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从ICCAD盛会看中国半导体之EDA篇:从芯片到系统的设计新思维

时间:2019-12-02 作者:顾正书 阅读:
2019 ICCAD年会盛况空前,吸引了来自全国各地及海外的2800多位半导体行业专业人士参与。在本届年会的高峰论坛上,有五家EDA公司分别做了主题演讲并接受了行业媒体采访。从EDA供应商的角度来看中国芯片设计行业如何克服EDA/IP瓶颈而实现健康、快速增长......

2019 ICCAD年会盛况空前,吸引了来自全国各地及海外的2800多位半导体行业专业人士参与。在本届年会的高峰论坛上,有五家EDA公司分别做了主题演讲,并接受了《电子工程专辑》、《电子技术设计》等行业媒体的采访。这5家EDA公司的演讲人及其主题分别为:

  • Mentor, a Siemens Business 荣誉CEO Walden C. Rhines博士《IC设计生态系统的变化》
  • 新思科技中国董事长兼全球资深副总裁葛群《致新至远 共思同行》
  • Cadence公司副总裁兼南京凯鼎电子总裁王琦《坐看云起时》
  • 华大九天副总经理郭继旺《支撑、协同、创新》
  • 国微集团高级副总裁兼S2C CEO林俊雄《加快国产EDA平台建设,推动IC产业发展》

《电子工程专辑》和《电子技术设计》编辑记者团队根据现场采访报道,对EDA设计趋势分析总结如下:

  1. EDA逐渐走向云端
  2. 从芯片到系统的设计方法和工具
  3. AI辅助EDA设计
  4. 本土EDA厂商的竞合发展之路

EDA搬到云端关系到中国芯片设计的未来

三大EDA厂商在云端的尝试已经有几年时间,但到目前为止还没有被芯片设计客户普遍认可和接受。Mentor荣誉CEO Walden Rhines博士认为隐含的成本是一个原因,共享资源的理念还需要技术实现和市场接受才行。

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图1:Mentor荣誉CEO Walden Rhines博士(左一)与其他主题演讲者在ICCAD高峰论坛上接受媒体采访

然而,EDA逐渐走向云端是必然趋势,在中国芯片设计行业尤其如此。Cadence南京凯鼎电子副总裁刘矛表示,大规模并行计算的算法和拓扑结构使得芯片设计的时间和PPA都有了大幅提高。不管是芯片整体设计的周期缩短,还是整体芯片设计性能的提升,云计算已经在芯片设计中发挥了重要作用。2018年10月TSMC与微软和Cadence合作,成功为SiFive流片第一颗在云端设计的芯片。

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图2:Cadence南京凯鼎电子副总裁刘矛(右一)与其他嘉宾在ICCAD年会上接受媒体采访

中国目前的现状是芯片需求巨大,更需完善的EDA工具和IP产品线,及足够的人才储备。将EDA工具和IP搬到云端,不但可以大大简化设计流程,而且可以降低IP和EDA被盗取的风险。如果设计后端和基础设置都部署在云端,就可以大大解放生产力,缓解IC设计人才短缺问题。

EDA覆盖从芯片到系统的完整设计流程

EDA不再单单是芯片设计的工具,已经向后延伸到功能模组、PCB板卡和系统整机。三年前西门子宣布收购Mentor,并将其纳入西门子产品生命周期管理(PLM)软件业务,最近更名为西门子数字化工业软件。据Walden Rhines博士称,Mentor这两年的业务增长速度十分显著,这要归功于西门子强劲的系统设计客户基础和市场需求。

新思科技的解决方案覆盖from Silicon to Software,表明其未来发展方向已经从芯片扩展到软件,为整个系统提供完整的设计工具和解决方案。新思科技中国董事长兼全球资深副总裁葛群也多次强调,新思不仅关注客户,也关注客户的客户,即要帮助其芯片客户应对潜在的应用场景和系统需求。

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图3:新思科技中国董事长兼全球资深副总裁兼葛群(左二)与其他嘉宾在ICCAD年会上接受媒体采访

Cadence三年前推出了系统设计的概念,从整个系统考虑,不管是芯片封装、软件设计。最近又引入了电磁分析和热分析,其主要目的是帮助系统公司和芯片设计公司从设计构思之初就把系统设计的每一个方面都考虑进去。通过这些软件导入,系统公司引入设计流程之后,设计周期相比传统的设计流程减少了30%以上的时间,从而使系统推向市场的时间也加快了。

