國產EDA如何發展？芯片行業的三大方向

歷經多年的發展，全球EDA市場基本上被Synopsys、Cadence和西門子EDA這三大巨頭所壟斷，這對有著國產替代迫切需求的本土EDA行業來說無疑是一個巨大挑戰。

思爾芯S2C副總裁陳英仁先生在早前舉辦的ICCAD 2023高峰論壇的演講中指出，對于國產EDA產業來說，除了人才和資金的問題外，產品之間的協同、政府配套政策也都是企業需要考量的。

“EDA國產化不會一蹴而就，這是一條艱難的路，我們需要看到未來的發展趨勢，持續創新，發展生態，才能共贏未來?！标愑⑷式又f。

芯片行業，三大方向

眾所周知，EDA服務于芯片行業，它的出現是為了保證芯片能夠盡量以高效率、低成本的方式設計出來。由此可見，EDA產業所關注的趨勢，當中一大部分就是來自于芯片本身。想要和國際三巨頭競爭，除了追趕現有技術，還需要另辟賽道關注新技術。當前行業主要有三大技術熱點，分別是RISC-V、AI和Chiplet。

首先看RISC-V。作為一個開源的芯片架構，擁有免授權費和設計簡約性等優勢的RISC-V在過去幾年于全球掀起了發展熱潮。尤其是進入最近幾年，在地緣政治的影響下，RISC-V的崛起勢頭更猛。據BCC Research 統計預測，未來幾年，RISC-V 技術市場將達到 33.1% 的復合年增長率，那就意味著到 2027 年底整體市場總額將達到 27 億美元。

陳英仁提到，當前的RISC-V主要是在IoT市場發力，特別是其開源性和高度可定制性與IoT的需求完美契合。但他同時指出，展望未來，在高性能市場如HPC領域，通用性成為了基本需求。隨之而來的碎片化和兼容性問題將是一大挑戰，新的EDA工具將是解決方法之一。

其次看AI。伴隨著ChatGPT的橫空出世，本來就火熱的人工智能產業關注度瞬間提升了好幾倍。這不僅讓英偉達這樣的GPU龍頭業績飆升，很多初創芯片公司也正在鉚足勁，打造高性能AI加速器去抓住人工智能這個大契機。

陳英仁在接受半導體行業觀察采訪時強調：“生成式AI的出現讓其相關的應用爆發，帶給整個芯片設計產業帶來新的機遇?！彼瑫r指出， AI加速器的引擎不是傳統的架構，需要一個新的設計流程，實現應用驅動算法，然后算法再驅動軟件，最后軟件定義硬件的整體架構。這些都需要一個新的探索，是EDA可以發力的地方。

最后看Chiplet——一個旨在解決傳統高性能芯片所面臨的性能、功耗和成本取舍的技術。在陳英仁看來，Chiplet的崛起是必然，但Chiplet在標準統一性、靈活性和異構設計上的搭配上還需要有更多的探索，這就牽扯到新的EDA工具鏈，還關乎到如何結合上下游來達成新的商業模式。

“對于EDA產業來說，這些變化都是非常好的切入點，如果我們能把握住這些機會，創造一些新的出路，新的商業模式，就能為客戶創造更大的價值?！标愑⑷收f。為此，思爾芯正在全力以赴投入其中，做一些預見性的布局和前瞻性探索，以提供一些領先的解決方案。

構建平臺，隨“機”應“變”

正如陳英仁在文章開頭所說，資金是有限的，做什么事？怎樣做？就成為了思爾芯這些企業在面對上述產業新趨勢時需要解決的頭等大事。具體而言，需要明確如何善用目前已有的產品做應用上的創新？如何在軟件、硬件開發上更密切地交互？如何將系統、不同的工具產品相搭配，組合成一個系統級的工程？

對此，思爾芯的應對之法是利用自身產品打造平臺，推動一個新的EDA生態圈。

據陳英仁介紹說，思爾芯成立接近20年，聚焦在數字前端，提供了包括架構設計、軟件仿真、硬件仿真和原型驗證在內的驗證解決方案。有了這一系列工具，就可以更好地將其搭配在一起，提供早期的虛擬建模和仿真需求，為新的科技探索提供更大的方便性。他進一步指出，在整體產品的虛、實、云方面，思爾芯提供了一個新的應用的結合，包括“芯神匠”架構設計、“芯神馳”軟件仿真、“芯神鼎”硬件仿真、“芯神瞳”原型認證和可以上云的“芯神云”，將其整合在一起，一個更有效的平臺就誕生了。

基于這個平臺，和生態結合，在面臨新科技需求的時候，將不同的芯片設計公司、IP供應商、主流架構廠商及高校等結合到一起，以提供更有效的方案。如在RISC-V方面，思爾芯早前已發布消息，無論是在一代、二代，還是即將到來的三代“香山”系列RISC-V處理器，開芯院都采用了思爾芯“芯神瞳”原型驗證解決方案，加速其技術的演進與應用落地。

據透露，為了應對“香山”項目中所面臨的驗證設計的功能、性能和可靠性等技術挑戰，思爾芯為“香山”提供了一個針對性的原型驗證解決方案：“芯神瞳”VU19P原型驗證系統。其靈活與可擴展的架構體系，可滿足不同設計容量、應用程序和設計階段的需求，使“香山”能夠更加高效地完成SPEC跑分驗證、IO驗證以及BSP驅動的開發等工作，涵蓋了從硬件設計到軟件集成的整個生命周期的不同方面。

開芯院則認為，思爾芯的原型驗證系統不僅為公司提供了一個在真實硬件環境進行測試和驗證的平臺，還助力項目從性能評估到軟硬件集成的每一個關鍵步驟，為‘香山’項目的成功奠定了堅實的基礎。

除此以外，思爾芯還與多家RISC-V原廠配合做微架構的調整優化工具，尤其是在硬件仿真的需求上，提前規劃出規范性測試標準能夠有效緩解RISC-V接下來可能會面臨的碎片化問題，這也是他們看好的一個重要機會。

針對AI與Chiplet這樣的新技術，思爾芯的工具作為主要載體和平臺，在早期階段通過虛擬建模和仿真，并在可編程硬件上進行高精度的驗證。這種“虛+實”的結合，適用于各種新技術，在統一的設計驗證環境中便于進行構思、探索與實踐。并結合不同EDA廠商、IP廠商、后端制作等產業鏈合作伙伴進行共同探索與優化。

寫在最后

在談到未來的發展時，陳英仁重申：“在EDA產業鏈中，如果光靠一家公司利用政府的資金去開發新產品、開發新環境、對標‘三大家’，是不可能的”。為此，思爾芯希望借由公司的工具平臺和產業聯盟，與大家一起合作，解決EDA產業“既要、又要、還要”的問題。

“以往我們在數字前端部分都是以原型驗證為主，過去一年我們也陸續加入了包括硬件仿真和軟件仿真在內的一些新產品，近來也發布了一個用于數據調試的新工具。我們希望可以攜手國產供應鏈上不同環節的合作伙伴，在新的應用和技術上發力，提供新的解決方案?！标愑⑷收f。

審核編輯：黃飛