隨著AI、服務(wù)器、智能汽車、5G、工業(yè)智能控制等應(yīng)用領(lǐng)域?qū)π酒阅?、功耗、成本的要求越?lái)越分化，目前的EDA工具發(fā)展速度越來(lái)越跟不上芯片設(shè)計(jì)的規(guī)模和需求。系統(tǒng)公司與互聯(lián)網(wǎng)公司對(duì)新一代設(shè)計(jì)工具的需求越來(lái)越強(qiáng)烈。芯華章運(yùn)營(yíng)副總裁傅強(qiáng)表示，以開放、智能化、云平臺(tái)化為特征的EDA 2.0時(shí)代正逐漸臨近，2026年或?qū)⒊蔀镋DA產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“2.0時(shí)代”元年。而在這一重要產(chǎn)業(yè)變革之際，中國(guó)企業(yè)該如何完成此一革命性的突破，產(chǎn)業(yè)又將因此走向何方?

　　后摩爾時(shí)代芯片設(shè)計(jì)面臨挑戰(zhàn)

　　幾十年來(lái)，集成電路設(shè)計(jì)工具(EDA)成為芯片設(shè)計(jì)模塊、工具、流程的代稱。 從仿真、綜合到版圖，從前端到后端，從模擬到數(shù)字再到混合設(shè)計(jì)，以及工藝制造等，EDA 工具涵蓋了 芯片設(shè)計(jì)、布線、驗(yàn)證和仿真等所有方面。EDA 過去的發(fā)展是一個(gè)逐步漸進(jìn)的過程，因?yàn)樵O(shè)計(jì)硬件芯片是一個(gè)“精雕細(xì)琢”的過程，周期很長(zhǎng)，每一代芯片都能隨著工藝、規(guī)模、并行度的發(fā)展有大幅的性能提升。但是這種情況正在逐漸發(fā)生改變，對(duì)通用大規(guī)模芯片特別是片上系統(tǒng)芯片(SoC)來(lái)說(shuō)，工藝和規(guī)模能帶來(lái)的綜合性能提升空間越來(lái)越小，設(shè)備廠商越來(lái)越需要針對(duì)不同的應(yīng)用系統(tǒng)去定制芯片，才能獲得更大的優(yōu)勢(shì)。這使得許多系統(tǒng)公司與互聯(lián)網(wǎng)公司不得不下場(chǎng)自研芯片。

　　“EDA 的發(fā)展速度近十多年來(lái)越來(lái)越跟不上芯片設(shè)計(jì)規(guī)模和需求的快速增長(zhǎng)了。”傅強(qiáng)表示。AI、服務(wù)器、智能汽車、5G、工業(yè)智能控制等不同應(yīng)用領(lǐng)域的性能、功耗、成本的要求越來(lái)越分化，各種小型和大型硬件系統(tǒng)設(shè)備廠商甚至應(yīng)用廠商都有自己創(chuàng)新和差異化的想法和要求需要通過新的系統(tǒng)芯片設(shè)計(jì)體現(xiàn)出來(lái)，但是這些要求在現(xiàn)有的 EDA 設(shè)計(jì)流程中并不能快速實(shí)現(xiàn)為產(chǎn)品。

　　芯耀輝聯(lián)席CEO余成斌也指出，現(xiàn)在最重要的芯片設(shè)計(jì)流程周期太長(zhǎng)，如果未來(lái)的EDA工具能夠把設(shè)計(jì)周期縮短，使系統(tǒng)廠商能夠更容易地設(shè)計(jì)芯片，必將受到市場(chǎng)的歡迎。芯耀輝作為IP供應(yīng)商，也是從這個(gè)角度工作，為客戶廠商服務(wù)的。

