EDA技術(shù)如何邁向2.0?

一直以來,芯片設(shè)計創(chuàng)新與EDA發(fā)展形成了共同支持、相互促進的關(guān)系?,F(xiàn)階段,EDA創(chuàng)新不僅要適應(yīng)芯片設(shè)計創(chuàng)新朝高集成、高能效和敏捷化方向發(fā)展的要求,同時也串起了制造、封測等關(guān)鍵流程,因此要想實現(xiàn)國產(chǎn)芯片產(chǎn)業(yè)鏈的本土化發(fā)展,必須牢牢抓住EDA這一抓手。

今年6月,EDA(集成電路設(shè)計工具)智能軟件和系統(tǒng)領(lǐng)先企業(yè)芯華章發(fā)布《EDA 2.0白皮書》,明確下一代集成電路智能設(shè)計流程(EDA 2.0)目標,并開創(chuàng)性地提出平臺服務(wù)模式——EDaaS(Electronic Design as a Service)。該模式有助于推動開放、標準化和統(tǒng)一的芯片設(shè)計智能化流程,促進全新的芯片設(shè)計合作生態(tài),以技術(shù)變革加速芯片創(chuàng)新效率,滿足數(shù)字世界中系統(tǒng)應(yīng)用對芯片多樣化的需求,賦能科技進步。相關(guān)研究成果一經(jīng)發(fā)布,便引起了業(yè)界的熱烈討論和持續(xù)關(guān)注。

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近日,“后摩爾定律時代,集成電路設(shè)計與新一代EDA”技術(shù)研討會在北京成功舉行。在數(shù)字經(jīng)濟成為經(jīng)濟增長新動能的當(dāng)下,芯華章攜手近二十位到場的相關(guān)行業(yè)主管部門代表、專家學(xué)者及知名企業(yè)家、產(chǎn)業(yè)界精英,共同探討后摩爾時代,下一代EDA 2.0的關(guān)鍵技術(shù)路徑及芯片產(chǎn)業(yè)對EDA 2.0的期望。記者在會上了解到,未來10年將是社會對芯片技術(shù)提出更快發(fā)展要求的10年,EDA工具和方法學(xué)需要全面進階,才能降低技術(shù)門檻,進一步提升芯片技術(shù)發(fā)展的速度和創(chuàng)新的效率?!吨袊娮訄蟆诽乜桥c會專家精彩觀點,以饗讀者。

芯華章科技董事長王禮賓:

EDA軟硬件框架和算法需創(chuàng)新、融合、重構(gòu)未來將進入數(shù)字經(jīng)濟時代,數(shù)字化將成為重要引擎,而基石將是芯片+軟件。在這一變局下,EDA將以面向未來發(fā)展、面向數(shù)字化系統(tǒng)為長遠目標。這就要求EDA工具和方法學(xué)需要全面進階,打造EDA 2.0,這樣才能降低技術(shù)門檻、解鎖數(shù)字化時代芯片創(chuàng)新和系統(tǒng)開發(fā)效率需求,提升產(chǎn)業(yè)鏈整體效能,以全面支撐數(shù)字化發(fā)展。

芯華章開發(fā)EDA是采用終局思維,面向數(shù)字化系統(tǒng)這一長遠目標,一定是要打造更智能的EDA,因而提出必須研究和發(fā)展下一代的EDA 2.0技術(shù)并構(gòu)建面向未來的全新生態(tài)。而終局思維是自終而始,融合AI、云計算等技術(shù),對EDA軟硬件框架和算法做創(chuàng)新、融合、重構(gòu)。同時,在硬件仿真系統(tǒng)、FPGA原型驗證系統(tǒng)、智能驗證、形式驗證以及邏輯仿真五大產(chǎn)品線領(lǐng)域齊頭并進,以打造一個完整的驗證系統(tǒng)。

芯華章不斷加大人員及其他投入力度、并且采用敏捷設(shè)計等先進技術(shù)手段,開發(fā)進度比預(yù)期要快,甚至在部分性能指標上已達到國際先進水平。

東南大學(xué)首席教授、南京集成電路培訓(xùn)基地主任時龍興:

“政產(chǎn)學(xué)研用”要五位一體進行聯(lián)動

一直以來,芯片設(shè)計創(chuàng)新與EDA發(fā)展形成了共同支持、相互促進的關(guān)系?,F(xiàn)階段,EDA創(chuàng)新不僅要適應(yīng)芯片設(shè)計創(chuàng)新朝高集成、高能效和敏捷化方向發(fā)展的要求,同時也串起了制造、封測等關(guān)鍵流程,因此要想實現(xiàn)國產(chǎn)芯片產(chǎn)業(yè)鏈的本土化發(fā)展,必須牢牢抓住EDA這一抓手。

