作者：电子创新网张国斌
虽然自去年以来，全球消费市场低迷导致半导体芯片市场需求减少，但是长远看，随着全球数字化加速，对IC的需求必然暴涨，这就加大了对EDA工具的需求，此外，随着工艺技术不断迭代，IC设计、制造和封测对EDA的依赖更高，EDA的价值日益凸显，那EDA工具如何助力本土半导体产业腾飞呢？在第11届EEVIA年度中国硬科技媒体论坛暨产业链研创趋势展望研讨会上，上海合见工业软件集团产品工程副总裁孙晓阳发表了演讲，畅谈了被卡脖子的本土EDA工具如何突破和发展。
“大家可以看到这个倒三角形，上面是所有的应用，终端产品也好，服务也好，都要有电子系统、软件硬件的支撑。先说硬件，一个电子系统里面有很多半导体芯片，半导体就要有设计加制造的一个过程。半导体要设计制造出来，就要EDA这样的工具。” 他指出，“这个倒三角形有什么特点呢？你可以想象，上面是非常广阔的市场，这个EDA市场的份额看上去不是很大，但特点是上面的玩家非常多，系统厂商非常地多，服务商特别地多。”
他表示EDA的另一个潜在特点是市场波动性要小一些，“大家还记得去年我们的芯片短缺，所以半导体公司大家生意非常好，但到了今年年初，突然间市场不好，很多半导体公司就开始出库存、清库存，生意就不好了。所以上面的这些系统厂商受市场的供需需求关系影响非常大，它受市场的影响特别大。”他解释说，“这个影响也会传递到EDA行业，但相对会小很多。因为IC公司为了继续发展要持续地投入，也一样需要EDA的协助，对新技术的研发投入是需要EDA的支撑。所以相对来说，EDA虽然小众，但它在行业里处于比较稳定的状态。”
当然，EDA也需要长时间的投入，需要顶尖的人才，也不太可能靠一家公司就把所有EDA全流程做完。所以EDA产业需要并购，把整个产业整合起来。
他表示合见工软布局EDA产业，是从芯片的设计验证，一直到系统级再到应用级都覆盖，“我们有一些全资子公司，布局在应用级，可以支撑整个超算或者大数据、软件等方面的应用。我们的梦想就是涉及到整个产业链的方方面面上下游，可以更广泛地听取客户的声音，获取市场的需求，来打造一个真正的工业软件集团。”他表示，“我们从2021年3月1日运营，到现在两年半时间，目前扩张到了1000人的规模。按照我刚才说的，我们也积极地并购了一些公司，也投资其他产业里面的公司，希望可以打造整个EDA的流程。”
他表示EDA是芯片产业必不可少的环节，而验证更是EDA重中之重，合见一个很重要的着力点就是从验证出发，为什么呢？一颗芯片要设计制造出来，随着工艺的演进，集成度非常地高，集成度越高它的功能就越复杂，所涉及的因素就特别多，另外对芯片的功耗、性能又有很多的要求，在这种情况下，验证占的比例非常高，既然验需求最大的，合见就从这个角度切入到EDA，从验证的领域来讲，就涉及到仿真验证、硬件加速、原型、虚拟原型、形式验证、时序分析等，这些都是合见覆盖的范围。
他指出对一个公司来讲，验证就是要做得快，又完整又快又好，所以要提升效率。同时要保证验证的质量，因为各种应用发生变化，所以还要满足验证场景不一样的需求。
“所以从验证的角度来讲，我们会看这几个维度：一是工具运行的速度，就是Speed这条线。还有容量，容量就是一次验证到底能处理的是一个小模块，还是一颗子系统，还是一颗芯片。速度就是，给我一个小模块，跑多久验证工作可以结束。处理SOC、整颗芯片是一分钟可以跑完还是一个小时还是一天还是一周跑完。”他强调，“右边这条线就是Visibility & Debuggability，意思就是跑验证会有错的地方，这个错有可能验证本身的环境错，工程师要去调试它。在验证领域里面还有一个非常通常的共识，调试会占70%的时间。这些验证的方法和手段，可调试的能力是一个非常重要的因素，因为如果不可调试，很快地把错误找到，但我没有办法调试，找不到错误的根因就解决不了问题，所以可调试性是非常重要的因素。”
他指出传统的原型验证系统，就是在芯片之前把设计的一部分放到FPGA上面，它可以跑得很快。所以传统Emulator的容量是最大的，原型验证相对差一些，但一般来说原型验证可以跑得更快。但随着软件的发展，原型验证和硬件仿真开始出现融合，界限越来越不那么清晰了。合见把它统称为硬件加速或者硬件的原型系统，这就是芯片级功能验证EDA平台。
