國(guó)產(chǎn)EDA行業(yè)再添生力軍，國(guó)微芯推出5大系列14款產(chǎn)品

EDA是芯片設(shè)計(jì)與生產(chǎn)的核心，是銜接集成電路設(shè)計(jì)、制造和封測(cè)的關(guān)鍵紐帶，對(duì)行業(yè)生產(chǎn)效率、產(chǎn)品技術(shù)水平有重要影響。在芯片設(shè)計(jì)方面，設(shè)計(jì)人員需要使用EDA工具來(lái)設(shè)計(jì)幾十萬(wàn)到數(shù)十億晶體管的復(fù)雜集成電路，以減少偏差、提高成功率及降低費(fèi)用；在晶圓制造方面，工程師可以利用EDA提供的制造工藝流程服務(wù)，基于新材料、新工藝的EDA技術(shù)，來(lái)提升集成電路的性能、縮減尺寸；在封裝測(cè)試方面，工程師可以使用EDA提供的封裝平臺(tái)，將加工完成的晶圓進(jìn)行切割、封塑和包裝，并利用EDA對(duì)芯片的可靠性和穩(wěn)定性等進(jìn)行檢測(cè)。

雖然EDA市場(chǎng)的規(guī)模并不大，據(jù)ESD Alliance統(tǒng)計(jì)，2016年至2021年，全球EDA市場(chǎng)規(guī)模從85.23億美元，增長(zhǎng)到了132.75億美元，但卻相當(dāng)重要，因?yàn)樗梢郧藙?dòng)數(shù)千億美元的集成電路市場(chǎng)規(guī)模。在2021年，EDA市場(chǎng)就以132.75億美元，撬動(dòng)了超過(guò)4500億美元的半導(dǎo)體市場(chǎng)，以及數(shù)萬(wàn)億美元的電子產(chǎn)品市場(chǎng)，乃至數(shù)十萬(wàn)億美元規(guī)模的數(shù)字經(jīng)濟(jì)。受益于國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)EDA市場(chǎng)這幾年也實(shí)現(xiàn)了較快的增長(zhǎng)。

不過(guò)，就市場(chǎng)格局來(lái)看，Cadence、Synopsys和西門子（收購(gòu)了Mentor Graphics）為全球EDA市場(chǎng)三巨頭，十多年來(lái)，這三家企業(yè)的市場(chǎng)份額加起來(lái)超過(guò)了70%。國(guó)內(nèi)EDA企業(yè)的市場(chǎng)占比普遍不高，但經(jīng)過(guò)這幾年的發(fā)展，國(guó)內(nèi)EDA企業(yè)不僅數(shù)量增加了不少，推出的產(chǎn)品也越來(lái)越豐富。2022年底的ICCAD上，國(guó)產(chǎn)EDA公司深圳國(guó)微芯科技有限公司就一口氣推出了其“芯天成”5大系列14款新產(chǎn)品。

據(jù)深圳國(guó)微芯科技有限公司執(zhí)行總裁/首席技術(shù)官白耿博士介紹，目前國(guó)微芯已經(jīng)組件了超過(guò)300人的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，碩博比超了75%，核心成員均有20年以上的知名海內(nèi)外公司從業(yè)經(jīng)驗(yàn)。而這14款新產(chǎn)品是其團(tuán)隊(duì)從2018年以來(lái)在國(guó)產(chǎn)EDA領(lǐng)域厚積薄發(fā)的體現(xiàn)。

“芯天成”5大系列14款新產(chǎn)品

“芯天成”系列五大平臺(tái)包括物理驗(yàn)證平臺(tái)EssePV、光學(xué)鄰近矯正平臺(tái)EsseOPC、形式驗(yàn)證平臺(tái)EsseFormal、仿真驗(yàn)證平臺(tái)EsseSimulation、特征化建模平臺(tái)EsseChar。

14款具體的產(chǎn)品及功能介紹如下：
一、芯天成物理驗(yàn)證平臺(tái)EssePV
1、芯天成版圖集成工具EsseDBScope
提供了TB級(jí)版圖數(shù)據(jù)的快速加載及快速查看能力，同時(shí)集成版圖查詢、定位、測(cè)量、標(biāo)記、縮放等功能，支持快速trace、Metal Density、LVL等數(shù)據(jù)分析處理，是一個(gè)高效易用的版圖集成平臺(tái)。

2、芯天成填充工具EsseFill
可為各類技術(shù)節(jié)點(diǎn)提供高填充能力、穩(wěn)定和高速的工業(yè)級(jí)的全芯片版圖填充解決方案，以應(yīng)對(duì)半導(dǎo)體制造CMP工藝中的dishing效應(yīng)、erosion效應(yīng)等造成的工藝窗口萎縮以及帶來(lái)的良率問(wèn)題。