TCAD、晶体管级设计EDA和基础IP提供商Silvaco公司CEO Babak Taheri博士在高峰论坛主题演讲中提到从原子到系统的设计理念,更将EDA工具往前延伸到纳米级原子材料属性和能量水平。该公司提出的设计技术协同优化(DTCO)是一种基于软件的半导体工艺节点开发方法,可以衡量和提高技术元素对电路性能的影响。

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图4:Silvaco公司CEO Babak Taheri博士在ICCAD年会上接受媒体采访

EDA+AI简直是如虎添翼

AI在EDA工具上的应用首先体现在后端布局布线和模拟版图设计上。据Cadence的刘矛介绍,从模拟设计来说,在不影响原来设计方法学的基础上,可以很快看到AI给设计带来的提高。对于前端设计,Cadence有一个团队从7、8年前就开始研究AI对前端设计包括仿真上的帮助。

新思科技的美国研发团队也已经在其EDA工具中增加AI辅助设计,利用其多年积累的数据和设计经验,将硬件抽象和建模,让客户将更多精力放在上层的应用软件上。此外,新思还在中国成立了人工智能实验室,以针对国内繁杂的应用场景研究和开发AI算法和软件,更好地协助客户发挥AI的价值。

Mentor将AI、系统设计和Shift-left理念应用到其自身产品,并整合到西门子的完整虚拟验证和Digital Twin工业软件组合里。Walden Rhines博士在其主题演讲中还专门从半导体生态系统和产业投资的角度分析了AI芯片及AI初创企业的兴起,并预测中国在需要庞大数据量采集和挖掘的应用场景会出现全球领先的AI技术和独角兽公司,比如面向人脸识别AI应用的商汤科技。

本土EDA厂商的竞合发展之路

虽然三大EDA巨头仍然主导着全球和中国EDA市场,但中国本土EDA厂商也有着巨大的发展空间。据华大九天副总经理董森华称,华大九天现在已经可以提供模拟设计全流程、数字SoC设计优化解决方案、晶圆制造辅助EDA工具以及平板显示设计全流程,对中国集成电路产业和平板显示产业做出了不小的贡献。十年来,华大九天已经在全球发展了300多家客户。董森华认为在EDA市场,光靠国产情怀和便宜的价格是无法参与竞争的,也不可能得到客户的认可,核心和关键还是要技术创新,以客户需求为导向,做有竞争力的、符合市场需求的产品才能得到市场的认可、客户的认同。


Media_arm_empyrean_celicsoft_silvaco2.jpg图5:华大九天副总经理董森华(左二)在ICCAD年会上接受媒体采访

然而,中国EDA的基础还比较薄弱,发展到今天也只有十几家EDA公司,且规模都较小,这是目前本土EDA产业的现状。华大九天在模拟方面已经拥有自己的全流程产品,现在数字设计方面也开始加强自己的核心技术和产品方案,并正在积极研发和布局更多的核心工具产品。

S2C-LIN.jpg图6:国微集团高级副总裁兼S2C CEO林俊雄在ICCAD年会上接受媒体采访

2018年被国微集团收购的S2C是一家专注于FPGA快速原型验证的EDA供应商,S2C CEO林俊雄认为本土小型EDA公司在匹配客户需求和市场动向方面比EDA巨头反应更快,通过技术和市场的差异化可以在中国庞大而快速增长的半导体市场找出独特的发展之路。

S2C在FPGA快速原型验证这一细分市场比较强,但还需要扩展到更宽的EDA产品线才能更具竞争力。林俊雄认为本土EDA厂商要通过收购兼并才能快速发展起来,但目前适合兼并的本土EDA公司很少,希望有更多业界人士加入EDA行列,以共同发展和推进中国IC产业发展。

葛群以新思的发展历史为例,给出了发展中国本土EDA行业的建议。新思成立30多年来,通过自身技术积累和90多家EDA和IP相关公司的收购兼并才发展到今天的规模。这个行业不是赚快钱的行业,需要技术的积累和沉淀,并且要始终专注于自身优势和客户需求的变化而做出适当调整,才能发展壮大。明年是新思科技进入中国的第25年,新思将继续与合作伙伴一起努力,推动中国半导体产业的发展。

从ICCAD盛会看中国半导体发展系列报道:

1. EDA设计需要从芯片到系统的新思维

2. 小小IP是一门大生意

3. 芯片设计也讲究个性定制

(责编:Demi Xia)

本文为EDN电子技术设计 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
顾正书
电子工程专辑(EETimes China)主分析师
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