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鴻芯微納王宇成:已實(shí)現(xiàn)數(shù)字EDA全流程工具最主要的幾步

發(fā)布時(shí)間:2023-12-01 責(zé)任編輯:lina

【導(dǎo)讀】在很久以前,EDA是一個(gè)很“不起眼”的行業(yè),自從國(guó)產(chǎn)替代概念興起,越來(lái)越多人意識(shí)到這塊基石的重要性。如果沒(méi)有EDA,整個(gè)芯片行業(yè)就會(huì)停擺。


在很久以前,EDA是一個(gè)很“不起眼”的行業(yè),自從國(guó)產(chǎn)替代概念興起,越來(lái)越多人意識(shí)到這塊基石的重要性。如果沒(méi)有EDA,整個(gè)芯片行業(yè)就會(huì)停擺。


2023年是國(guó)產(chǎn)EDA爆發(fā)的一年,現(xiàn)如今已有上百家國(guó)產(chǎn)EDA廠商。那么從技術(shù)上來(lái)講,數(shù)字全流程和AI(人工智能)無(wú)疑是近幾年的熱詞。


ICCAD 2023上,深圳鴻芯微納技術(shù)有限公司CTO、聯(lián)合創(chuàng)始人王宇成分享了鴻芯微納SoC EDA平臺(tái)的發(fā)展情況以及對(duì)國(guó)產(chǎn)EDA發(fā)展的看法。


已實(shí)現(xiàn)“數(shù)字全流程”最主要幾步


“我們成立于2018年,2019年開(kāi)始正式運(yùn)營(yíng),至今已差不多四年,我們的產(chǎn)品方向是搭建國(guó)產(chǎn)數(shù)字EDA的全流程工具,雖然目前還沒(méi)有完全覆蓋全流程,但它已經(jīng)達(dá)成了工具中最主要的幾步,將來(lái)會(huì)通過(guò)自主研發(fā)、技術(shù)引進(jìn)、合作開(kāi)發(fā)等模式,逐漸補(bǔ)全產(chǎn)品線,形成真正的全流程部署?!蓖跤畛蛇@樣介紹到鴻芯微納。


鴻芯微納王宇成:已實(shí)現(xiàn)數(shù)字EDA全流程工具最主要的幾步


根據(jù)王宇成的介紹,鴻芯微納的工具開(kāi)發(fā)分成幾個(gè)重要步驟。


第一步,先初步實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代,事實(shí)上國(guó)外現(xiàn)有工具已經(jīng)演變十多年甚至二十多年,我們用三、四年短時(shí)間開(kāi)發(fā)的工具實(shí)現(xiàn)差異化很難。


第二步,新的EDA工具開(kāi)拓市場(chǎng), 從來(lái)就是充滿了困難和阻力。 對(duì)于國(guó)內(nèi)新生的EDA產(chǎn)品, 大多數(shù)設(shè)計(jì)公司仍然處在早期探索階段。 評(píng)估工具是很復(fù)雜的過(guò)程, 決定采購(gòu), 直至推廣使用更是充滿了挑戰(zhàn)。國(guó)外供應(yīng)商也是大量的研發(fā)投入而不是止步不前。 國(guó)產(chǎn)EDA的成功, 僅僅邁開(kāi)了一小步,從點(diǎn)工具邁向工具鏈。


第三步,實(shí)現(xiàn)基本的全流程之后,就要補(bǔ)全整個(gè)工具,達(dá)到真正的數(shù)字全流程。鴻芯微納是國(guó)內(nèi)第一且唯一實(shí)現(xiàn)數(shù)字后端全流程工具鏈的本土EDA企業(yè)。


“王宇成強(qiáng)調(diào),作為國(guó)產(chǎn)EDA工具提供方,只有把數(shù)字全流程中每個(gè)環(huán)節(jié)都串在一起,才能形成生態(tài),在生態(tài)的基礎(chǔ)上才能不斷超越國(guó)際,形成真正的國(guó)產(chǎn)替代。


四個(gè)SoC設(shè)計(jì)關(guān)鍵工具


SoC是現(xiàn)代信息技術(shù)的基石,也是數(shù)字IC公司的核心競(jìng)爭(zhēng)力,強(qiáng)大的數(shù)字SoC實(shí)現(xiàn)工具能夠幫助設(shè)計(jì)公司高效率地實(shí)現(xiàn)性能強(qiáng)大的產(chǎn)品,并縮短上市時(shí)間,減少開(kāi)發(fā)人力投入。鴻芯微納的“鴻圖SoC設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)平臺(tái)”能夠幫助中國(guó)IC設(shè)計(jì)公司打造數(shù)字領(lǐng)域全球競(jìng)爭(zhēng)力。


