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過去兩年，我們一直在說EDA和AI共同促進的發展方式很有趣。AI芯片的設計本身要依托于EDA，而EDA工具自身、芯片設計流程也在尋求AI技術的幫助，就像荷蘭藝術家M.C. Escher那幅名為《Drawing Hands》的名畫，兩只手的那種關系。
今年談EDA工具融入AI已經不會再有人表達驚訝了，畢竟國際EDA巨頭們都在持續做宣傳。IIC Shanghai活動的不少EDA企業也在談AI。而國內EDA與AI技術結合的佼佼者，在我們看來是這次再度獲得中國IC設計成就獎“年度創新EDA公司”的芯行紀科技有限公司。
去年芯行紀在得到“年度技術突破EDA公司”獎項之際，主推的還是智能布局規劃工具AmazeFP——這款工具對于AI技術的應用，及云原生特性都給我們留下了深刻的印象。其時芯行紀在接受我們的采訪時就說，AmazeFP絕對不只是個floorplan工具，其中的技術預埋不僅是對外秀肌肉，也預示了產品規劃。
今年IIC Shanghai再見芯行紀，涵蓋AmazeFP, AmazeSys, AmazeECO, AmazeDRCLite，以及貫穿所有工具的Amaze*-ME機器學習平臺果然就已經一字排開了。芯行紀在發布AmazeFP之時早就做好了規劃，AmazeFP的技術預埋也在此間多有體現。丁渭濱（芯行紀資深研發副總裁）還在主題演講中預告了更多工具的到來，可見覆蓋數字后端EDA全流程是芯行紀志在必得的目標。
而理解芯行紀過去1年發布的幾款新品，不僅有利于我們認清芯行紀的技術能力、潛在目標，也能幫助我們觀察國內EDA的發展情況——尤其是國內EDA對AI技術的應用，畢竟芯行紀在這方面是相對走在前列的。
智能工具上面，再加個AI平臺
此前芯行紀就說內部團隊曾是“全球第一個把機器學習技術成功應用到數字EDA且產品化的團隊”。最初的AmazeFP作為一款floorplan智能布局規劃工具，當時就強調“AI預測能力”，基于機器學習提前預測繞通性、時序、功耗，據此得到更好的PPA、更快的runtime。去年的采訪中，芯行紀還特別提到擁塞感知（congestion aware）、宏單元自動整理對齊都基于AI。
今年2月，芯行紀的AmazeFP產品新增了后綴為ME的迭代：AmazeFP-ME。芯行紀定義這里的“ME”為Machine-Learning EDA，是個智能化機器學習平臺。既然AmazeFP本身就應用了AI技術，新增個“ME”又是怎么回事？
“包括擁塞感知、宏單元自動整理的AI，其實還停留在工具自身的AI層面。簡單來說就是用AI模型去取代工具里面的一些算法，讓工具變得更聰明。這是一個層面?！倍∥紴I在采訪中說，“而ME是工具之外的東西，和用戶如何使用工具有關，幫助用戶更好地使用AmazeFP這個工具?！?/p>
從芯行紀的產品規劃來看，Amaze*-ME是個機器學習平臺。AmazeFP-ME顯然是該平臺下的首個產品實踐。未來“每款工具都會搭載ME這樣一個AI平臺”。我們對于ME的理解：是基于AI技術，借助“解空間探索”（solution space exploration），幫助用戶使用工具，自動在更大的空間里“探索”到更優的結果。
“EDA工具很復雜，整個flow、一堆命令、還有很多option選項要設置；不同工程師跑出來的結果都不一樣?！睘榱诉m配、優化不同的設計，“國外領先的EDA公司3、4年前就在做‘解空間探索’?！彼^的解空間探索，大致流程“是用工具的design flow去跑出結果，基于這些結果進行反復學習，以尋找更好的參數設置。
“我們的工具直接學習什么是好的layout，如此啟發我們的工具，就有機會尋找到更好的結果?！?/p>
丁渭濱形容ME是突破“局部最優解”，考量“更遠處”的可能性?！白尮ぞ咧涝谏赃h一點的地方有更好的解，那么工具就會啟動擴散，在那個更遠的地方再做嘗試，也就能更加逼近全局最優解?！鼻皟蓚€月芯行紀刊文《AmazeFP-ME開啟智能EDA之旅》，借助實踐案例探討了AmazeFP-ME，相比于沒有借助解空間探索的AmazeFP，以及手工擺放，在floorplan流程里的效率和結果差異。
