聚焦数字芯片后端全流程：AI赋能EDA成趋势

2023-06-04 02:30:57

当下国外加大对中国半导体先进制程的技术封锁，不仅涉及核心制造设备光刻设备，而且还扩大到EDA软件。为了打破国外技术封锁，一批国内EDA企业走上国产化之路，希望在IC设计产业最上游实现技术突破。

在中国集成电路设计业2023年会(ICCAD)上深圳鸿芯微纳技术有限公司（以下简称：鸿芯微纳）首席技术官、联合创始人王宇成表示，本土EDA企业技术得到市场认可之后，才会变成发光的“真珍珠”，而珍珠多了就能串起来，国内EDA生态就会健全起来。把芯片设计自RTL至GDII每一个步骤要用的EDA工具功能联通起来。

机遇与挑战共存的后端EDA

芯片电路图越来越复杂，流片、验证成本高，所以现在的EDA已经不仅仅只设计芯片，还可以用于仿真测试、验证等等，贯穿芯片设计、制造、封装整条产业链环节。

EDA市场，基本被Synopsys、Cadence和西门子EDA三大EDA公司垄断，2022年的国内EDA市场，这三大国外品牌占了近80%份额。

目前国内EDA公司，大多集中在点工具开发，且点开发工具中多数为设计前端点工具。缺乏与工艺厂关联度更高、复杂度更高的设计后端及制造端工具。

与前端开发点工具相比，设计后端更难，特别是与工艺厂关联，是比开发EDA软件本身更难的事情。

因为芯片设计出来后，要交给晶圆代工厂制造，最后再交给封测厂进行封测。一个成熟的、完整的EDA工具，要从设计开始支持，直到最终封测，而芯片设计企业、晶圆制造企业，封测企业都参与其中，大家相互协同。

EDA后端工具对于本土厂商来说既存在机遇也有挑战，以鸿芯微纳成为本土厂商的佼佼者，生产自主可控的EDA工具。

目前，鸿芯微纳在数字芯片后端设计上已经取得诸多成绩，比如2019年发布国内第一款布局布线工具Aguda®，2020年在国内第一次成功实现本土7nm先进工艺手机芯片流片验证；2022年7月完成对三星5nmEUV工艺的支持；2022年12月发布逻辑综合RocSyn®、时序签核ChimeTime®、功耗签核HesVesPower®，成为本土第一且唯一的数字芯片后端全流程的企业。目前鸿芯微纳基本实现对成熟工艺和FinFET完整覆盖，而且有流片验证和批量生产经验。

近两年，鸿芯微纳已经完成20多个本土先进工艺流片，工具功能和性能可以比肩世界先进水平。同时，过去的一年，鸿芯微纳仍在进一步改进和开发，取得相关的进步有全新GUI,支持EUV工艺和各种DFM规则，性能也得到大幅提升。并且鸿芯微纳也将人工智能应用在

2019年左右，国外EDA大厂在工具研发过程中逐渐开始尝试应用AI技术。Synopsys有专门的AI团队，是EDA领域利用AI技术提供解决方案做的最好的公司。

但是本土EDA企业不遑多让，积极尝试应用AI技术开发EDA工具，

王宇成先生认为，鸿芯微纳在发展过程中AI是不可或缺的技术，EDA领域AI大概分两个方向：AI inside、AI outside。

AI inside方面，利用人工智能machine learning一些技术来加强EDA算法的提升，EDA+AI更是已经成为热门话题，不少专家都认为EDA应用AI是必然趋势,AI在其中可以起到加速和辅助作用。

王宇成先生称，在AI inside这方面，鸿芯微纳已经获得初步成果，还在开展进一步探索，以扩大应用范围与提高应用效果。

在AI Outside方面，AI芯片随着数据爆炸时代的到来应运而生，庞大的算力意味着其往往具备超大的设计规模，对于芯片来说，规模越大，结构越复杂、精度越高，对于EDA软件的依赖程度也就越高。尤其对跨EDA工具的整体流程优化能力依赖更强。传统的多EDA工具协同优化主要依赖人力完成。时至今日，面对复杂的多目标、长流程、带反馈的芯片设计局面，单纯堆砌人力已无法解决问题。AI outside便应运而生。

AI outside的大脑是强大的高维度、多目标优化AI算法，躯干是海量弹性的异构云计算资源。AI outside产品体系能以拟人化的方式轻松融入现有的人工设计流程，大幅提升芯片设计工程师的单兵作战能力，在更短时间内获得更佳的设计效果。原有的芯片设计人员被解放出来，转向那些需要发挥人类创造力的方向上去。

鸿芯微纳拥有国内第一且唯一的数字芯片EDA工具链，天然具备建立AI outside体系的优势，将在AI outside方向持续投入，利用AI outside有机整合现有EDA工具，形成更强的生产力，为客户创造更高的价值。