根據(jù)鴻芯微納官方信息顯示,鴻芯微納最主要幾步和產(chǎn)品涵蓋四個(gè)方面:Aguda?(以布線為中心的布局布線工具)、RocSyn?(版圖驅(qū)動(dòng)的邏輯綜合工具)、ChimeTime?(靜態(tài)時(shí)序簽核工具)、HesVesPower?(功耗簽核工具)。


Aguda?是整個(gè)流程中非常關(guān)鍵的工具,與其它三款工具形成流程一致性。它是一款完整的數(shù)字芯片物理實(shí)現(xiàn)工具,提供從門級(jí)網(wǎng)表輸入到GDS II 輸出的電子自動(dòng)化設(shè)計(jì)流程,涵蓋從布圖、電源網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、布局優(yōu)化、時(shí)鐘樹(shù)綜合、時(shí)鐘樹(shù)優(yōu)化、布線優(yōu)化和頂層集成的全部技術(shù)。其功能完備的模塊級(jí)布局布線,內(nèi)嵌強(qiáng)大的分析引擎為布局布線的每個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)提供實(shí)現(xiàn)和優(yōu)化。支持業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的輸入和輸出數(shù)據(jù)格式,支持完整的自上而下層次化頂層設(shè)計(jì)需求,提供友好的工具界面和腳本支持。


它擁有五大特點(diǎn):一是時(shí)序收斂速度較傳統(tǒng)工具提高2倍以上,可使設(shè)計(jì)時(shí)間縮短一半以上,人力投入減少一半以上;二是超過(guò)75%的時(shí)序改善,超過(guò)2%的面積改善或繞線布通率,平均減少20%的運(yùn)行時(shí)間;三是易于使用及專業(yè)技術(shù)支持;四是解決方案已在業(yè)界頭部客戶得到驗(yàn)證;五是廣受客戶贊譽(yù)。


鴻芯微納王宇成:已實(shí)現(xiàn)數(shù)字EDA全流程工具最主要的幾步


RocSyn?是一款功能齊全的邏輯綜合工具,實(shí)現(xiàn)從硬件描述語(yǔ)言(HDL)輸入到門級(jí)網(wǎng)表輸出的電子自動(dòng)化設(shè)計(jì)流程,涵蓋從HDL編譯,高層次優(yōu)化,低功耗綜合,技術(shù)映射,時(shí)序驅(qū)動(dòng)優(yōu)化和版圖驅(qū)動(dòng)優(yōu)化的全部技術(shù)。支持業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的輸入和輸出數(shù)據(jù)格式,內(nèi)含多層次,多方位的優(yōu)化引擎,提供多樣化的報(bào)告輸出,提供友好的工具界面和腳本支持。


它能夠處理各個(gè)工藝節(jié)點(diǎn)下的超大規(guī)模數(shù)字集成電路設(shè)計(jì),性能指標(biāo)(延時(shí),面積,功耗,即PPA)達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先和國(guó)際一流水平。其優(yōu)勢(shì)是綜合流程組件完全自主可控、擁有強(qiáng)大的高層次優(yōu)化技術(shù)、精確的時(shí)序分析引擎、重映射和重優(yōu)化技術(shù)、與布局布線工具緊密結(jié)合、靈活,高效的Tcl和C應(yīng)用程序接口。


鴻芯微納王宇成:已實(shí)現(xiàn)數(shù)字EDA全流程工具最主要的幾步


ChimeTime?是集靜態(tài)時(shí)序分析、串?dāng)_延時(shí)和信號(hào)完整性分析等功能于一體的靜態(tài)時(shí)序簽核工具,提供達(dá)到SPICE精度的高性能時(shí)序簽核解決方案。其強(qiáng)大的分布式分析引擎支持上億規(guī)模單元的大規(guī)模設(shè)計(jì),提供快速且準(zhǔn)確的時(shí)序、信號(hào)完整性、多角多模(MCMM)等分析結(jié)果。支持業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的輸入和輸出數(shù)據(jù)格式,支持先進(jìn)的片上偏差分析,支持層次化分析以及快速PBA分析能力。


值得一提的是,它提供友好的工具界面和腳本支持,貼近用戶使用習(xí)慣,幫助設(shè)計(jì)人員快速精準(zhǔn)定位設(shè)計(jì)缺陷,提高設(shè)計(jì)迭代效率。目前,ChimeTime?解決方案已在業(yè)界頭部客戶得到驗(yàn)證。


