【導讀】在很久以前，EDA是一個很“不起眼”的行業，自從國產替代概念興起，越來越多人意識到這塊基石的重要性。如果沒有EDA，整個芯片行業就會停擺。
在很久以前，EDA是一個很“不起眼”的行業，自從國產替代概念興起，越來越多人意識到這塊基石的重要性。如果沒有EDA，整個芯片行業就會停擺。
2023年是國產EDA爆發的一年，現如今已有上百家國產EDA廠商。那么從技術上來講，數字全流程和AI（人工智能）無疑是近幾年的熱詞。
ICCAD 2023上，深圳鴻芯微納技術有限公司CTO、聯合創始人王宇成分享了鴻芯微納SoC EDA平臺的發展情況以及對國產EDA發展的看法。
已實現“數字全流程”最主要幾步
“我們成立于2018年，2019年開始正式運營，至今已差不多四年，我們的產品方向是搭建國產數字EDA的全流程工具，雖然目前還沒有完全覆蓋全流程，但它已經達成了工具中最主要的幾步，將來會通過自主研發、技術引進、合作開發等模式，逐漸補全產品線，形成真正的全流程部署。”王宇成這樣介紹到鴻芯微納。
根據王宇成的介紹，鴻芯微納的工具開發分成幾個重要步驟。
第一步，先初步實現國產替代，事實上國外現有工具已經演變十多年甚至二十多年，我們用三、四年短時間開發的工具實現差異化很難。
第二步，新的EDA工具開拓市場， 從來就是充滿了困難和阻力。 對于國內新生的EDA產品， 大多數設計公司仍然處在早期探索階段。 評估工具是很復雜的過程， 決定采購， 直至推廣使用更是充滿了挑戰。國外供應商也是大量的研發投入而不是止步不前。 國產EDA的成功， 僅僅邁開了一小步，從點工具邁向工具鏈。
第三步，實現基本的全流程之后，就要補全整個工具，達到真正的數字全流程。鴻芯微納是國內第一且唯一實現數字后端全流程工具鏈的本土EDA企業。
“王宇成強調，作為國產EDA工具提供方，只有把數字全流程中每個環節都串在一起，才能形成生態，在生態的基礎上才能不斷超越國際，形成真正的國產替代。
四個SoC設計關鍵工具
SoC是現代信息技術的基石，也是數字IC公司的核心競爭力，強大的數字SoC實現工具能夠幫助設計公司高效率地實現性能強大的產品，并縮短上市時間，減少開發人力投入。鴻芯微納的“鴻圖SoC設計實現平臺”能夠幫助中國IC設計公司打造數字領域全球競爭力。
根據鴻芯微納官方信息顯示，鴻芯微納最主要幾步和產品涵蓋四個方面：Aguda?（以布線為中心的布局布線工具）、RocSyn?（版圖驅動的邏輯綜合工具）、ChimeTime?（靜態時序簽核工具）、HesVesPower?（功耗簽核工具）。
Aguda?是整個流程中非常關鍵的工具，與其它三款工具形成流程一致性。它是一款完整的數字芯片物理實現工具，提供從門級網表輸入到GDS II 輸出的電子自動化設計流程，涵蓋從布圖、電源網絡設計、布局優化、時鐘樹綜合、時鐘樹優化、布線優化和頂層集成的全部技術。其功能完備的模塊級布局布線，內嵌強大的分析引擎為布局布線的每個技術環節提供實現和優化。支持業界標準的輸入和輸出數據格式，支持完整的自上而下層次化頂層設計需求，提供友好的工具界面和腳本支持。
它擁有五大特點：一是時序收斂速度較傳統工具提高2倍以上，可使設計時間縮短一半以上，人力投入減少一半以上；二是超過75%的時序改善，超過2%的面積改善或繞線布通率，平均減少20%的運行時間；三是易于使用及專業技術支持；四是解決方案已在業界頭部客戶得到驗證；五是廣受客戶贊譽。
RocSyn?是一款功能齊全的邏輯綜合工具，實現從硬件描述語言（HDL）輸入到門級網表輸出的電子自動化設計流程，涵蓋從HDL編譯，高層次優化，低功耗綜合，技術映射，時序驅動優化和版圖驅動優化的全部技術。支持業界標準的輸入和輸出數據格式，內含多層次，多方位的優化引擎，提供多樣化的報告輸出，提供友好的工具界面和腳本支持。
