迎战高端芯片设计挑战，合见工软提供了哪些“神器”？

我们处在一个数字经济的新时代，数字经济催生了更多的高端芯片需求。从终端产品层面，大家可以看到一个趋势，就是高度的智能化、平台化。智能化指的是终端上的计算能力越来越强，而平台化就是用统一的软件构造了所有产品的统一平台。只有这样，才能够给用户带来更为极致的体验。

而这一切变化的背后，离不开半导体技术的支撑，离不开高性能芯片的参与。而高端芯片的设计背后，更需要EDA工具的支撑。EDA工具方面我国相对薄弱，但近年来已经取得了不小的突破。

近日，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在深圳召开，上海合见工业软件集团产品工程副总裁孙晓阳在会上发布了主题为“把握芯片设计关键核心，助力国产EDA新格局”的演讲。

高端芯片设计面临的挑战

据IBS的数据显示，随着晶体管密度不断提高，从90nm一直迈进到7nm的工艺节点，每1000万晶体管的制造成本呈现出由高到低再逐渐提高的趋势。可以看到，28nm的时候成本达到了最低，而后受限于物理定律，晶体管微缩的技术难度越来越大，因此制造成本一点点的在提高。

而据IMEC的预测来讲，2024到2032年，芯片制造工艺会从2纳米到1.4、1.0、0.7、0.5纳米，不停地往前进步。这些先进的芯片制造技术也都离不开EDA工具的支持。EDA需要实现突破，要领先于工艺的发展，才能支撑工艺的落地。

据孙晓阳分享，高端芯片设计上面临着诸多的挑战和机遇。一方面， 随着3D-IC的发展，封装上进行系统集成是大势所趋。先进封装预计在2023年会占据整个封装市场的半壁江山。另一方面，芯片规模越来越大：包括容量方面，芯片尺寸越来越大；IO资源方面，更高速、数量更多、更加多样化；处理能力方面，需要支持海量数据的高性能处理。此外，高端芯片上还面临着持续增加的IP集成需求，层次化的软件设计与多源多版本的全栈式集成等复杂的设计挑战。总结来看，系统级的设计更为前置，对于前期的验证和仿真功能的融合，以及软件和硬件的整合是一个极大的挑战。

布局验证管理，验证左移加速芯片设计流程

合见工软在EDA产业，从芯片的设计验证，一直到系统级的封装设计等，再到应用级都有一些投资布局，可以支撑整个超算或者大数据、软件等方面的应用。而对于合见工软而言，验证一个很重要的着力点。据据孙晓阳分享，合见工软从验证这个角度切入到EDA，涉及到仿真验证、硬件加速、原型、虚拟原型、形式验证、时序分析等领域。

整个验证是一个非常复杂的过程，合见工软要做的是一整个验证管理，从规划、出口标准去驱动整个验证，目前合见工软提供了数字仿真器、验证管理、原型验证系统等多种不同类型的工具。

对于一个公司而言，好的验证就是要又完整又快又好，这样才能提升效率。具体而言，整个验证生命周期的可见、可控、达到既定覆盖率目标的计划追踪管理，才能保证验证的可预期性。在验证的质量方面，要工具运行的速度和容量都要得到保证。可调式性是保证验证能够找到错误的重要因素。此外，还要满足功能、性能、 功耗、安全、软硬件协同等多样化的需求。

传统的原型验证的硬件系统，就是在流片前将一部分设计放在FPGA上，这样做容量虽然很大，但是原型验证较差一些。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。都统称为硬件加速或者硬件的原型系统。

据孙晓阳介绍，在这样大的系统上面，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。

为了帮助客户解决在芯片验证方面的挑战，合见工软推出了原型验证系统，该系统集成自研APS编译软件，是业界最领先的FPGA原型验证系统之一。在容量方面，该系统目前支持最高100颗VU19P FPGA级联，。也就是大约40亿门的规模。而据悉，目前实际客户的部署已经达到了160亿颗。

在性能方面，该系统有一个非常强的自动化时序驱动分割算法，能够让设计分割到FPGA上后实现高效的时序驱动。

在自动化方面，该系统内置全自动化的编译软件，所以客户不需要太多的改动设计去适应FPGA。

在调试方面，该系统给予客户一个更便捷的调试手段，支持每个FPGA的16GDDR的波形数据存贮以及全系统波形抓取，让客户看到所有想获取的信号信息。

对于某些客户而言，部分设计的RTL代码并没有准备好，那么就不能全部都跑在硬件仿真系统上。那么这一部分就可以通过模型替代跑在服务器上，而另一部分RTL代码跑在硬件仿真系统上，这样就实现了一个联合的仿真和验证。“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。”孙晓阳分享到，“这是非常重要的一个手段，可以让客户缩短产品上市时间。”

除了上述提到的验证层面的产品和技术外，在系统封装层面，合见工软还提供了印制电路板&封装设计EDA产品，支持客户将开发，制造，生产，销售，供应链管理等融合在一起。在先进封装方面，合见工软提供了先进封装系统设计检查工具，支持客户融合不同范式的设计，大炮先进封装的设计挑战。

而除了各种EDA工具外，合见工软还积极布局IP，提供了DDR等IP解决方案。

孙晓阳表示，EDA是一个非常难的行业，需要顶尖的人才和长时间的投入。也不太可能靠合见一家公司就把所有EDA整个产业、流程全部做完。但合见工软有这个愿景和梦想，通过自身努力和并购等，把整个产业整合起来。