鴻芯微納王宇成:已實(shí)現(xiàn)數(shù)字EDA全流程工具最主要的幾步


HesVesPower?是一款數(shù)字芯片系統(tǒng)的功耗簽核工具,其分析結(jié)果用于優(yōu)化芯片運(yùn)行的穩(wěn)定性和使用壽命,也可以用于電源信號(hào)方面的系統(tǒng)集成需求。功能涵蓋功耗分析,電源網(wǎng)絡(luò)阻抗分析,壓降分析,電遷移分析,帶封裝分析,功耗模型抽取,信號(hào)模型抽取,特征化建模,ESD分析等方面。


具體來(lái)說(shuō),主流功能“功耗壓降電遷移分析”經(jīng)過(guò)PR流片驗(yàn)證,專利支持,功耗,壓降,電遷移精度與主流工具一致性超過(guò)99.5%;核心功能“高性能計(jì)算引擎”支持十億級(jí)別自由度的矩陣求解,支持分布式計(jì)算;擴(kuò)展功能“從器件到系統(tǒng)級(jí)的功耗簽核流程”器件特征化精度與SPICE誤差小于3%,支持系統(tǒng)級(jí)壓降分析和功耗建模,支持?jǐn)?shù)字門級(jí)仿真和模擬時(shí)域頻域仿真。


鴻芯微納王宇成:已實(shí)現(xiàn)數(shù)字EDA全流程工具最主要的幾步


AI與EDA的inside與outside


今年是AI發(fā)展里程碑式的一年,ChatGPT這種AIGC(生成式AI)工具的問(wèn)世,讓越來(lái)越多人關(guān)注到AI技術(shù),也代表著AI開(kāi)始進(jìn)入應(yīng)用爆發(fā)期。那么AI與EDA能夠碰撞出什么火花?


王宇成表示,實(shí)際上傳統(tǒng)EDA應(yīng)用AI并不多。在2019年左右,國(guó)外工具開(kāi)始嘗試在EDA中應(yīng)用AI技術(shù)并開(kāi)始建立專門的AI團(tuán)隊(duì)。


目前,鴻芯微納幾年的國(guó)產(chǎn)替代開(kāi)發(fā)任務(wù)已經(jīng)基本完成,現(xiàn)在更加關(guān)注如何形成更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力,AI就是不可或缺的技術(shù)之一。


按照鴻芯微納的理解,EDA在AI領(lǐng)域分為兩個(gè)方向,一是AI inside,即利用AI和ML(機(jī)器學(xué)習(xí))加強(qiáng)EDA傳統(tǒng)算法,可以讓工具跑得更快,甚至讓性能提升一個(gè)量級(jí),鴻芯微納在這方面已有一些研究與積累,目前處于擴(kuò)大應(yīng)用與深度探索的階段;二是AI outside,比較明顯的就是有一些設(shè)計(jì)空間優(yōu)化的新產(chǎn)品問(wèn)世,它們會(huì)在調(diào)參上輔助工程師進(jìn)行優(yōu)化,找到最好的那組參數(shù)。目前這方面的產(chǎn)品研發(fā)主要基于成熟的工具展開(kāi)。目前鴻芯微納經(jīng)過(guò)三年的開(kāi)發(fā),主要產(chǎn)品已經(jīng)非常成熟,計(jì)劃今年年底進(jìn)行一些嘗試,如果有相應(yīng)成果,可能后續(xù)步子會(huì)邁得更大。


“像現(xiàn)在Open AI的ChatGPT這種大語(yǔ)言模型可能帶來(lái)一個(gè)更大的效果,我們希望EDA工具方不是提供一個(gè)工具給專家去使用,而是提供一個(gè)解決方案,對(duì)于應(yīng)用企業(yè)來(lái)說(shuō),他不需要顧慮,就能達(dá)到他想要的效果?!蓖跤畛蛇@樣強(qiáng)調(diào)。


鴻芯微納王宇成:已實(shí)現(xiàn)數(shù)字EDA全流程工具最主要的幾步


國(guó)產(chǎn)EDA這三五年的發(fā)展有了一些積累,也逐漸形成一些規(guī)模化趨勢(shì),作為立足本土的EDA公司, 鴻芯微納相信我們比國(guó)外同行更能敏捷快速開(kāi)發(fā)出更適用國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)客戶需求的,有競(jìng)爭(zhēng)力和差異化的產(chǎn)品和技術(shù)。王宇成在分享中這樣總結(jié)道。


鴻芯微納王宇成:已實(shí)現(xiàn)數(shù)字EDA全流程工具最主要的幾步


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