　　這種情況的持續(xù)發(fā)展導(dǎo)致人們對(duì)新一代設(shè)計(jì)工具的需求越來(lái)越強(qiáng)烈。正如近日召開的“2021世界半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)大會(huì)”上，芯華章董事長(zhǎng)兼CEO王禮賓所指出：“我們認(rèn)為在后摩爾時(shí)代中，芯片設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)必須得到革命性的變革和發(fā)展，而未來(lái)的數(shù)字化系統(tǒng)是由系統(tǒng)、芯片、算法和軟件深度融合集成的，系統(tǒng)應(yīng)用的創(chuàng)新對(duì)芯片產(chǎn)生了更多的定制化需求，科學(xué)的研究范式也在發(fā)生深刻的變革，我們?cè)谧龊矛F(xiàn)實(shí)產(chǎn)品開發(fā)的同時(shí)，也必須研究和發(fā)展下一代的EDA 2.0技術(shù)并構(gòu)建面向未來(lái)的全新生態(tài)。”

　　EDA 2.0的三大特征

　　那么，什么是EDA 2.0?其與前代產(chǎn)品有何不同?芯華章《EDA2.0白皮書》指出，未來(lái)的EDA 2.0應(yīng)在芯片設(shè)計(jì)全行業(yè)、全流程、全工具的多個(gè)方面改進(jìn)，具體包括開放和標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化和智能化、平臺(tái)化和服務(wù)化等多個(gè)方面。

　　傅強(qiáng)介紹指出，在Accellera、IEEE、RISC-V等全球標(biāo)準(zhǔn)化組織、EDA或IP廠商、學(xué)術(shù)界、以及開源社區(qū)等推動(dòng)下，EDA領(lǐng)域已經(jīng)有很多統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、開源項(xiàng)目、開放接口定義，但是整體來(lái)看，很多標(biāo)準(zhǔn)沒有得到工具廠商的統(tǒng)一支持，各工具的私有接口和數(shù)據(jù)經(jīng)常無(wú)法互通，導(dǎo)致EDA 1.X的流程比較封閉和碎片化，結(jié)果就是設(shè)計(jì)自動(dòng)化和定制化很困難，第三方模型和算法也難以得到擴(kuò)展。因此，EDA 2.0的芯片設(shè)計(jì)流程，需要在EDA1.X的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步增強(qiáng)各環(huán)節(jié)的開放程度，如更開放的工具軟件接口、開放的數(shù)據(jù)格式以及針對(duì)更多硬件平臺(tái)開放等。

　　在《EDA 2.0白皮書》的發(fā)布會(huì)上，中國(guó)開放指令生態(tài)(RISC-V)聯(lián)盟秘書長(zhǎng)包云崗也指出，開放將給EDA未來(lái)更好的愿景。當(dāng)前，開源軟件已經(jīng)在整個(gè)軟件開發(fā)生態(tài)中起到非常重要的作用。統(tǒng)計(jì)顯示，世界大型軟件中，超過90%甚至95%的企業(yè)都是在混合使用各種軟件模塊。因此，開源IP和商業(yè)IP的混合使用也將是一個(gè)趨勢(shì)。而EDA可以幫助把它們整合得更好。

　　智能化也是EDA發(fā)展的一個(gè)重要方向。在本次發(fā)布的白皮書當(dāng)中指出，智能化的設(shè)計(jì)和智能化的驗(yàn)證平臺(tái)都是EDA 2.0時(shí)代的重要特征，包括高度并行化的EDA計(jì)算和求解空間探索、設(shè)計(jì)自動(dòng)化、數(shù)據(jù)模型化以及智能化驗(yàn)證方法學(xué)等。有行業(yè)專家也指出，近年來(lái)，伴隨芯片設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)量的不斷增加、系統(tǒng)運(yùn)算能力的階躍式上升，人工智能技術(shù)應(yīng)用在EDA工具領(lǐng)域的算法和算力需求正在被更好地滿足。此外，芯片復(fù)雜度的提升以及設(shè)計(jì)效率要求的提高同樣要求人工智能技術(shù)賦能EDA工具的升級(jí)，輔助降低芯片設(shè)計(jì)門檻、提升芯片設(shè)計(jì)效率。

