國產(chǎn)EDA專題 | 守正創(chuàng)新，提供差異化的國產(chǎn)EDA解決方案

根據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)集成電路設(shè)計(jì)分會(huì)理事長魏少軍教授在第29屆中國集成電路設(shè)計(jì)業(yè)2023年會(huì)暨廣州集成電路產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展高峰論壇（ICCAD 2023）上的報(bào)告顯示，目前國內(nèi)涉及的集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)數(shù)量已達(dá)3451家，如此多的設(shè)計(jì)企業(yè)也提升了對于EDA設(shè)計(jì)工具的需求。

近幾年，由于地緣政治等因素的疊加影響，國內(nèi)的EDA行業(yè)發(fā)展迅速，EDA廠商的數(shù)量也急劇增加。芯華章CMO謝仲輝表示：“國產(chǎn)EDA行業(yè)在2020年迎來了一波大發(fā)展，包括目前已經(jīng)上市的三家EDA公司都是在那之后完成上市的，其中很重要的一個(gè)刺激因素就是‘國產(chǎn)替代及供應(yīng)鏈安全’?！?/p>

據(jù)相關(guān)預(yù)測數(shù)據(jù)顯示，2025年中國EDA市場將會(huì)達(dá)到25.5億美元，但其中約70%的市場份額被國外EDA廠商所占據(jù)，留給國內(nèi)EDA廠商的市場空間非常有限，那怎樣在“國產(chǎn)化”的浪潮中走出一條路來呢？

謝仲輝表示：“國產(chǎn)替代不僅僅是在過程上實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化的獨(dú)立自主，更重要的是借助路徑創(chuàng)新，更好賦能整個(gè)數(shù)字產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。也就是說，這個(gè)實(shí)現(xiàn)的過程不是要做和國外公司完全一樣的產(chǎn)品和技術(shù)布局，關(guān)鍵是在結(jié)果上具備幫助用戶更好解決問題的能力，如大力發(fā)展新能源汽車，就幫助我們在一條新的賽道上，完成了對國外汽車產(chǎn)業(yè)的追趕，節(jié)省了幾十年的時(shí)間?！?/p>

因此，芯華章提出了在研發(fā)過程中采取“田忌賽馬”的策略，在守正的同時(shí)，努力實(shí)現(xiàn)差異化的創(chuàng)新發(fā)展，面向國內(nèi)IC產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀、特點(diǎn)，利用差異性走出自己的路，給客戶提供獨(dú)特的價(jià)值，從局部超越開始。

構(gòu)建立體化競爭能力

為此，芯華章規(guī)劃了一個(gè)X、Y、Z三位一體的產(chǎn)業(yè)化策略。

X軸是產(chǎn)品和技術(shù)，這個(gè)是取得客戶信任的基礎(chǔ)。當(dāng)前驗(yàn)證環(huán)節(jié)存在“工具缺乏兼容性、數(shù)據(jù)碎片化、工具缺乏創(chuàng)新”三大痛點(diǎn)，芯華章自主研發(fā)了智V驗(yàn)證平臺(tái)，即其所有的驗(yàn)證點(diǎn)工具都具備統(tǒng)一的編譯庫、調(diào)試系統(tǒng)和開放的接口，這樣可以大大提高工具間合作的數(shù)據(jù)處理效率，最終反饋到整個(gè)驗(yàn)證流程中，節(jié)省了很多“重復(fù)造輪子”而導(dǎo)致的效率低下問題。

傳統(tǒng)的軟件仿真工具以調(diào)試功能強(qiáng)大著名，但卻受限于仿真速度，不擅長處理系統(tǒng)級的大規(guī)模仿真驗(yàn)證。芯華章自主研發(fā)的邏輯仿真器GalaxSim Turbo可實(shí)現(xiàn)多核、多服務(wù)器并行運(yùn)算，目標(biāo)是在超大規(guī)模的復(fù)雜系統(tǒng)軟件仿真的速度可以達(dá)到1-10kHZ，從而可以在RTL階段提前進(jìn)行系統(tǒng)級仿真。在后仿性能上，芯華章也具備明顯優(yōu)勢，已經(jīng)被國內(nèi)主要Foundry廠商采用。

另外，芯華章的雙模硬件仿真工具HuaPro P2E，它基于統(tǒng)一的硬件、軟件工具，具有高效集成原型驗(yàn)證和硬件仿真雙模式，能有效支持上百顆FPGA的超大型硬件驗(yàn)證系統(tǒng)，也可支持高達(dá)數(shù)十億門設(shè)計(jì)容量，在芯華章的一個(gè)用戶的超大規(guī)模SoC商用部署中，實(shí)測項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了高達(dá)10M的仿真速率。