在刊文中提及的案例中，AmazeFP本身能夠在不到2小時的時間里，得到PPA優于工程師手工擺放數周的floorplan方案；而ME則找到多個比默認AmazeFP跑出來結果更好的floorplan，更重要的是在P&R布局布線流程的最終結果上，AmazeFP-ME最佳結果的floorplan后續仍然表現出最好的PPA——表明AmazeFP-ME與P&R工具（這里選的是后續會談到的AmazeSys），有著較高的PPA結果一致性。
這稱得上是相當出色的成果展示了。
AI與云原生技術預埋
“ME是我們的機器學習平臺，未來我們會花更多精力把ME打造成能夠適配芯行紀所有產品的方案?！睋Q句話說，不只是AmazeFP，后續AmazeSys等產品也會加上ME的后綴。不過如前文提及的，ME并不是單純以“插拔”的方式，后接到AmazeFP等工具上的；芯行紀應該很早就規劃了ME平臺，及將其應用到各個Amaze*系列產品的目標。憑什么這么說？
這一點丁渭濱雖然在主題演講中沒有提，但在采訪中告訴我們，“跑解空間探索所需時間長”——應該是指算力要求高；如此，我們之前強調的AmazeFP的云原生技術就派上了用場，“這就要求AmazeFP-ME能在大量機器上并行地跑起來，充分利用好多機支持的能力，也讓ME計算時間大幅縮短?！?/p>
去年我們就在采訪中得知，芯行紀是在EDA工具的“最初規劃”階段，從“底層架構設計”考慮云上EDA的適配和優化。當時我們得知的關鍵信息之一是芯行紀為此開發了融合多項新型技術的全新數據結構，實現通信量的縮減；另外配合scheduling優化、并行算法測試驗證、跨操作系統兼容性測試優化等，達成云上跨系統和節點的通信帶寬與數據量吞吐平衡。
“ME所指的解空間探索，意味著用戶要在AmazeFP中跑多組design。一般我們大概是跑40-60組，最終找到一個最優解。這40-60組放在同一臺機器上跑當然也行，但時間會很久。如果要實現6-8臺機器并行跑，這是需要云原生技術支撐的?！毙拘屑o自誕生之日起強調的AI和云，此時又發生了完美交匯；如果沒有前期規劃和技術預埋，ME的實現就不會這么快了。
另外有關AI，以及ME平臺技術推進值得一提的是，芯行紀在最初構建技術團隊時，就嘗試將EDA與AI專業人才融合到一起，“每個子團隊都有自己的AI專家”。隨著更多產品問世，尤其ME平臺的發布，芯行紀對于AI人才的需求理應也在提升。
所以丁渭濱這次介紹說，此前研發AmazeFP產品時主要是團隊或小組配備AI專業人才，“現在我們工具變多了，像ME就是個整體，我們需要專門的AI團隊，從更廣的角度應用到不同的工具中去，所以漸漸就整合了專門的AI團隊來做這樣一件事?！?/p>
據此，我們總結EDA搭配AI的時代下，芯行紀的優勢一方面在技術與產品規劃的前瞻性——尤其在AI和云的部分；另一方面在AI人才的著力、研發經驗的積累上；丁渭濱另外補充說，“我們一直在關注AI技術能不能給客戶、EDA和產業界帶來提升，不管是生產力還是PPA的提升。AI其實只是解決痛點的其中一個技術選項，始終帶著解決痛點的思路來看這件事很重要”——這部分我們總結為“以需求和客戶為先”。這三點恰好也契合了芯行紀的研發理念。
持續建立數字實現全流程EDA
除了AmazeFP加入ME平臺能力，如前所述，這一年內芯行紀還更新了包括AmazeSys、AmazeECO、AmazeDRCLite、Industriallm等產品。除了Industriallm是芯行紀自研的license許可文件管理系統，其他幾個是值得深究的，這里簡單談一談。
去年芯行紀就對我們說，AmazeFP不單是個floorplan工具，其中集合了“布局布線所有的關鍵點”。丁渭濱也在這次采訪中給出了肯定：“雖然AmazeFP處理的是macro單元，但macro和標準單元之間一定是互相關聯的?！薄坝^察擁塞問題，也不可能只看macro單元的擁塞，而是已經看到了標準單元的擁塞?！?/p>
