半岛彩票EDA作为集成电路产业链中最为上游的环节,与芯片设计、芯片制造、封装测试各个环节都密切相关,业界将其称为之“芯片之母”。在第六届中国研安生创芯大赛同期举办的集成电路EDA产业高峰论坛上,来自国内EDA企业华大九天、概伦电子、芯华章、九同方以及国际EDA巨头新思科技和Candence企业代表围绕EDA技术以及产业的发展进行了深入解析。
EDA被称为芯片之母,是集成电路的基础支撑,EDA市场容量占80多亿美元,撬动了5000多亿美元的集成电路产业、数万亿美元的电子信息产业、数十万亿美元的数字经济。
当前全行业人才缺口约30万人,其中EDA人才缺口约占2/3。解决EDA人才缺口的有效途径是产教融合。而全流程EDA工具是解决集成电路人才缺口和人才质量的核心抓手。
目前,华大九天多维度进行产教融合:一是形成全定制电路设计、平板显示设计全流程EDA工具的大学计划;二是匹配相应的教材,比如“集成电路工程技术人员技能标准”相关的考试配套教材,“中国集成电路产业全书”系列教材;三是标准方面,比如人社部“集成电路工程技术人员技能标准”;四是自有讲师团队,可以到高校去做训练营,免费进行;五是支持各类大赛,共建联合实验室以及多种形式的培训活动。
当前全球EDA三大巨头市场占率达77%,全球前五大企业市占率达85%。中国EDA与国际EDA企业相比,当前差距较大:在研发投入上,新思科技和CANDENCE的研发投入合计173亿元,华大九天和概伦的研发投入合计为7亿元;在人才规模上,新思和CANDENCE员工人数合计25000人,概伦和华大九天员工合计1600人。
全球EDA企业发展近三十年,面对国际EDA企业构筑的技术生态壁垒,新兴EDA企业的发展之道是创新+突破。创新的源头是人才,人才需要投入也需要时间。
要想突破方面,则可以在开发全流程的基础上,在重点领域的关键工具方面实现国际EDA巨头的替代,这样就能够参与到国际市场竞争中来,带动国内EDA市场、EDA企业的水平往前进步。
原来汽车芯片基本是一些分离器件或者是一些小规模的芯片,设计规模并不大,靠人工是可以把一些错误分析出来。不过,当前汽车芯片正在从主流的制程往先进进程不断演进,设计规模越来越大,例如国内一些辅助驾驶、自动驾驶芯片需要最先进的AI设计。这种设计规模在仿真的过程当中的数量非常巨大。
新思科技提供了一个全流程的解决方案,帮助汽车芯片设计厂商能够高效率的开发出符合安全标准的汽车电子产品。平台有诸多工具,从最开始的设计引入,到项目分析,进而得到一些具体的数据,并在验证过程当中得到更多的数据以及产品的产出。整个过程的背后有一个通用的数据库在进行支持,所有的工具都以数据库作为一个交互接口,这样可以达到平台的统一性,不用担心关键的工具交互过程中模式转化,从而达到一个高效率的更新、迭代、验证以及数据收敛的流程。
摩尔定律不是产业规律,而是经济规律。随着摩尔定律放缓以及系统集成度的进一步提高,三维集成电路成为各大厂商投入研发的重要方向之一。EDA工具作为设计方法学的最前线,从架构设计、逻辑综合、布图规划、布局布线、时钟树以及时序优化、签核分析等方面也面临着巨大的挑战。
后摩尔时代,通过EUV光刻机、GAA等可以做到2nm,甚至更小的1nm-2nm等,或者通过系统集成往上去堆叠,实现单位面积晶体管密度倍增。芯片设计从2D到3D转向之后,能带来更多的好处,例如,更短的引线、更低的功耗、更高的性能、更高的带宽、更小的封装尺寸以及更好的良率等。
Cadence公司于2021年推出了Integrity 3D-IC设计平台,致力于系统驱动的PPA最优化解决方案,提供了一系列具有特色的功能。目前在架构评估、异构集成、物理实现和系统分析的一站式闭环优化上还存在进一步的研发需求。同时,也需要与更多的三维集成电路制造厂商、设计人员沟通协作,使得工具能够更加满足团队的真实需求。