它能夠處理各個工藝節點下的超大規模數字集成電路設計，性能指標（延時，面積，功耗，即PPA）達到國內領先和國際一流水平。其優勢是綜合流程組件完全自主可控、擁有強大的高層次優化技術、精確的時序分析引擎、重映射和重優化技術、與布局布線工具緊密結合、靈活，高效的Tcl和C應用程序接口。
ChimeTime?是集靜態時序分析、串擾延時和信號完整性分析等功能于一體的靜態時序簽核工具，提供達到SPICE精度的高性能時序簽核解決方案。其強大的分布式分析引擎支持上億規模單元的大規模設計，提供快速且準確的時序、信號完整性、多角多模（MCMM）等分析結果。支持業界標準的輸入和輸出數據格式，支持先進的片上偏差分析，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，貼近用戶使用習慣，幫助設計人員快速精準定位設計缺陷，提高設計迭代效率。目前，ChimeTime?解決方案已在業界頭部客戶得到驗證。
HesVesPower?是一款數字芯片系統的功耗簽核工具，其分析結果用于優化芯片運行的穩定性和使用壽命，也可以用于電源信號方面的系統集成需求。功能涵蓋功耗分析，電源網絡阻抗分析，壓降分析，電遷移分析，帶封裝分析，功耗模型抽取，信號模型抽取，特征化建模，ESD分析等方面。
具體來說，主流功能“功耗壓降電遷移分析”經過PR流片驗證，專利支持，功耗，壓降，電遷移精度與主流工具一致性超過99.5%；核心功能“高性能計算引擎”支持十億級別自由度的矩陣求解，支持分布式計算；擴展功能“從器件到系統級的功耗簽核流程”器件特征化精度與SPICE誤差小于3%，支持系統級壓降分析和功耗建模，支持數字門級仿真和模擬時域頻域仿真。
AI與EDA的inside與outside
今年是AI發展里程碑式的一年，ChatGPT這種AIGC（生成式AI）工具的問世，讓越來越多人關注到AI技術，也代表著AI開始進入應用爆發期。那么AI與EDA能夠碰撞出什么火花？
王宇成表示，實際上傳統EDA應用AI并不多。在2019年左右，國外工具開始嘗試在EDA中應用AI技術并開始建立專門的AI團隊。
目前，鴻芯微納幾年的國產替代開發任務已經基本完成，現在更加關注如何形成更強的競爭力，AI就是不可或缺的技術之一。
按照鴻芯微納的理解，EDA在AI領域分為兩個方向，一是AI inside，即利用AI和ML（機器學習）加強EDA傳統算法，可以讓工具跑得更快，甚至讓性能提升一個量級，鴻芯微納在這方面已有一些研究與積累，目前處于擴大應用與深度探索的階段；二是AI outside，比較明顯的就是有一些設計空間優化的新產品問世，它們會在調參上輔助工程師進行優化，找到最好的那組參數。目前這方面的產品研發主要基于成熟的工具展開。目前鴻芯微納經過三年的開發，主要產品已經非常成熟，計劃今年年底進行一些嘗試，如果有相應成果，可能后續步子會邁得更大。
“像現在Open AI的ChatGPT這種大語言模型可能帶來一個更大的效果，我們希望EDA工具方不是提供一個工具給專家去使用，而是提供一個解決方案，對于應用企業來說，他不需要顧慮，就能達到他想要的效果。”王宇成這樣強調。
國產EDA這三五年的發展有了一些積累，也逐漸形成一些規模化趨勢，作為立足本土的EDA公司， 鴻芯微納相信我們比國外同行更能敏捷快速開發出更適用國內設計客戶需求的，有競爭力和差異化的產品和技術。王宇成在分享中這樣總結道。
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