“所以在確定macro單元位置的時候，標準單元的位置也已經算出來了。這其實就是AmazeSys要做的事?！?/p>
在設計流程上，AmazeSys作為AmazeFP的后一步的工具，是芯行紀真正的P&R布局布線平臺。其發布自然讓我們聯想到AmazeFP的技術預備——所以AmazeSys去年11月的發布并不會讓任何人感到意外。除了沿襲自AmazeFP的云原生及AI特性，丁渭濱另外強調了AmazeSys的3個技術成就，據說是最初就設定的目標。
其一是適配國產先進工藝。目前環境下，國產工藝線尤其需要追求產業鏈的自主可控。所以芯行紀作為國內EDA廠商，“花了大量時間去適配國產先進工藝”。很自然地，芯行紀特別推出了AmazeDRCLite工具，基于國產先進工藝做芯片設計時，碰到DRC（design rule checking）問題及設計規則不適配，“這款工具幾乎能全部修掉”。
丁渭濱說AmazeDRCLite的“市場受歡迎程度超出我的想象”?！斑@表明我們做對了一件事，我們填補了國內先進制造工藝在這方面需求的空缺?！?/p>
其二是“全功能模塊”實現，“我們當時設定的目標一定要是全功能，不能缺失任何一個模塊?！薄翱梢哉fAmazeSys是歷史上第一個由國人在本土，完全從零開始，自主研發的全功能的布局布線工具，而且實現了商用?！薄斑@也意味著我們可以對產品做快速迭代，未來也會以肉眼可見的速度變得更好。因為自主框架都是我們從頭開始做的，沒有任何外部依賴?！?/p>
其三在于與signoff簽核工具保持結果一致性，“坦白說這項工作很不容易，先進制造工藝的各方面因素都對結果產生影響，AmazeSys與后續工具的匹配確保了數據輸出時的準確性和一致性?！?/p>
另外一款來自芯行紀的是ECO（Engineering Change Order）工具AmazeECO。芯行紀稱其為“一站式”優化修復工具。ECO本身是相當耗費時間和精力的工作，“業界目前沒有一個專門的工具來做這件事。通?？傄獱砍兜?-5種不同的工具，這些工具可能還是來自不同的供應商?！?/p>
“我們期望AmazeECO這樣一個工具，能夠將timing、power、DRC等的問題，一站式解決?！倍∥紴I特別談到了芯行紀實現ECO“一站式”的關鍵，“要去（對設計）做改動的時候，離不開布局布線工具在后面做支撐。如果沒有布局布線技術支撐，也就做不了完整的ECO，而只能做分析?！边@其實又是個體現芯行紀前期做產品與技術規劃長遠布局的例子。
“我們把布局布線、ECO優化，加上先進工藝適配的DRC技術合在一起，同時能夠全盤分析多種場景。所以我們率先做出了這樣創新的一站式ECO修復工具?！迸c此同時，鑒于覆蓋數據量龐大的需求，AmazeECO支持“多機加速”——這是本文再次提到多機加速，它和云原生的底層技術支撐仍然是密不可分的。
基于對芯行紀這幾個新產品的觀察，多少就能發現去年芯行紀借助AmazeFP宣傳自家在云和AI技術兩方面的獨特優勢，其實是貫穿到了全部產品的基因中去的。在我們看來，芯行紀是國內相當少見的，能夠如此優雅地給出產品與技術間內在條理、邏輯完全自洽的一家EDA企業——這在國際大廠中可能并不罕見，但在國內是鳳毛麟角。
丁渭濱告訴我們芯行紀的目標會聚焦數字后端全流程。從相關工具的逐步放出也是可以看出端倪的?！艾F在我們還是聚焦到了我們擅長做的事情上，在維持產品質量和穩定性的前提下快速開發符合市場需求的工具?！薄拔覀兿Ｍ麖牟季植季€開始，一步步和合作伙伴一起，解決更多數字后端的問題，縮小數字后端EDA軟件國內和國外的差距，我相信在不久的將來就能看到?！?/p>
審核編輯：黃飛
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工商網監
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