Y軸是對客戶的了解，為他們提供具有差異化、客制化的服務(wù)。謝仲輝表示：“本土EDA廠商一定要發(fā)揮好自己的服務(wù)優(yōu)勢，更快、更極致地響應(yīng)客戶的需求。我們會(huì)從客戶產(chǎn)品設(shè)計(jì)之初，就參與到他們的研發(fā)流程中去，并針對客戶產(chǎn)品的特點(diǎn)，對我們的驗(yàn)證工具進(jìn)行客制化的改造，從而更符合他們的需要。這不是簡單的“產(chǎn)品+服務(wù)”模式，而是一種共創(chuàng)?！?/p>

他以芯華章和國產(chǎn)大算力系統(tǒng)高速互連解決方案企業(yè)渡芯科技的合作為例，渡芯科技經(jīng)過評估后采購了芯華章的雙模硬件仿真系統(tǒng)HuaPro P2E，之后為了更高效地處理復(fù)雜的高速通信接口驗(yàn)證和大規(guī)模深度調(diào)試難題，通過雙方工程師的共同努力，雙方合作開發(fā)出了一套基于HuaPro P2E，但是更契合客戶需求的高效便捷的工具，最終使得HuaPro P2E能在渡芯科技的項(xiàng)目中成功部署，并獲得了客戶的高度肯定。

Z軸則是商業(yè)模式和使用模式方面的創(chuàng)新。例如國外主流的EDA工具是不支持國產(chǎn)服務(wù)器的。目前，芯華章的驗(yàn)證工具已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對飛騰、鯤鵬、龍芯等國產(chǎn)服務(wù)器的支持和移植。早在2021年7月，芯華章的相關(guān)產(chǎn)品就已通過華為鯤鵬計(jì)算領(lǐng)域OpenLab的兼容性測試，成為華為認(rèn)證級ISV伙伴。2022年，芯華章GalaxSim榮獲華為鯤鵬創(chuàng)新大賽一等獎(jiǎng)。此外，芯華章的智V驗(yàn)證平臺(tái)的主要軟硬件產(chǎn)品，都支持云原生的部署，配合新發(fā)布的FusionFlex產(chǎn)品，能提供高效、靈活的算力和驗(yàn)證效率的提升。

雙路并進(jìn)，布局未來

對于未來的產(chǎn)品和技術(shù)規(guī)劃，謝仲輝表示：“芯華章的產(chǎn)品布局將始終圍繞兩條主線展開，一條是補(bǔ)齊驗(yàn)證全流程產(chǎn)品；一條是在汽車電子、GPU、RISC-V等垂直領(lǐng)域提供可靠的系統(tǒng)級驗(yàn)證。”

對于第一條產(chǎn)品路線，驗(yàn)證是芯華章的強(qiáng)項(xiàng)，目前其已經(jīng)積累超過190件自主專利申請，發(fā)布了十?dāng)?shù)款自研產(chǎn)品，基本建立了完整的數(shù)字驗(yàn)證全流程產(chǎn)品和服務(wù)。未來還將持續(xù)加強(qiáng)和補(bǔ)齊這一塊的產(chǎn)品和技術(shù)。

第二條產(chǎn)品路線，據(jù)謝仲輝介紹，芯華章也已經(jīng)取得了一些階段性成果。例如在汽車電子方面，芯華章在業(yè)內(nèi)首創(chuàng)的解決方案——PIL處理器在環(huán)仿真解決方案。該方案的核心優(yōu)勢源自芯華章自主研發(fā)的超百億門高性能硬件仿真器，以場景定義芯片為目標(biāo)，致力于打通場景到算法到芯片的系統(tǒng)級仿真。

無需付出高昂的樣片流片費(fèi)用，通過PIL仿真，將HIL硬件在環(huán)測試、軟硬件協(xié)同開發(fā)和測試提早18個(gè)月。據(jù)悉，目前該方案已經(jīng)被收錄進(jìn)了《中國汽車工業(yè)軟件發(fā)展建設(shè)白皮書》中。

謝仲輝表示：“對于進(jìn)入智能駕駛時(shí)代的汽車行業(yè)而言，芯片開發(fā)面臨的主要挑戰(zhàn)在于巨大的研發(fā)投入與最終產(chǎn)品可能無法被應(yīng)用的風(fēng)險(xiǎn)。按照傳統(tǒng)模式，從芯片設(shè)計(jì)到最終安裝在車輛上，通常需要耗費(fèi)5年左右的時(shí)間，這意味著目前市面上的車輛使用的是上一代技術(shù)的芯片。我們的目標(biāo)是通過將場景仿真與芯片仿真結(jié)合起來，以降低芯片公司進(jìn)入主機(jī)廠領(lǐng)域的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)為主機(jī)廠在選擇芯片時(shí)提供更加精準(zhǔn)和有效的驗(yàn)證工具與方法，從而有效縮短18-24個(gè)月的開發(fā)周期，顯著降低應(yīng)用成本?！?/p>