　　此外，EDA工具上云的嘗試過去20年不斷有廠商在推動(dòng)，隨著更開放和智能的EDA 2.0到來(lái)，EDA行業(yè)生態(tài)也必然從“工具和IP集合包”進(jìn)化到EDA 2.0整體平臺(tái)。不同規(guī)模和不同階段的芯片設(shè)計(jì)有多樣化的需求，而互聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)提供了近乎無(wú)限的計(jì)算強(qiáng)性、存儲(chǔ)強(qiáng)性和訪問便捷性。因此EDA 2.0應(yīng)該與云平臺(tái)和云上多樣化的硬件結(jié)合，充分利用成熟的云端軟硬件生態(tài)。

　　打造開放平臺(tái)推動(dòng)中國(guó)EDA發(fā)展

　　根據(jù)傅強(qiáng)的介紹，伴隨相關(guān)技術(shù)的逐步成熟、用戶使用習(xí)慣的改變，具備2.0特征的工具和服務(wù)在EDA領(lǐng)域?qū)@得快速發(fā)展。EDA 2.0時(shí)代正在逐漸臨近。2026年有可能成為EDA 2.0元年。而從市場(chǎng)趨勢(shì)上看，EDA 1.x和2.0的產(chǎn)品服務(wù)將有很長(zhǎng)一段時(shí)間并行，但是行業(yè)的總體趨勢(shì)將是向著EDA 2.0過渡。

　　數(shù)據(jù)顯示，目前的EDA工具的全球市場(chǎng)規(guī)模超過110億美元。就市場(chǎng)規(guī)模來(lái)看，EDA 2.0將比EDA1.X時(shí)代更大。這將是一個(gè)難得的發(fā)展機(jī)會(huì)。那么，對(duì)中國(guó)企業(yè)來(lái)說(shuō)，該如何抓住這個(gè)機(jī)會(huì)呢?傅強(qiáng)指出：“數(shù)字應(yīng)用場(chǎng)景和人才是EDA發(fā)展的關(guān)鍵因素?！敝袊?guó)擁有人工智能、智能汽車、通信、智能制造等多元化數(shù)字應(yīng)用場(chǎng)景，將為EDA的原創(chuàng)性突破提供強(qiáng)大的助推力;而EDA作為一門跨學(xué)科的專業(yè)領(lǐng)域，其技術(shù)是以計(jì)算機(jī)為工具，集數(shù)據(jù)庫(kù)、圖形學(xué)、圖論與拓?fù)溥壿?、編譯原理、數(shù)字電路等多學(xué)科最新理論于一體，新一代EDA將需具備算法、云與高性能硬件系統(tǒng)等前沿科學(xué)人才。因此，需要更系統(tǒng)化地培養(yǎng)人才，才有助于將知識(shí)梳理出來(lái)，從而循序漸進(jìn)地提高新生代EDA人才的相關(guān)知識(shí)儲(chǔ)備。

　　打造開放的技術(shù)共享平臺(tái)也十分重要。在過去十幾年的時(shí)間里，很多的優(yōu)秀人才在人工智能、互聯(lián)網(wǎng)等科技領(lǐng)域積累了前沿的算法、云計(jì)算等豐富經(jīng)驗(yàn)，他們的眼界與技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，能夠給EDA帶來(lái)新的活力。因此，打造開放的技術(shù)共享平臺(tái),建設(shè)開放的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，將成為國(guó)內(nèi)EDA企業(yè)撬動(dòng)市場(chǎng)的一個(gè)重要抓手。

　　此外，賽迪顧問在《2021中國(guó)EDA/IP產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新與投資趨勢(shì)報(bào)告》中也指出，EDA企業(yè)要重視統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái)開發(fā)。下一代EDA將以方法學(xué)整合各種先進(jìn)工藝，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)和工藝之間的互聯(lián)，統(tǒng)一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在芯片制造、測(cè)試、封裝等不同的環(huán)節(jié)的流動(dòng)和共享，EDA企業(yè)要重視統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái)開發(fā)。

　　文章來(lái)源： 中國(guó)電子報(bào)、電子信息產(chǎn)業(yè)網(wǎng)