十年樹木,中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈繁榮的背后

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　　“十年樹木”，自2000年國務(wù)院發(fā)布18號文件至今，中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)這顆支撐中國電子業(yè)基礎(chǔ)的大樹已然樹立，十一五規(guī)劃中集成電路產(chǎn)值翻倍的計劃提前完成，十二五計劃有望再次翻倍，而這是建立在中國大陸的整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈日漸完整和成熟的基礎(chǔ)上的，由此還造就了不少上市企業(yè)，也帶來了芯片設(shè)計公司的繁榮景象，本文通過勾勒整個產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展大局，為大家揭開芯片行業(yè)繁榮背后的秘密。

　　EDA廠商不斷創(chuàng)新順應(yīng)需求

　　芯片公司之間激烈的競爭實際上促進(jìn)了它們對EDA產(chǎn)品的需求，因為沒有后者的幫助，芯片設(shè)計公司是難以獲得市場競爭力的。SpringSoft亞太區(qū)銷售副總裁林榮堅認(rèn)為：“對于設(shè)計的重用, 以及第三方的IP使用，更先進(jìn)的設(shè)計理念和方法學(xué)的引進(jìn)，都表現(xiàn)得比過去更加的積極，尤其是驗證團(tuán)隊及其驗證方法更加得到重視。”由于涉及重用以及IP的廣泛使用，芯片設(shè)計的工作更多的是集成，而由于不同功能模塊來源廣泛，系統(tǒng)驗證變得更加重要。另一方面，由于設(shè)計規(guī)模加大和集成度的提高，驗證的難度和挑戰(zhàn)也在加大。因此，多數(shù)主流芯片設(shè)計公司已經(jīng)在使用System Verilog Testbench以及UVM/VMM等先進(jìn)的驗證方法，同時更多的驗證團(tuán)隊獨立于設(shè)計團(tuán)隊，并且規(guī)模甚至超過設(shè)計團(tuán)隊。整個IC團(tuán)隊的工作已經(jīng)分割為：核心IP設(shè)計與驗證，系統(tǒng)集成，系統(tǒng)驗證。

　　相應(yīng)的，對于每個設(shè)計環(huán)節(jié)的EDA工具都會充分考慮對于核心競爭力的影響，并且對于EDA廠商的服務(wù)和技術(shù)支持也有更高的要求。比如從前許多設(shè)計公司滿足于整套EDA設(shè)計流程，因為這樣維護(hù)成本較低，保證芯片設(shè)計可以完成。但近年來更多芯片設(shè)計公司，包括主流的國內(nèi)設(shè)計公司，都已開始采用混合不同廠商的EDA流程，因為這樣可以保證更好的設(shè)計效率，甚至實現(xiàn)主流全套流程無法實現(xiàn)的性能。這樣的設(shè)計流程的實現(xiàn)除了需要IC設(shè)計公司配備更專業(yè)的CAD團(tuán)隊，也對EDA工具的兼容性提出了更復(fù)雜的要求。

　　Cadence中國區(qū)總經(jīng)理劉國軍認(rèn)為芯片的開發(fā)中軟件開發(fā)的工作量早已經(jīng)超過硬件本身，除了芯片設(shè)計本身也需要做參考設(shè)計，方案與系統(tǒng)的完整性這個趨勢在國內(nèi)尤其明顯，因為國內(nèi)很多整機廠商的設(shè)計能力還比較弱，需要一些完整的方案。這就對EDA的軟硬件并行設(shè)計能力和系統(tǒng)級設(shè)計能力提出了極高的要求。如果能夠根據(jù)系統(tǒng)要求對芯片作頂層優(yōu)化1%，那么在硬件功耗方面會有50%的提高，這個設(shè)計的效率才是最大化的。

　　為了滿足芯片設(shè)計公司的設(shè)計需求，EDA廠商也使出渾身解數(shù)，調(diào)整自己的產(chǎn)品和服務(wù)。Mentor Graphics總裁兼首席執(zhí)行官Wally Rhines在介紹自己公司的產(chǎn)品策略時透露： Mentor Graphics的產(chǎn)品重點首先是低功耗，例如Vista，能讓工程師在選擇一個構(gòu)架之前就可以評估功耗和性能之間的取舍關(guān)系。UPF則提供了工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的格式，這個格式能夠在RTL級優(yōu)化功耗。Mentor Graphics的Olympus的高級布線技術(shù)在物理布局級別提供了很多優(yōu)化功耗的手段。

　　用ESL取代RTL，成為設(shè)計的“Golden Source”。這一策略已經(jīng)推動了ESL設(shè)計工具在過去十年的快速發(fā)展(12%的市場復(fù)合成長率)。Mentor Graphics在ESL綜合方面有壓倒性的優(yōu)勢，Catapult C有超過50%的市場占有率。Mentor Graphics的Vista是基于System C的工具，能夠做構(gòu)架設(shè)計和虛擬原型設(shè)計。這些工具都有力地推動了ESL的發(fā)展。

　　Calibre是業(yè)界的物理驗證的實際工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。到目前為止，Calibre是唯一擁有已驗證的20納米規(guī)范文件的驗證平臺。如今對28納米和20納米的設(shè)計進(jìn)行多角多模(multi-corner multi-mode)優(yōu)化的需求一直在增加，Mentor Graphics的Olympus已經(jīng)從中受益。Mentor Graphics的嵌入式軟件業(yè)務(wù)是公司增長最快的業(yè)務(wù)之一。“Embedded Sorcery System Analyzer”在今年的嵌入式系統(tǒng)會議上贏得了最佳展覽獎。在嵌入式軟件方面，開源和Linux是驅(qū)動力量，而Mentor Graphics是領(lǐng)導(dǎo)廠商。

　　Cadence的核心產(chǎn)品戰(zhàn)略則是硅實現(xiàn)，也就是從邏輯到生產(chǎn)的整個流程。他們在全球已經(jīng)有十幾個20納米的芯片實例，而國內(nèi)首顆40納米芯片，就是展訊在人民大會堂發(fā)布的TD手機芯片也是Cadence幫助實現(xiàn)的。同時為了增強這方面的技術(shù)實力，他們最近收購了兩家公司。目的就是為了提高芯片設(shè)計公司的開發(fā)效率，尤其是日益繁重的軟件開發(fā)，系統(tǒng)優(yōu)化和系統(tǒng)驗證，解決客戶開發(fā)周期和系統(tǒng)復(fù)雜度可靠性的這對矛盾。