为什么EDA软件对芯片设计如此重要

2019-7-6 9:25:00
  • 芯片设计方向的前10所大学:复旦大学微电子系、清华微电子、北大微电子、上海交通大学微电子、西安交通大学微电子、华中科技大学、浙江大学、东南大学、成电、西电。在这10所学校中,复旦、清华应该属于第一档次;北大、上海交大、西安交大属于第二档次。剩余高校为第三档次。

国家鼓励EDA发展的政策

1、近日,深圳印发了《关于加快集成电路产业发展若干措施》,多措施推进深圳集成电路产业重点突破。

其中的亮点是:推出国内首个明确支持EDA研发的政策。

a. 对从事集成电路EDA设计工具研发的企业,每年给予EDA研发费用最高30%的研发资助,总额不超过3000万元。

b. 对集成电路设计企业购买EDA设计工具软件的,按照实际发生费用的20%给予资助,每个企业年度总额不超过300万元。

2、国微技术全资子公司国微集团(深圳)有限公司(“国微深圳”)已获批国家重大科技专项,专项子课题“芯片设计全流程EDA系统开发与应用”(“该项目”)已获立项。为此,国微深圳将获得该项目资助共计约4亿元(资助),其中50%由中央财政经费资助,其余50%由深圳市政府资金支持。截止公告发布日,国微深圳已收到首批中央财政经费约7500万元。

3、(2018年9月12日,北京)本土电子设计自动化(EDA)领军企业北京华大九天软件有限公司(华大九天)今日宣布,已完成2018年新一轮融资工作。华大九天近几年业绩成长迅速,伴随EDA在集成电路产业链中的重要战略地位日益凸显,本轮融资获得了众多投资机构的广泛青睐,最终由国家集成电路产业投资基金(“大基金”)领投,中国电子、苏州疌泉致芯、深创投、中小企业发展基金等跟投。自2017年底至今,华大九天已获得累计数亿元投资,这将极大地促进华大九天EDA及相关业务的快速发展。

国内EDA产业落后原因浅析

国内IC产业发展非常迅速,IC产业出现了很多新的方向,比如IOT,AI等,而且国内芯片公司起点高,也采用了很多最新的工艺,比如16nm,12nm和7nm。新工艺和新芯片应用方向给现有EDA行业和芯片设计流程带来了新的挑战,也给中小EDA公司带来了很多新的机会,比如全芯片并行门级仿真,复杂电路的快速ECO收敛,先进工艺库的稳定性审查领域,EDA大厂在这些方面尚无成熟的解决方案,而中小EDA公司已经提供了相关解决方案。当前国家大力发展芯片产业也给中小EDA公司带来了新的机遇,但是国内中小EDA企业的运营环境还是不容乐观,存在人才和技术门槛两个挑战。

在EDA软件研发人才方面,国内设立EDA专业的高校不太多,而且互联网和金融行业吸引了大量的软件开发人才,导致EDA软件研发人才严重不足。其次,EDA行业存在高度垄断,前3家EDA公司垄断了国内芯片设计95%以上的市场,他们给客户提供完整的前后端技术解决方案,与他们之间无法正面竞争,只能通过提供他们没有的点工具和更优质的服务来争取客户。

在国家政策方面,建议国家制订相关政策对国产EDA产品的采购倾斜(国产EDA工具没人用是关键的原因);其次,对最新的芯片研发方向,鼓励芯片公司和风投进入EDA产业,开发具有专用领域特色的EDA产品,并且采用国家采购政策给予中小EDA公司一定财政支持;另外,对于EDA产业加强软件专利的保护,建立健康的EDA产业环境,国内的EDA产业才能和IC设计公司一同快速成长。

除了国家方面的大力扶持,国内EDA产业界迫切需要研发出可以媲美国际大厂的产品。成熟工艺的设计,对应的EDA设计软件和流程都很完善和稳定。只有在基于最先进工艺的设计中,才有可能发现流程的缺陷和潜在的产品机会。随着更多设计公司产品向高阶领域进军,这也许是国内中小EDA公司的机会。目前国内有不少中小EDA公司还是踏踏实实的在做事情,我们希望IC设计公司还是可以给予这些国内EDA公司机会,让他们可以在舞台上与国际大厂一较高下。

未来EDA软件的发展方向

云端软件和服务是未来的趋势,它有两个好处,一是软件按照服务的时间长短收费,对于客户可以节省EDA的购买费用,比如客户整个开发阶段为12个月,其中前端阶段时间8个月,后端阶段时间是4个月,那么可以购买8个月的前端设计EDA软件云服务和4个月后端实现EDA软件云服务,相比原来需要购买1年的完整前后端设计EDA软件许可,可以大大节省EDA软件的许可费用;二、对于EDA软件公司来说,提供EDA云服务也能有效的防止软件盗版的发生,推进了软件的正版化;不过数据安全问题仍然是云服务的突出问题,公有云无法满足客户的数据安全的要求,这个尚待完善。

不过这确实是EDA软件的使用模式的未来方向,从按照软件使用付费转为按照服务质量进行付费。云端服务的最大阻碍就在于EDA行业的高度垄断,大的EDA公司应该是不太愿意采用这种方式。不过对于公司内部的私有云方式,有可能是他们可以接受的。

芯片敏捷设计也是一个主要方向。根据算法和软件需求定义芯片架构,结合模版元编程(Meta-Programming)和高层次综合(HLS)的设计方法,快速设计、快速迭代,打造性能更优的工业制造专用芯片。据了解,高层次抽象(HLS)技术,可以直接将高层次抽象代码,例如C++++等综合成网表,因此可以极大的缩短芯片研发的周期。

同时利用图灵完备的模板编程,让芯片变得高度可配置化,快速适应各种场景。值得一提的是,芯片敏捷设计(Agile Development)是最近国际芯片巨头AMD、英伟达、高通等公司都在深入拓展的领域,也是过去一年中,美国最顶尖的政府研究机构-国防高等研究计划部(DARPA)重点资助的方向。