什么是EDA云端工具?疫情加速EDA工具與云計算結合
EDA工具軟件可大致可分為芯片設計輔助軟件、可編程芯片輔助設計軟件、系統(tǒng)設計輔助軟件等三類。EDA工具軟件可大致可分為芯片設計輔助軟件、可編程芯片輔助設計軟件、系統(tǒng)設計輔助軟件等三類。進入我國并具有廣泛影響的EDA軟件是系統(tǒng)設計軟件輔助類和可編程芯片輔助設計軟件:Protel、PSPICE、multiSIM10(原EWB的最新版本)、OrCAD、PCAD、LSIIogic、MicroSim,ISE,modelsim等等。這些工具都有較強的功能,一般可用于幾個方面,例如很多軟件都可以進行電路設計與仿真,同時還可以進行PCB自動布局布線,可輸出多種網表文件與第三方軟件接口。
雖然目前國內EDA市場仍被海外三巨頭壟斷,但是國產企業(yè)已嶄露頭角。2020年,華大九天在國內EDA市場以4.5%的市占率排名第四,已經超過另外兩大海外大廠Ansys和Keysight;概倫電子也初步打入市場。
芯片進入大規(guī)模生產之前,需要進行“試生產”,也就是流片,對完成的設計電路先生產幾片、幾十片。流片是一個極其昂貴的過程。
在 14 納米制程的時代,流片一次的費用大約需要 300 萬美元。而到了 7 納米,流片費用則要高達 3000 萬美元。為了防止冒失的浪費,需要通過電子設計自動化(EDA)軟件上進行仿真測試。即使所有設計工具的成本都加起來,也抵不上一次流片的費用。因此,要在軟件上通過仿真,確保萬無一失,才能真正開始流片。
那么什么算是“萬無一失”呢?
這是一個被稱作簽核(Sign-off)的過程。在一個長長的清單上,功耗、噪聲、散熱、靜電等需要逐一簽核。只有經被確認過的 EDA 軟件仿真過,晶圓加工廠才會認可相關結果。
每當臺積電開行業(yè)大會時,整個半導體行業(yè)幾乎都會洗耳恭聽。它會提及到許多已經驗證過的工具和方案。對于行業(yè)而言,不管哪種方案,都會向它靠攏。經過臺積電驗證過的,就成為了行業(yè)里的金標準,是主流的選擇。
最近兩年工業(yè)軟件賽道受到很高關注,原因主要在于天時。工業(yè)軟件本是計算機與制造業(yè)高度融合的產物,當下正在經歷重大技術變革,在互聯網時代必然面臨形態(tài)上的巨變,分布式形態(tài)會更為流行。與此同時,更多面向細分垂直行業(yè)的工業(yè)軟件正在涌現,比如在與芯片領域、建筑領域、電子及石油石化結合的諸多細分方向。
與芯片不同,作為晶片代工模式的衍生產物,EDA在中國的起步其實并不算晚。上世紀90年代初,為了突破制造彩電模擬芯片的掣肘,中國科研團隊曾傾力研發(fā)出首個國產自研EDA系統(tǒng)“熊貓”,首度開辟了中國EDA產業(yè)的自有根據地。
但由于與特定芯片高度綁定,“熊貓”沒有很好地進入市場擴張期,只占有了小眾的細分市場。加之隨后中國加入世貿,外國EDA巨頭紛紛進入中國市場,中國芯片廠商為了搶占進軍先進制程領域的時機,紛紛優(yōu)先選擇了國外EDA工具,這使得本土EDA的發(fā)展速度與空間進一步被減緩和壓縮。
EDA老兵李嚴峰注冊成立了新實體:北京崢研軟件有限責任公司。天眼查的信息顯示,其股東包括:石溪懿德(湖州)創(chuàng)業(yè)投資合伙企業(yè)(有限合伙)、中小企業(yè)發(fā)展基金(武漢)源夏合伙企業(yè)(有限合伙)、無限啟航創(chuàng)業(yè)投資(太原)合伙企業(yè)(有限合伙)、北京量子躍動科技有限公司、水木華清(廣州)創(chuàng)業(yè)投資合伙企業(yè)(有限合伙)、杭州金沙江初向量創(chuàng)業(yè)投資合伙企業(yè)(有限合伙)和幾個自然人股東。根據天眼查信息,機構對應的關聯方為:朱一明、源碼資本、無限基金SEE Fund、字節(jié)跳動、水木種子基金和金沙江資本。
伴隨集成電路60多年的發(fā)展歷程,EDA工具行業(yè)也歷經了從計算機輔助設計(CAD)到電子系統(tǒng)設計自動化(EDA)的演變。未來,云端EDA工具或許將是一個新的發(fā)展趨勢。
疫情加速EDA工具與云計算結合
回顧EDA產業(yè)大致經歷了三個發(fā)展階段:20世紀80年代前的計算機輔助設計(CAD)時代,20世紀80年代的計算機輔助工程(CAED)時代和20世紀90年代后的電子系統(tǒng)設計自動化(EDA)時代。近年來,隨著云計算在各行各業(yè)的滲透不斷加深,EDA與云計算的結合也在深入。特別是中國存在大量新創(chuàng)的中小微芯片設計企業(yè),對云端EDA工具有著更加深切的需求。
根據中國半導體行業(yè)協(xié)會IC設計分會的數據,2021年中國大陸有2810家芯片設計企業(yè),同比增長了26.7%,廣泛分布在消費電子、汽車、智慧城市等多個行業(yè)。這些企業(yè)大多為中小微企業(yè),且大多面臨人手短缺,設計能力匱乏等問題,尤其是設計團隊在進行仿真和驗證時,往往缺乏大規(guī)模的算力集群支持。
正如國微思爾芯資深副總裁林鎧鵬所指出,EDA上云對于企業(yè)來說,最直接就是有望解決算力問題。無論是設計還是驗證,IC設計公司對算力的需求都非常大,很多小公司承受不起,只能用時間來換金錢。如果云端有更好的解決方案,對于它們來說將有非常大的幫助。
具體而言,對于大部分新創(chuàng)IC企業(yè)來說,盡早實現芯片流片是企業(yè)實現生存發(fā)展的關鍵一環(huán),而及時將產品交付客戶,設計效率至關重要。而在整個設計開發(fā)的流程中,仿真和驗證變得越來越重要。當芯片設計團隊進行仿真和驗證時,往往需要調用大規(guī)模的算力集群。在這樣大的算力環(huán)境下,整個集群算力的管理和調度、算力集群和存儲系統(tǒng)的交互,同樣需要一支專業(yè)的IT團隊進行操作。EDA上云恰恰能夠有效解決這些難題。