RISC-V領(lǐng)域也是近幾年芯華章重點(diǎn)發(fā)力的一個(gè)領(lǐng)域。芯華章從底層架構(gòu)創(chuàng)新做起，提供覆蓋RISC-V全流程需求的客制化驗(yàn)證方案，包括在core IP層面提供RISC-V指令和架構(gòu)實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證，在RISC-V SoC層面針對多核互聯(lián)、多接口的驗(yàn)證，以及對基于RISC-V處理器的應(yīng)用提供完整的全系統(tǒng)驗(yàn)證方案。

國產(chǎn)EDA現(xiàn)狀：各自突破又走向聯(lián)合

目前的國產(chǎn)EDA行業(yè)除了幾家EDA廠商具備較為完整的工具鏈之外，許多都以提供點(diǎn)工具為主。謝仲輝表示：“目前，國產(chǎn)EDA廠商都在不同的技術(shù)方向各自突破，但又逐漸走向聯(lián)合。這種聯(lián)合可能是并購，也可能是技術(shù)合作或者交叉授權(quán)等各種形式?！?/p>

他補(bǔ)充道：“因?yàn)镋DA是一個(gè)很復(fù)雜的長鏈條產(chǎn)業(yè)，目前所有的國產(chǎn)EDA廠商都不可能依靠自己在短時(shí)間內(nèi)完成全部的產(chǎn)品布局。所以我們認(rèn)為先要把自己的長板打造地足夠長，以‘精于芯、驗(yàn)于微、鑄非凡’精神為核心，為客戶提供更簡單更高效的解決方案，讓芯華章成為客戶最值得信賴的合作伙伴?！?/p>

另外，技術(shù)合作也是國產(chǎn)EDA廠商獲得突破的一個(gè)途徑。他以芯華章和華大九天的合作為例，兩家聯(lián)手打造了數(shù)模混合設(shè)計(jì)仿真方案：以芯華章仿真工具GalaxSim和華大九天仿真工具Empyrean ALPS為技術(shù)底座，能夠支持?jǐn)?shù)字仿真和模擬仿真主導(dǎo)的任意混合仿真場景，還可提供基于Real Number Modeling的數(shù)模混合仿真。同時(shí)，芯華章調(diào)試系統(tǒng)Fusion Debug可支持華大九天Empyrean ALPS的波形格式，讓用戶能直觀看到不同工具產(chǎn)生的波形結(jié)果。

謝仲輝表示：“這一聯(lián)合解決方案從用戶痛點(diǎn)著手，以雙方各自擅長的技術(shù)深度融合，為客戶打破不同部門之間的技術(shù)藩籬，提供更加高效、順暢的項(xiàng)目協(xié)作效率。”

此外，芯華章也一直提倡建立產(chǎn)業(yè)上下游的生態(tài)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)合作共贏。比如和國產(chǎn)IP廠商芯耀輝的合作。芯耀輝采用了芯華章的仿真器產(chǎn)品GalaxSim進(jìn)行IP仿真驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)IP和國產(chǎn)仿真器驗(yàn)證的緊密結(jié)合。IP+EDA的組合，讓雙方都可以更好地服務(wù)用戶，打通芯片設(shè)計(jì)的全技術(shù)流程。

另外，對于國產(chǎn)EDA廠商而言，取得客戶的信賴也是一大挑戰(zhàn)。謝仲輝表示：“對于這一問題沒有捷徑，需要企業(yè)扎扎實(shí)實(shí)地服務(wù)好每個(gè)客戶，說到做到，積累口碑，最后才能讓客戶在開始選擇EDA時(shí)不需要做太多的評估就認(rèn)準(zhǔn)國產(chǎn)EDA工具，這是整個(gè)國產(chǎn)EDA成功的必經(jīng)之路，也是一條漫長而艱難的奮斗過程?！?/p>

寫在最后

正如謝仲輝所言，國產(chǎn)EDA需要獲得客戶認(rèn)可是一條漫長而艱難的過程，但也是通向成功的必經(jīng)之路。不經(jīng)歷風(fēng)雨，怎見彩虹。近幾年，國產(chǎn)EDA行業(yè)的發(fā)展的確取得了長足的進(jìn)步，但有些問題也不容忽視，如同質(zhì)化嚴(yán)重、資源浪費(fèi)等。企業(yè)只有保持創(chuàng)新、提供差異化產(chǎn)品和技術(shù)，才能在大浪淘沙后仍能立于浪尖。