国产EDA：善用技术创新，走差异化发展道路

谢仲辉

随着异构计算、人工智能、大数据、云计算、区块链等新兴技术不断迸发创新活力，带动了以半导体产业为代表的数字技术强势崛起。作为产业的底层关键技术，EDA自始至终连接和贯穿着芯片与科技应用的发展，也获得了更加广阔的发展机遇。

1 EDA新形势和国产EDA新机遇

在后摩尔定律时代，制程工艺逼近极限，为了达成系统、应用对芯片的要求，将促使大家从系统设计角度出发，通过系统、架构的创新，以应用导向驱动芯片设计，实现对系统能力的提升，降低对先进工艺的依赖。这其中，通过借助先进的数字前端EDA工具，可以加速芯片设计中的算法创新和架构创新，从而赋能系统级应用创新，某种程度上可以弥补芯片制程工艺落后带来的影响，摆脱对传统工艺的依赖和限制，降低芯片供应链的风险。

系统集成和异构计算也将推动EDA工具进行新的变革。从应用系统出发，芯片的定义、设计和验证也必须考虑多颗芯片之间的协同，并有效处理子系统之间的连接和分工。比如Chiplet就包含了很多EDA相关的新技术，其中跟制造相关的包括封装里面功耗分析、散热分析等；在验证技术和工具方面，实际上已经成为Chiplet发展的瓶颈。因为Chiplet目前还以单一公司完成全系统为主，但未来多厂商合作的新型Chiplet模式会把传统SoC流程打破，这就要求在IP建模、互连架构分析、系统功能验证、功耗验证等方面提出新的模式，而不仅仅是解决了制造问题就能实现全新的Chiplet产业结构。

这种通过异构、多芯粒、多模块系统集成的方式，也体现了从系统设计角度出发去定义和设计芯片的理念。半导体设计产业开始不仅是通过工艺的提升，而是更多考虑系统、架构、软硬件协同等，从系统应用来导向、从应用来导向去驱动芯片设计，让用户得到更好的体验。

与此同时，系统级公司入场对EDA工具和方法学带来全新挑战，因为传统芯片设计思路与系统级软硬件是两个分开的环节，各自有自己的语言和技术体系，需要跨领域的架构工程师团队紧密合作，基于多种工具平台分解需求和向下映射。EDA工具作为贯穿从芯片到系统的技术，必须让系统工程师和软件工程师都能参与到芯片设计中来，来解决设计难、人才少、设计周期长、设计成本高企的问题，用智能化的工具和服务化的平台缩短从芯片需求到系统应用创新的周期，降低复杂芯片的设计和验证难度，赋能电子系统创新。

另一方面，受益于新兴产业需求增长、科创板等政策支持因素、以及国内国际双循环的提出，中国半导体产业自主发展进入了迅速成长期。比如越来越多的本土IC设计公司，希望能有国产方案支持他们，以确保供应链安全；也会一定程度开放数据，帮助持续打磨、迭代产品，创造了有利的产业生态环境。类似芯华章这样的国产新锐企业，能够更快速、便捷响应本地用户需求，也能提供更贴近本地市场需求的客制化服务。

目前海外巨头的产品其实也存在一些短板，比如工具的相对碎片化，巨头们的许多工具是通过收购得到的，所以在融合度上存在局限；以及自EDA软件诞生的过去30年间，技术的发展和市场需求已产生了极大的变化，传统的EDA工具基于以往的数据结构和计算结构，在多年的发展中有着很重的技术包袱，很难适配新的软硬件框架，在融合前沿技术的优化效果方面非常有限。

因此，国内EDA厂商有很多机会打破国际巨头公司的垄断格局。我们认为，中国EDA公司要走出自己的成功道路，有三个关键，广积粮、高筑墙、缓称王，也对应着芯华章“高起点”、“厚积累”、“求创新”的发展战略。我们可以用最新的架构去做产品，不受兼容和移植之缚；核心技术人才的知识累积，是高科技行业成功的基础；依样画葫芦很难实现超越，必须在累积的基础上不断探索创新。