對于EDA行業(yè)的推進,我們必須要堅持政產(chǎn)學(xué)研用五位一體聯(lián)動,政府應(yīng)高度重視,統(tǒng)籌規(guī)劃;同時,EDA企業(yè)一方面要盡快研發(fā)出產(chǎn)品,讓產(chǎn)品在市場上盡快落地,通過產(chǎn)品“變現(xiàn)”的方式讓企業(yè)持續(xù)運營;另一方面,也要關(guān)注未來開源、標準、AI融合等趨勢,為長遠發(fā)展布局。

產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新離不開人才的支持。目前的EDA人才存在知識與產(chǎn)業(yè)脫節(jié)、缺乏實踐能力等問題。未來EDA發(fā)展,需要更多跨領(lǐng)域的復(fù)合型人才。與此同時,人才問題與產(chǎn)業(yè)發(fā)展關(guān)系巨大,當(dāng)產(chǎn)業(yè)大發(fā)展了,企業(yè)擁有足夠的吸引力了,相信也會有更多優(yōu)秀的人才靠攏。

國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金技術(shù)總監(jiān)張晉民:

EDA企業(yè)要圍繞產(chǎn)品商用制定規(guī)劃

EDA行業(yè)目前很“吸金”,很多企業(yè)通過融資,估值越來越大。但是,目前國內(nèi)EDA行業(yè)還存在小散弱問題。企業(yè)的產(chǎn)品只有在市場上被廣泛使用,有了口碑,企業(yè)才能更好地生存。所以,EDA企業(yè)圍繞產(chǎn)品商用要制定一些規(guī)劃,以實現(xiàn)持續(xù)發(fā)展。另外,EDA企業(yè)也要注重人才培養(yǎng)問題。但由于EDA行業(yè)需要懂多領(lǐng)域知識的復(fù)合型人才,現(xiàn)在仍面臨人才缺失問題。

安徽大學(xué)集成電路學(xué)院院長吳秀龍:

企業(yè)需與高校聯(lián)合培養(yǎng)EDA人才

EDA人才培養(yǎng)是一個漫長的過程。高校在本科階段可以設(shè)置更多EDA方向的課程,但僅僅依靠高校的力量是遠遠不夠的。企業(yè)也需要共同參與到人才培養(yǎng)的過程中來,要進一步推動產(chǎn)學(xué)研的結(jié)合。比如,鼓勵老師多參與相關(guān)研究的課題。研究的課題主要包括兩種,一種是政府推出的重點專項計劃,另一種是和企業(yè)合作的課題。

鵬城實驗室研究員、中國科學(xué)院大學(xué)和浙江大學(xué)兼職教授陳春章:

推動EDA 2.0技術(shù)發(fā)展需構(gòu)建基礎(chǔ)設(shè)施

目前EDA技術(shù)從電子系統(tǒng)設(shè)計上來看,除了要包括數(shù)字電路設(shè)計驗證實現(xiàn)、模擬和射頻電路設(shè)計驗證實現(xiàn)、產(chǎn)品制造協(xié)同優(yōu)化實現(xiàn)、以及封裝測試PCB設(shè)計驗證實現(xiàn)之外;還應(yīng)該擴展并發(fā)展CMOS和量子計算芯片、CMOS和硅光模塊集成、異構(gòu)和異質(zhì)融合的EDA技術(shù)等;更進一步的還可以從設(shè)計服務(wù)以及DTCO、STCO的角度來構(gòu)建EDA。未來EDA相當(dāng)于一個基礎(chǔ)設(shè)施,通過軟件加上操作系統(tǒng)平臺,將Software as a Service(SaaS),這也與芯華章提出的Electronic Design as a Service(EDaaS)不謀而合。此外,EDA技術(shù)發(fā)展提出了云端化、+IP+ML等。云端化涉及安全及信任關(guān)系,而高端高速IP設(shè)計是更難更復(fù)雜的IC設(shè)計,EDA公司能否為復(fù)雜的SoC/IP芯片提供優(yōu)化的系統(tǒng)性方案成為新的趨勢。國內(nèi)應(yīng)給予EDA企業(yè)更多的時間和耐心來構(gòu)建基礎(chǔ)設(shè)施,包括設(shè)立專門的研究院,建立產(chǎn)業(yè)標準,推動完善EDA 2.0的技術(shù)發(fā)展。