在这样的大系统上面，客户就有机会和有可能把一颗芯片全部放到硬件上去做验证，并且可以跟外界所有的接口对接，去仿真和验证一个真实的场景。在这样一个系统里面，客户可以跑真实的软件变成有可能。
“当然它还是跑得比真实的芯片要慢很多。比如芯片启动一个操作系统，可能需要一分钟，但到硬件仿真或者原型验证这个系统上要几十分钟或者一个小时。但是它好歹能够把操作系统给跑起来，跑起来以后就要跑应用。大家经常看到手机评测说跑分，事实上手机芯片真的会在原型验证或者硬件仿真上跑分。这样才能知道芯片制造出来以后的性能、功耗是什么样的。正是因为有了硬件仿真和原型验证的大量使用，才使得中国的半导体或者设计公司可以高效率地去生产和设计这样的芯片。”他解释说。“ 从合见的角度来讲，就要覆盖刚才说的这些范围和领域，我们从验证的角度，我们也是一个全流程验证平台，这个平台包含了形式验证、仿真器和硬件仿真加速器和原型验证系统，当然还有虚拟原型的部分。这些都是验证引擎，是计算出来的，算出来对错以后要调试，所以下面就有一个Debug调试平台，所有的验证工具可以回答对和错，到调试工具环境里面去找对错的原因。
“整个验证是一个非常复杂的过程，所以我们需要做一个验证管理，就是我们做整个验证管理的系统，从规划、出口标准去驱动整个验证，做验证的signoff和收敛，然后签核，然后出口。所有这些工具目前合见都已经覆盖了，我们有数字仿真器、验证管理、原型验证系统。 ”他指出，“我们的原型验证系统，是我们非常骄傲的一个产品， 第一是容量，再就是性能，我们目前可以实现100颗VU19P FPGA级联，这是Xilinx最成熟的最大的一颗芯片。我们目前在客户的实际部署已经到了160颗。四颗FPGA是10亿门，所以大概是40亿门的规模。”
他表示合见在验证方面的优势是性能好， 合见是全自动化的边缘软件，所以客户不需要太多的改动设计，去适应FPGA。 然后有一个调试的手段，可以让整个系统所有的信号取决于客户想要看什么都可以看，而且是跨FPGA。
“同时，客户在做原型验证之前，也许它的设计并不是一上来所有的RTL代码都是准备好的，有可能一部分准备好，一部分还没有，这时候可以一部分跑在原型验证系统上，还有一部分用模型来替代做Hybrid，就是联合的仿真和验证，一部分跑在服务器上，一部分跑在硬件系统上。这样的话，可以实现所谓的验证左移，不一定等到所有代码都实现完了再开始验证工作，我可以更早地开始验证，开始软件开发。这是非常重要的一个手段，可以让客户缩短产品上市时间。”他强调，“除了验证，封装等等应用也是非常重要的，合见也在PCB和封装领域做了布局。从PCB这个角度来看，除了仿真，还有元器件库的管理，客户输入原理图，从器件库里面选出器件，输入原理图，除了做仿真，还要做板级的封装布局布线，要做协同的一致性检查，因为有芯片的规则、有器件的规则、有板级的规则、有封装的规则，所有规则要拉通做一致性检查，否则的话要分好几个工具自己去做检查。所以这些问题最后做整个系统的规则检查和签核。”
“从我们的角度来讲，现在我们布局的是UniVista Integrator原理图的输入，板级的封装布局布线等等。EDMPro它是基于规则的库管理签核工具，除了工具以外，现在的芯片大量使用了IP，典型的SOC会有ISP、NPU、GPU、CPU等等，还有外围各种高速接口、低速接口、存储、Memory等等，构成一颗典型的SOC。所以合见在今年5月份收购了北京一家公司——北京诺芮集成电路设计有限公司，它的强项，就是各种IP。目前控制器方面我们做了以太网的控制器PCIe等等。在Memory方面，我们做了DDR等解决方案。”他表示，“现在随着工艺演进，也催生了Chiplet在这种新的封装方式，所以UCIe这个接口就特别用来支撑芯粒的封装。”
他表示合见已经陆续从两年半之前开始给客户部署产品，近期，合见还和华大九天一起合作解决方案，“我们跟华大九天，九天他们是做模拟仿真，我们做数字仿真，我们在客户那边一起打通接口，在他们的混合模拟场景下可以使用，合见提供数字仿真器UVS，九天提供的是ALPS，做模拟仿真。在这两个结合过程中，最主要解决的是仿真精度的问题，所以通过这个模型，来构建两者之间的桥梁。” 他指出，“合见的愿景就是在EDA产业覆盖从芯片、系统到应用，所以我们也希望能够团结拥有很多的人才，一起来打造国内的EDA解决方案。”（ 完）