3、芯天成版圖拆分驗(yàn)證工具EsseColoring
可根據(jù)工藝規(guī)則將同一版圖層次拆分成雙重版圖，并可驗(yàn)證拆分后的版圖，是16nm及以下的先進(jìn)工藝中的雙重或多重曝光核心技術(shù)方案。

4、芯天成版圖比對(duì)工具EsseDiff
可為各類工藝節(jié)點(diǎn)提供穩(wěn)定、準(zhǔn)確和高速的版圖區(qū)別驗(yàn)證技術(shù)解決方案，以應(yīng)對(duì)芯片設(shè)計(jì)中的ECO版圖改變驗(yàn)證，以及版圖修改預(yù)期符合驗(yàn)證等需求。

二、芯天成光學(xué)鄰近矯正平臺(tái)EsseOPC
1、芯天成鄰近矯正工具EsseRBOPC
可為各類技術(shù)節(jié)點(diǎn)提供穩(wěn)定、準(zhǔn)確和高速的工業(yè)級(jí)全芯片版圖修正解決方案，以應(yīng)對(duì)半導(dǎo)體制造工藝中的光學(xué)臨近效應(yīng)、刻蝕效應(yīng)和良率瓶頸等問(wèn)題。

2、芯天成輔助圖形工具EsseRBAF
能夠高效的為工業(yè)級(jí)全芯片版圖開(kāi)發(fā)全面、精確的亞分辨率輔助圖形，使芯片制造在光刻工藝中獲得更大的工藝窗口、更穩(wěn)定的晶圓成像和更優(yōu)異的產(chǎn)品品質(zhì)。

三、芯天成形式驗(yàn)證平臺(tái)EsseFormal
1、芯天成高階等價(jià)性驗(yàn)證工具EsseFECT
可以對(duì)黃金參考模型（C-Model）和Verilog實(shí)現(xiàn)做形式化等價(jià)驗(yàn)證，以保證兩個(gè)實(shí)現(xiàn)功能完全形式等價(jià)，消除由于仿真驗(yàn)證不全面而帶來(lái)的功能驗(yàn)證風(fēng)險(xiǎn)。

2、芯天成等價(jià)性驗(yàn)證工具EsseFCEC
可為各類技術(shù)節(jié)點(diǎn)提供穩(wěn)定、準(zhǔn)確和高速的工業(yè)級(jí)芯片等價(jià)性驗(yàn)證方案，以應(yīng)對(duì)芯片設(shè)計(jì)與驗(yàn)證過(guò)程中的面積優(yōu)化、功耗優(yōu)化和驗(yàn)證速度瓶頸問(wèn)題。

3、芯天成模型檢查工具EsseFPV
使用形式化技術(shù)驗(yàn)證 SystemVerilog 斷言 (SVA) 屬性，為用戶提供快速的錯(cuò)誤檢測(cè)以及預(yù)期設(shè)計(jì)行為的端到端的驗(yàn)證。

四、芯天成仿真驗(yàn)證平臺(tái)EsseSimulation
1、芯天成模擬仿真器EsseSIM
國(guó)微芯自主研發(fā)的新一代SPICE精準(zhǔn)度、大容量、高性能電路仿真工具，以應(yīng)對(duì)今天高度集成的多功能電路設(shè)計(jì)仿真需要，如post-layout仿真，電路可靠性仿真等，旨在為模擬電路設(shè)計(jì)、電路單元特征化、混合電路和數(shù)字電路模塊驗(yàn)證等提供更好的仿真解決方案。

2、芯天成電路圖輸入工具EsseSchema
一款國(guó)微芯自主開(kāi)發(fā)的電路圖設(shè)計(jì)軟件，旨在為用戶提供更加清晰快捷的電路設(shè)計(jì)界面，提供更加直觀的參數(shù)設(shè)置界面和更簡(jiǎn)潔的模型導(dǎo)入窗口，以提高電路設(shè)計(jì)效率。

3、芯天成電路調(diào)試工具EsseWave
國(guó)微芯自主研發(fā)的高性能波形顯示系統(tǒng)，支持讀取主流商用仿真軟件的輸出文件，可以快速的載入數(shù)據(jù)和顯示波形，系統(tǒng)具備強(qiáng)大的圖形分析、計(jì)算、顯示和診斷功能。