特别的，随着芯片工艺节点的不断演进，复杂度不断提升，如何提高验证效率，降低EDA工具使用门槛，一直是行业关注的重要发展方向。针对行业痛点，芯华章以终为始，创见性地提出了面向未来的EDA 2.0概念。EDA 2.0的核心内容就是在开放和标准化的前提下，将过去的设计经验和数据吸收到全流程EDA工具及模型中，带动EDA向智能化发展，形成从系统需求到芯片设计、验证的自动化流程。

2 聚焦芯片验证

一个芯片研发项目当中，验证工作量通常占据过半，并且决定了芯片的成败与质量。以7 nm的GPU SOC为例，接近7成的投入是在数字前端设计。芯片验证工具开发难度大，覆盖面廣，却决定了芯片的成败与质量。中国自研EDA公司目前仅拥有部分点工具，数字验证领域仍是空白。芯华章瞄准国内技术空白，市场容量最大，芯片设计成本占比最高的数字集成电路前端设计与验证领域，致力于填补中国EDA验证空白。目前，芯华章已取得专利授权25件，打造出具备平台化、智能化、云化底层构架的解决方案，成功发布5款具备自主知识产权的数字验证EDA产品。

这些产品都已达到对应领域的主流商业水平，甚至在部分性能指标上已达到或超过国际先进水平，是我们从0到1打造的，基于全新统一的底层框架，应用新的验证方法学，并且具备自主知识产权的EDA工具。比如，传统的仿真器只能在Intel的X86服务器上运行，但芯华章的仿真器就能无缝移植到不同的处理器上，还有很多类似的创新都在芯华章的产品中得以体现。芯华章发布的数字调试产品昭晓Fusion Debug，采用完全自研的高性能数字波形格式，与主流商业波形格式相比，读写速度快至3倍。

除了具体的产品性能优势，芯华章的差异化竞争优势体现在以下三个方面：

2.1 产业对验证方法学提出更高的要求。随着芯片工艺节点的不断演进，复杂度不断提升，随之而来的是芯片设计成本的巨大提升。所有芯片设计公司，包括新进的系统公司，都希望通过更充分的验证，降低投片风险与流片成本。大家不满足于只是生产“合格、可用”的芯片，而是希望结合应用场景，满足最终的电子系统需求，真正赋能产品的用户体验，因此对集成电路设计产业提出更高的要求，迫切需要建立起能够覆盖从芯片级别到最终系统级别的验证方法学，提升芯片及电子系统的性能表现。

2.2 老师傅轻装上阵，更高的起点，发挥空间更大。高科技行业，最重要的还是知识的积累。芯华章对比传统国际EDA公司的一大优势在于我们的核心研发团队在行业里多年研发经验的积累，我们非常了解成功的路径以及哪里会有坑，因此能够将EDA和前沿技术深度融合，以新一代EDA产品换道超车。比如芯华章基于全新的底层架构进行自主研发的智V验证平台，具备协同、易用、高效三大优势，能让工具带来1+1>2的验证效益，有效地解决产业正面临的兼容性挑战，以及数据碎片化导致的验证效率挑战。

2.3 贴近本地客户需求快速迭代创新。我们作为中国本土的EDA供应商，其中一个优势是和客户距离很近，能够更好地以客户为导向、以终为始来考虑，指导我们的研发和生态搭建，更及时地贴近市场需求进行快速迭代与创新。我们的理念就是与客户协同作战，通过技术创新赋能客户，而客户的成长也会为芯华章的发展带来更大机遇。得益于成熟、扎实的一线团队所积累的深厚服务经验，芯华章很快建立了同客户的深厚互信。截至目前，芯华章基本建立了完整的数字验证全流程服务，并得到中科院半导体所、燧原科技、芯来、鲲云等数十家一众业内知名企业实际项目采用。