EDA软件市场长期被国外企业垄断,已经成为制约我国IC产业可持续发展的卡脖子问题。经过不懈努力,九同方微电子研发出片内电磁仿真软件eWave,该仿真软件通过在客户环境中,从不同维度对精度进行了充分的对比验证,无论是软件精度还是实测数据均达到国际领先水平,在某些案例中比国际同行同类产品精度更高,因此eWave的精度为业内标杆精度。
在国内EDA企业发展思路上,杜裕宏指出,与其大而全,不如通过单点突破实现全球领先。通过不断的发展总结,九同方深耕射频全工具链,力求打造全世界顶级的片内电磁场仿真平台。
目前,九同方微电子拥有 来自国内外著名高校或者公司的140余名团队成员,其中博士15人,硕士50余人,本科80余人,EDA软件研发经验丰富,拥有20项自主研发知识产权,是国内唯一布局射频全工具链的公司。
当前,系统厂商需要更快、更强的验证系统,芯片设计企业也开始从系统应用出发,解决从系统到芯片的技术要求需要新一代的EDA,因此一切从系统出发,不管是智能终端、人工智能、智能网联汽车、数据中心,都将是系统定义芯片。
当前系统级仿真验证面临大设计的挑战。有几个共性问题:一是设计大,大到放不下,比如:从多核心、子系统到全芯片,是亿门到几十亿门;全系统级多套片的联合验证,则是百亿甚至千亿部;二是验证慢,比如:系统级仿真比例增大,严重依赖硬件仿真系统,资源扩展性差,实现周期长,调试收敛慢。三是Debug难,越往后越难,比如:高性能仿真和可调试性难以兼顾等。
为此,芯华章今年发布了国内首台超百亿门高性能硬件仿真系统,专为大设计而生的系统验证方案。
此外,谢仲辉指出,创新也有方法论。创新的目的是要能够持续解决需求,因此在创新之前一定要先了解本质(背后的需求,解决的问题是什么),进而再找解决方法。为此,芯华章成立了“芯华章研究院”,汇聚数十位国内外专家学者,以研究下一代EDA2.0方法学与技术为目标,构建专业高效的技术研究和产业化双向链接通道,赋能数字化产业高质量发展。
集成电路EDA软件有下面三个主要类别:数字设计、模拟设计和晶圆制造,此外还有封装和印刷电路版EDA软件。其中,数字、模拟设计EDA的主要用户为Fabless和IDM的电路设计部门,晶圆制造EDA软件的主要用户是晶圆厂(Foundry或IDM)的研发和量产部门。晶圆制造EDA软件中,最核心的软件品种,是半导体工艺和器件仿真软件(TCAD)、掩膜版的光学临近效应修正软件(OPC)和良率分析软件,是晶圆厂在工艺研发、掩膜加工和良率提升等研发、生产环节中,必不可少的软件工具。
珂晶达创办于2011年,于2021年完成重组,现为培风图南半导体有限公司的全资子公司。公司致力于提供制造类EDA软件及服务的一站式解决方案。基于超过十年的持续的技术积累,公司近年中研发了新一代的TCAD工艺和器件仿真软件Mozz TCAD,全面覆盖逻辑、存储、功率、光电等多个领域的应用场景,分别对标各领域中的进口主流软件。新一代软件利用了最新的混合并行、混合精度数值计算技术,实现了多物理场、多时间尺度的耦合求解,大幅度提升了软件的功能、性能和收敛性。Mozz TCAD软件的开发现已完成,正在与合作伙伴一起进行测试和应用验证,将择机宣布发布面世的时间。
当前,国内EDA具有天时、地利和资金多。天时是国家当前强调创新,强调有自主可控;地利是国内大量的集成电路设计公司都需要EDA工具,可以说,EDA相当于集成电路设计行业的光刻机。钱也多,国家有大基金,民间投资找到我家问我怎么EDA投?我说“投人”。
中国EDA产业,需要靠国内EDA企业在“点工具”上突破。国内EDA企业要做就争取做到世界第一,如果不干到世界第一的话,有国外三大EDA厂商在,谁买你的EDA?!
过去,EDA产业比较关注的设计,现在国内EDA要想突破,要把系统级设计当作一个关键。系统级设计在国外也是开始,我们也是开始。
为什么强调系统级设计EDA?系统级设计优化是跟当前正在发展的AI(人工智能)产业紧密相关。每一个AI行业的本身都会有一个行业标准,每一个行业标准就是一个IP(知识产权)。
国家领导人强调一定要抓知识产权,如果我们在系统级层面跟产业对接结合,抓到很多个产业的IP的东西,我相信国内EDA会在这个层面反超。返回搜狐,查看更多