五、芯天成特征化建模平臺(tái)EsseChar
1、芯天成特征化提取工具EsseChar
國(guó)微芯自主開(kāi)發(fā)的新一代特征化工具，基于自主高效的負(fù)載均衡分布式系統(tǒng)，內(nèi)嵌高速仿真軟件以及機(jī)器學(xué)習(xí)引擎，能快速抽取客戶在先進(jìn)工藝節(jié)點(diǎn)所需要的先進(jìn)模型（包括不同PVT下CCS, LVF, Aging等模型）。SoC設(shè)計(jì)平臺(tái)一體化設(shè)計(jì)，能夠快速簡(jiǎn)便的實(shí)現(xiàn)單元庫(kù)特征化需求，并無(wú)縫反饋到時(shí)序分析平臺(tái)，功耗分析平臺(tái)，可靠性設(shè)計(jì)平臺(tái)等，真正實(shí)現(xiàn)數(shù)字全流程一體化。

2、芯天成正確性檢查工具EsseSanity
國(guó)微芯自主開(kāi)發(fā)的單元庫(kù)/IP驗(yàn)證工具，采用現(xiàn)代圖形界面以及數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，能快速驗(yàn)證海量單元庫(kù)。趨勢(shì)分析，表格分析，異常點(diǎn)檢測(cè)等功能可以快速定位單元庫(kù)的潛在問(wèn)題，幫助加速簽核。獨(dú)創(chuàng)的時(shí)序報(bào)告分析功能可以快速對(duì)比不同條件下時(shí)序報(bào)告的變化，縮短設(shè)計(jì)人員響應(yīng)時(shí)間。質(zhì)量檢測(cè)，單元庫(kù)建庫(kù)一體化設(shè)計(jì)，能夠在同一個(gè)窗口管理所有工作，大大提高建庫(kù)人員和設(shè)計(jì)人員的協(xié)同工作效率。

國(guó)微芯EDA工具解決了哪些行業(yè)痛點(diǎn)？

白耿博士自豪地表示，國(guó)微芯的多個(gè)EDA工具，包括全系列形式驗(yàn)證工具均已經(jīng)入市，在國(guó)內(nèi)多家知名AI芯片公司、GPU公司及FPGA公司正式商用，核心EDA工具已部署至包括深圳IC基地在內(nèi)的多個(gè)公共服務(wù)平臺(tái)。“我們的5大系列14款工具，覆蓋了設(shè)計(jì)后端與制造端核心環(huán)節(jié)，在技術(shù)及產(chǎn)品應(yīng)用上均有國(guó)際水準(zhǔn)的表現(xiàn)?！?br />
在白耿博士看來(lái)，國(guó)微芯EDA工具之所以能受到企業(yè)的青睞，是因?yàn)槠銭DA工具確實(shí)解決了一些行業(yè)的痛點(diǎn)問(wèn)題，比如解決了業(yè)內(nèi)大規(guī)模版圖解析速度慢、內(nèi)存占用大、影響上層應(yīng)用速度、版圖文件格式復(fù)雜、反復(fù)讀取等流片前的效率瓶頸痛點(diǎn)。

他特別提到，其版圖集成工具EsseDBScope具有以下優(yōu)勢(shì)：支持業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)版圖格式，解析速度可提高一倍，內(nèi)存占用則縮減為50%左右。同時(shí)國(guó)微芯還推出了自研數(shù)據(jù)格式：smDB。解析完標(biāo)準(zhǔn)版圖，硬盤上自動(dòng)生成smDB格式文檔，反復(fù)讀取版圖信息直接從smDB中獲取，硬盤裝載同樣的版圖信息，smDB提供10~100倍加速。

而且，國(guó)微芯物理驗(yàn)證工具采用了基于版圖分割的軟件架構(gòu)，核心版圖搜索引擎和幾何運(yùn)算引擎均無(wú)縫支持大規(guī)模并行運(yùn)算。在現(xiàn)代多CPU的硬件環(huán)境中（10~1000CPU），國(guó)微芯的物理驗(yàn)證工具將具有獨(dú)特的速度優(yōu)勢(shì)。

值得一提的是，國(guó)微芯還推出了面向?qū)ο蟮囊?guī)則描述語(yǔ)言（OOVF），用法簡(jiǎn)單直觀，熱點(diǎn)版圖圖形直接轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)規(guī)則。PDK規(guī)則描述文件長(zhǎng)度縮減50%以上。同時(shí)具有可擴(kuò)展性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)：提供靈活性的語(yǔ)法描述規(guī)則，在用戶端針對(duì)新的熱點(diǎn)圖形進(jìn)行敏捷開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證，新的規(guī)則可以方便地并入常規(guī)規(guī)則。結(jié)合內(nèi)部版圖可視化圖的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，最大地提升并行處理效率。

