,芯華章全新仿真技術比主流仿真技術善用更多的計算算力,,并能進一步提高芯片設計驗證效率。
來源:芯華章
芯華章此次發(fā)布的驗證EDA產(chǎn)品與技術,,已經(jīng)在國產(chǎn)飛騰服務器上通過了驗證,,能兼容當前的產(chǎn)業(yè)生態(tài),并面向未來有助于支持下一代計算機架構,,是建設中國自主研發(fā)集成電路產(chǎn)業(yè)生態(tài)的重要里程碑,。
天津飛騰信息技術有限公司副總經(jīng)理郭御風指出,“飛騰的核心研發(fā)集中在芯片的設計和創(chuàng)新,,而EDA驗證在芯片的研發(fā)過程起著非常關鍵的作用,,是核心環(huán)節(jié)的關鍵技術。芯華章在驗證領域有深入的理解和多年的研發(fā)經(jīng)驗,,基于處理器芯片的架構和需求,,快速研發(fā)出了適合國產(chǎn)CPU架構的驗證技術解決方案,這是極具開創(chuàng)性的重要里程碑,,不僅能為我們的驗證工作帶來更多的便利,,更能給芯片設計公司提供更多的選擇,。”
雄厚的技術積累是底氣
在談到芯華章時,,我們會提到率先支持國產(chǎn)計算機架構的動態(tài)仿真技術,,也會提到中國首個開源EDA技術社區(qū),全球最快的開源數(shù)字仿真器EpicSim等,。自成立以來的短短8個月內(nèi),,這家EDA“后浪”給了我們太多驚喜,很大程度上與這家公司擁有雄厚的技術家底有關系,。
從王禮賓的介紹中我們得知,,芯華章是一家“高起點、厚積累,、重人才”新型EDA公司,匯聚了來自國際領先EDA,、集成電路設計,、軟件以及人工智能企業(yè),在各自領域工作超過15年,,擁有豐富的產(chǎn)品研發(fā)經(jīng)驗的研發(fā)人才,。不僅如此,芯華章還在8月份延攬到林財欽(TC Lin)出任首席科學家后,,陸續(xù)獲得了全球頂尖技術人才如EDA和AI算法專家林揚淳(YT Lin),、系統(tǒng)設計專家顏體儼博士的認可和加盟。
在此基礎上,, 芯華章研發(fā)團隊將基于過去多年的EDA研發(fā)經(jīng)驗和技術積累,,在當前最先進的軟件工程方法學及高性能硬件架構的基礎上,充分融合云計算,、AI等新一代技術,,通過新路徑對EDA進行研發(fā),打造了全流程驗證產(chǎn)品與系統(tǒng),。
在融合前沿技術打造面向未來的新一代EDA工具的同時,,芯華章在今年8月就宣布啟動開源EDA生態(tài)項目,并在9月上線了中國首個開源EDA技術社區(qū)——EDAGit.com,。在此社區(qū)中,,其技術團隊基于經(jīng)典驗證方法學與技術,陸續(xù)推出商用級別的開源EDA驗證產(chǎn)品,,開源加速創(chuàng)新已經(jīng)是經(jīng)過不同領域驗證過的有效途徑,,芯華章希望能借由開放、共創(chuàng)的形式,,能夠降低EDA使用門檻,,發(fā)現(xiàn)并培養(yǎng)更多對EDA技術感興趣的優(yōu)秀人才,,充分釋放創(chuàng)新活力。
據(jù)了解,,公司已推出的EpicSim是當前全球最快的開源數(shù)字仿真器,。而第二款開源EDA產(chǎn)品“靈驗”(EpicFV),更是全球首款開源形式驗證工具,?!办`驗”在用戶輸入RTL設計和SystemVerilog斷言描述設計規(guī)范的情況下,可以自動進行語法解析,、設計綜合,、斷言解析,并且基于分布式計算理論自動調(diào)度引擎求解斷言,,加速驗證收斂,,從而降低形式驗證工具的使用門檻。
王禮賓表示,,截止11月中旬,,已經(jīng)有400多個專業(yè)人士參與使用芯華章的開源工具并持續(xù)在社區(qū)中進行交流,獲得不小的收獲,。與此同時,,芯華章也在其中發(fā)現(xiàn)了不少EDA人才,并將加大對開源社區(qū)的投入,,培育EDA人才成長的良好環(huán)境,。
不僅如此,芯華章還力邀國內(nèi)外有豐富發(fā)經(jīng)驗的EDA專家,、學者,、教授,共同打造“X-行動”,,合作定制面向新生代工程師的EDA培訓課程體系,,并通過甄選優(yōu)質(zhì)生態(tài)項目實現(xiàn)技術攻堅,同時設立項目創(chuàng)新激勵計劃,、專利申請激勵計劃等,,積極為芯華章企業(yè)自身以及中國EDA行業(yè)儲備優(yōu)秀的新生代技術力量。
“后浪”芯華章將繼續(xù)融合我國AI,、云計算和大數(shù)據(jù)優(yōu)勢技術給予的技術高起點,,打造出面向未來的新一代EDA軟件和系統(tǒng)。芯華章沒有技術包袱,,可以快速融合前沿技術,,通過全新路徑對EDA 進行研發(fā),這一點,,是傳統(tǒng)EDA巨頭無法與之匹敵的,。
總 結
當下,,芯片需求量隨著數(shù)字經(jīng)濟時代的到來而激增,2025年集成電路行業(yè)總產(chǎn)值保守估計將超過2萬億元,。因此,,國內(nèi)EDA市場有著極大的發(fā)展空間。
國內(nèi)有如芯華章等不少EDA廠商正在各自的領域中奮力前進,,他們或?qū)W⒂谀M芯片,、或?qū)W⒂跀?shù)字前端又或者是數(shù)字后端,相信在不久的將來,,他們就能利用在各自領域的突破形成合力,,為中國芯片產(chǎn)業(yè)鏈補齊EDA短板。