北京華虹集成電路設(shè)計有限責(zé)任公司總工程師李云崗:

市場是EDA企業(yè)發(fā)展的最關(guān)鍵要素

EDA技術(shù)有成長期,EDA企業(yè)的發(fā)展也需要時間。市場是EDA企業(yè)發(fā)展的最關(guān)鍵因素,其次才是資金和人才要素。成功的企業(yè)一定要能夠占據(jù)市場,從市場中獲得保證企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的資金,再通過高水平薪酬來吸引人才。企業(yè)早期可以依靠政府和政策的力量,但后期一定要在市場中自己“造血”。EDA企業(yè)的串聯(lián)還需要底層數(shù)據(jù)的支持,國內(nèi)EDA企業(yè)只有把最底層的技術(shù)夯實,才能實現(xiàn)真正的獨立自主。

地平線IP研發(fā)負責(zé)人譚洪賀:

系統(tǒng)、自動駕駛對EDA工具提出更高要求

從系統(tǒng)角度來說,從系統(tǒng)開發(fā)到軟件、硬件開發(fā),再到芯片開發(fā),最后到系統(tǒng)級驗證,這套開發(fā)流程非常漫長,涉及的開發(fā)工具種類繁多。在這些開發(fā)工具中,目前使用到的本土化產(chǎn)品其實數(shù)量很少,所以國內(nèi)EDA企業(yè)在開發(fā)工具方面要努力的空間還很大。

在自動駕駛領(lǐng)域,AI的算力變得越來越重要。這就對汽車芯片的工藝水平提出了更高要求,同時也需要EDA工具能實現(xiàn)突破。自動駕駛領(lǐng)域的芯片產(chǎn)品需要具備很高的可靠性和安全性,對EDA工具有特殊要求。希望能夠以用戶的需求進化為核心,采用迭代、循序漸進的方法對EDA工具進行敏捷開發(fā),提前對潛在風(fēng)險進行預(yù)判。

百度昆侖芯研發(fā)總監(jiān)董禎:

芯片行業(yè)高度依賴EDA工具

從集成電路產(chǎn)業(yè)的整個流程來說,我國需要在設(shè)計、制造和實現(xiàn)這三個方面加緊步伐,追趕國外先進水平。其中,實現(xiàn)是最難的一個環(huán)節(jié)。前端實現(xiàn)、后端實現(xiàn)再加上驗證,對EDA工具的依賴性非常強。隨著工藝的進步和設(shè)計規(guī)模的擴大,國內(nèi)芯片行業(yè)對EDA工具的依賴程度更是與日俱增。

上海交大計算機科學(xué)與工程系副教授蔣立:

新架構(gòu)、新器件和新工藝為EDA帶來新挑戰(zhàn)

新架構(gòu)、新器件和新工藝為EDA行業(yè)帶來新的挑戰(zhàn)。目前,EDA不只涉及芯片設(shè)計范疇,還承擔(dān)了越來越多的任務(wù),自動駕駛系統(tǒng)、云計算、IC全生命周期等領(lǐng)域都需要在進行驗證和測試時使用EDA工具。在產(chǎn)品真實使用的時候,還需要自動化EDA工具對產(chǎn)品進行檢測,以發(fā)現(xiàn)影響產(chǎn)品可靠性的問題,并對產(chǎn)品進行及時修復(fù)。

算力需求的變化非??臁R陨疃葘W(xué)習(xí)為例,每3~4個月,它的算力需求就要翻一番。傳統(tǒng)工藝很難滿足如此迅速的需求變化,所以必須找到一個能夠涵蓋軟件、編輯、架構(gòu)、電路、器件等方面的跨層協(xié)同設(shè)計方法。這可能需要把EDA和編輯結(jié)合在一起,通過集成不同的編程語言和編程應(yīng)用來提高前端的設(shè)計效率。

中科院計算技術(shù)研究所高級工程師唐丹:

用開源工具鏈設(shè)計CPU和芯片

在探索EDA 2.0的過程中,我們提出了“面對對象結(jié)構(gòu)設(shè)計方法學(xué)”這一概念,在設(shè)計、驗證和數(shù)據(jù)的高效性方面有較為全面的提升;以高效數(shù)據(jù)為抓手去驗證敏捷開發(fā)和云平臺;針對EDA人才缺失問題提出了人才培養(yǎng)計劃;在開源EDA工具鏈方面,引導(dǎo)學(xué)生用開源工具鏈設(shè)計CPU和芯片。

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