此外，國(guó)微芯OPC工具可提供人工智能（AI）及GPU異構(gòu)加速技術(shù)，對(duì)OPC的核心計(jì)算模塊提供加速。國(guó)微芯已經(jīng)在這一領(lǐng)域，與產(chǎn)業(yè)界和學(xué)界在國(guó)際上技術(shù)領(lǐng)先的團(tuán)隊(duì)達(dá)成了戰(zhàn)略合作和物理驗(yàn)證工具類似，其OPC工具也支持異種任務(wù)集群的分布式架構(gòu)（DP）。

在EDA工具上云方面，國(guó)微集團(tuán)參股公司已在前端工具上使用國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的云平臺(tái)為國(guó)內(nèi)頭部設(shè)計(jì)公司進(jìn)行服務(wù)。目前多個(gè)后端點(diǎn)工具也已經(jīng)完成了在國(guó)產(chǎn)工業(yè)云上的試用。據(jù)白耿博士透露，國(guó)微芯下一步的工作，將會(huì)與制造廠、IC設(shè)計(jì)公司戰(zhàn)略合作伙伴一起，帶動(dòng)云平臺(tái)設(shè)計(jì)模式，加速云上EDA生態(tài)成熟。云上無(wú)限的并行計(jì)算資源，是國(guó)微芯多種核心工具（物理驗(yàn)證、OPC、特征化等）并行運(yùn)算潛力最好的驗(yàn)證和應(yīng)用平臺(tái)。

結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，我國(guó)集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)的數(shù)量大幅增長(zhǎng)，為我國(guó)EDA行業(yè)帶來(lái)了廣闊的市場(chǎng)空間。同時(shí)受益于政策和資金支持，并疊加國(guó)產(chǎn)化加速大背景，國(guó)內(nèi)已經(jīng)涌現(xiàn)出一批優(yōu)秀的EDA廠商，在部分全流程、點(diǎn)工具實(shí)現(xiàn)了突破。

白耿博士表示，國(guó)微芯也會(huì)利用自身的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在2023至2024年，逐步完成重點(diǎn)工具的開(kāi)發(fā)和市場(chǎng)推廣，幫助客戶提升良率，并且實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)制造流程的再優(yōu)化，從而達(dá)到好用的水平。同時(shí)，通過(guò)與戰(zhàn)略合作伙伴的通力協(xié)作，逐步實(shí)現(xiàn)工具協(xié)同優(yōu)化，利用DTCO的理念建立生態(tài)壁壘，提高公司的競(jìng)爭(zhēng)能力。

現(xiàn)階段國(guó)微芯的戰(zhàn)略重心是建立與國(guó)內(nèi)工藝廠的充分交流與深度合作。從工藝定義初期開(kāi)始，貫穿于工藝定義的全過(guò)程。通過(guò)國(guó)微芯、工藝制造廠、IC設(shè)計(jì)公司的各方面研究團(tuán)隊(duì)的共同努力，以實(shí)現(xiàn)更好的性能-成本追求。用這種模式，完成工藝線對(duì)公司后端/制造端工具的認(rèn)證，完成對(duì)平面（28nm及更成熟節(jié)點(diǎn)）工藝和FinFet（14nm、7nm）工藝的支持。

在人才培養(yǎng)方面，白耿博士指出，國(guó)微芯會(huì)重視建立高效的PE/AE團(tuán)隊(duì)，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)正向開(kāi)發(fā)參考流程（PDK）的能力。此外，高校是EDA技術(shù)儲(chǔ)備和人才儲(chǔ)備的重要環(huán)節(jié)，在高校合作方面，國(guó)微芯與西安電子科技大學(xué)合作，成立了全國(guó)首家高校EDA研究院，并且與華中科技大學(xué)、南方科技大學(xué)等多家集成電路領(lǐng)域?qū)W術(shù)領(lǐng)先的高校成立了聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，目前已經(jīng)與國(guó)內(nèi)10余家高校都建立了人才及技術(shù)戰(zhàn)略合作。

談到未來(lái)目標(biāo)，白耿博士認(rèn)為，“我們將通過(guò)持續(xù)的核心人才團(tuán)隊(duì)建設(shè)，重點(diǎn)攻關(guān)數(shù)字EDA設(shè)計(jì)后端及制造端的核心技術(shù)難點(diǎn)，持續(xù)推動(dòng)旗艦產(chǎn)品落地和商用打磨，吸納專項(xiàng)資源和產(chǎn)業(yè)資本，與工藝廠、芯片設(shè)計(jì)公司及高校深度戰(zhàn)略合作，推動(dòng)國(guó)產(chǎn)EDA+IP平臺(tái)+設(shè)計(jì)服務(wù)一體化方案，與業(yè)內(nèi)同仁共同努力打造我們自己的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，最終形成具備國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的全國(guó)產(chǎn)EDA全流程工具鏈。”