支撐高端芯片研發(fā)，合見工軟進軍國產(chǎn)EDA全流程

電子發(fā)燒友原創(chuàng) 章鷹

“9月25日，華為發(fā)布了一系列智能化產(chǎn)品，華為Mate60 RS智能手機、智能手表、智慧屏、平板、智能耳機等。這場發(fā)布會有什么特點？高度智能化，大家可以看到一個趨勢，就是高度的智能化、平臺化，平臺化就是用統(tǒng)一的軟件構(gòu)造了所有產(chǎn)品的統(tǒng)一平臺，華為發(fā)布的產(chǎn)品，幾乎覆蓋了所有的數(shù)字終端。家庭、個人、出行的應(yīng)用，構(gòu)建了一個生態(tài)系統(tǒng)，這就是所謂的數(shù)字經(jīng)濟的典型表現(xiàn)?！鄙虾：弦姽ぼ浉笨偛脤O曉陽9月26日在EEVIA年度硬科技峰會上表示。

圖：上海合見工軟副總裁 孫曉陽

數(shù)字經(jīng)濟的發(fā)展催生了高端芯片設(shè)計需求，與此同時，也迎來了一系列挑戰(zhàn)。EDA對設(shè)計流程的幫助，就是幫助客戶縮短設(shè)計周期，使他們可以聚焦在最核心的架構(gòu)上、系統(tǒng)上、軟件上的研發(fā)，能夠產(chǎn)生其差異化。

合見工軟在2021年3月成立，短短2年半時間員工已經(jīng)擴展到1000人，作為數(shù)字芯片EDA技術(shù)的領(lǐng)先公司，這家公司將如何應(yīng)對這些高端芯片設(shè)計的挑戰(zhàn)呢？上海合見工軟副總裁孫曉陽帶來了最新的市場前瞻和EDA工具解決方案。

數(shù)字經(jīng)濟催生高端芯片需求，國產(chǎn)EDA任重道遠

上海合見工軟副總裁孫曉陽指出，2016年到2025年，全球數(shù)據(jù)量將達到163 Zettabytes, 云計算、人工智能、自動駕駛、5G通信、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等推動著數(shù)字經(jīng)濟的發(fā)展，也帶動了高端芯片需求不斷走高。高速發(fā)展的智能設(shè)備（平板、無人機、智能手機等）將在2030年達到6.9萬億美元的市場規(guī)模。

2011年，整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的制造工藝集中在28nm，成本達到歷史低點。隨著工藝技術(shù)的進步，半導(dǎo)體制造成本卻開始猛漲。以EDA中的驗證工具為例，在14納米制程的時代，流片一次的費用大約需要 300 萬美元。而到了 7 納米，流片費用則要高達 3000 萬美元。為了降低研發(fā)成本，提升流片的成功率，就需要通過在EDA軟件上進行驗證。

EDA工具是高端芯片設(shè)計必不可少的環(huán)節(jié)，而驗證EDA工具更是重中之重。孫曉陽表示，芯片工藝已經(jīng)從65納米演進到5納米、3納米，芯片設(shè)計的要求是高集成度、低功耗，在這種過程當中，驗證占比不斷提高。合見工軟確立了以EDA為核心的工業(yè)軟件戰(zhàn)略，立足EDA驗證領(lǐng)域，覆蓋仿真驗證、硬件加速、原型、虛擬原型、形式驗證、時序分析等環(huán)節(jié)。

孫曉陽指出，對IC設(shè)計公司而言，驗證是芯片開發(fā)最大的挑戰(zhàn)，而工具和方法學(xué)是驗證的基礎(chǔ)。驗證就是要做得快，又完整又快又好，所以要提升效率。

合見工軟EDA驗證平臺和關(guān)鍵工具

根據(jù)國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會SEMI的數(shù)據(jù)顯示，2022年全球EDA銷售額達到87.68億美元，同比增長12.2%，其中中國大陸EDA銷售額達到11.65億美元，同比增長19.2%，占全球市場13.3%。

然而，在國內(nèi)EDA市場上，國際三大家新思科技、Cadence、西門子還把持了80%的市場份額，國產(chǎn)EDA企業(yè)也在蓬勃發(fā)展。2021年3月，合見工軟成立，注冊資本達到32億元，這家公司堅持了以自研為主，同時結(jié)合部分投資并購的策略作為補充，自研加并購可在短時間內(nèi)增加公司整體產(chǎn)品線的競爭力。

孫曉陽分析說，10年前，國內(nèi)開始大量使用硬件仿真加速器，可以看作EDA工具用一個硬件系統(tǒng)，去仿真客戶的設(shè)計。硬件仿真在速度和容量上都較軟件仿真有所提升。

傳統(tǒng)上原型驗證系統(tǒng)，就是在芯片之前把設(shè)計的一部分放到FPGA上面，它可以跑得很快。所以傳統(tǒng)Emulator的容量是最大的，原型驗證相對差一些，但一般來說原型驗證可以跑得更快。但隨著軟件的發(fā)展，原型驗證和硬件仿真開始出現(xiàn)融合，界限越來越不那么清晰了。我們把它統(tǒng)稱為硬件加速或者硬件的原型系統(tǒng)。

在這樣大的系統(tǒng)上面，客戶就有機會和有可能把一顆芯片全部放到硬件上去做驗證，并且可以跟外界所有的接口對接，去仿真和驗證一個真實的場景。在這樣一個系統(tǒng)里面，客戶可以跑真實的軟件變成有可能。

合見工軟推出了拳頭產(chǎn)品驗證平臺UV APS，為業(yè)界最領(lǐng)先的FPGA原型驗證系統(tǒng)之一，這一工具集成了自研APS編譯軟件，可自動快速實現(xiàn)4—100顆VU19P FPGA級聯(lián)，支持大容量開發(fā)。

這款工具從容量和性能兩個角度來解決客戶的痛點問題?！?strong>我們目前可以實現(xiàn)100顆VU19P FPGA級聯(lián)，這是Xilinx最成熟的最大的一顆芯片。我們目前在客戶的實際部署已經(jīng)到了160顆。四顆FPGA是10億門，所以大概是40億門的規(guī)模?！睂O曉陽強調(diào)說，“二是很強的分割，可支持x10MHz 10億門以上設(shè)計快速實現(xiàn)，并可自動化進行時序驅(qū)動分割，實現(xiàn)了更高性能；三是實現(xiàn)了更快速地設(shè)計移植和設(shè)計啟動，支持多端口存儲，多維數(shù)組、跨模塊引用?！?br />
為進一步助力客戶加快上市，孫曉陽還指出，合見工軟還提供全新Hybrid軟硬件協(xié)同驗證平臺，利用虛擬原型和FPGA原型驗證系統(tǒng)的優(yōu)勢，在項目早期就可為用戶提供一個軟件開發(fā)調(diào)試以及IP子系統(tǒng)軟硬件協(xié)同驗證的環(huán)境，從而加速軟硬件驗證的收斂。

據(jù)悉，合見工軟的產(chǎn)品線覆蓋多個領(lǐng)域。一、芯片級EDA，覆蓋數(shù)字仿真、調(diào)試、驗證效率提升、原型驗證、虛擬原型、形式驗證，主要解決與日俱增的復(fù)雜的數(shù)字驗證全流程問題。二、系統(tǒng)級EDA，如封裝設(shè)計、2.5D&3D先進封裝協(xié)同設(shè)計電子設(shè)計數(shù)據(jù)和流程管理等，旨在構(gòu)建商用級電子系統(tǒng)設(shè)計環(huán)境。

“除了工具以外，現(xiàn)在的芯片大量使用了IP，這是一個典型的SoC，中間會有ISP、NPU、GPU、CPU等等。還有外圍各種高速接口、低速接口、存儲、Memory等等，構(gòu)成一顆典型的SOC。從合見角度來講，工具是一方面，另一方面是IP?！?孫曉陽表示，“合見工軟今年5月份成功收購的北京諾芮集成電路公司，這家公司的強項是涵蓋高速的以太網(wǎng)控制器IP，整個研發(fā)技術(shù)團隊有著非常資深的設(shè)計背景，這是IP產(chǎn)品線的戰(zhàn)略布局之一?！?br />
今年6月26日，上海合見工軟與北京華大九天科技聯(lián)合宣布，將攜手共建數(shù)?；旌显O(shè)計與仿真EDA聯(lián)合解決方案?！拔覀兓谧灾髦R產(chǎn)權(quán)的商用級別高效數(shù)字驗證仿真解決方案UniVista Simulator(UVS),以及華大九天自主知識產(chǎn)權(quán)的高速高精度并行晶體管級電路仿真工具ALPS，打造完整的數(shù)?；旌显O(shè)計仿真方案，助力中國芯片設(shè)計企業(yè)解決數(shù)?；旌戏抡娴奶魬?zhàn)?！?孫曉陽表示。

在演講的最后，孫曉陽強調(diào)，合見工軟在EDA產(chǎn)業(yè)從芯片、系統(tǒng)到應(yīng)用層次的愿景是我們希望能夠招聘、培養(yǎng)更多的人才，特別是從海外歸來和國內(nèi)的專業(yè)人才，一起來打造國內(nèi)的EDA解決方案。