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    遠見與謀略,國微集團國產EDA行進之路

    發布時間:2020-09-28 文章來源:集微網

    集微網消息,1994年,如果有人跟你聊EDA,那你肯定滿頭問號;但如果放在今天來聊EDA,也許街邊下棋的大爺也能跟你“嘮叨”幾句。

    時隔26年,當白耿回想當初為什么選擇“EDA”專業,依然神采熠熠。也正是因為當初對于編程的興趣使然,讓其在日后的職業生涯中,更加堅定了EDA軟件研發的工作。

    當國外EDA研究處于“因循守舊”狀態時,喜歡“挑戰”的白耿毅然決然的選擇回國發展,為國產EDA添磚加瓦。

    彼時(2017年),國微集團正著手做國產EDA,招攬國內外優秀人才,引進國外先進技術。機緣巧合下,白耿選擇加入國微集團,任職首席技術官。

    2020年9月16日,集微網有幸在國微集團深圳與白耿博士進行了深度交流,在與白耿博士交談的過程中,“挑戰、生命力、價值”等詞被頻頻提及,從這位歸國研發工程師身上,我們看不到任何驕傲自滿,有的只是對技術的滿腔熱血與理想抱負。也因此,我們得以窺得國微集團布局EDA的深謀與遠慮。

    國微集團首席技術官白耿博士

    契機

    1994年,白耿在南開大學攻讀碩士學位,當導師拿出兩個研究課題(模擬電路設計與軟件研發)供其選擇時,生性喜歡“挑戰”的他選擇了軟件研發方向,也是南開大學微電子專業首個用軟件完成論文寫作的學生。

    南開大學碩士畢業后,白耿前往伊利諾伊大學攻讀博士,最后用“EDA方向”論文拿下博士學位。

    彼時(1990-2000年)的國外EDA產業正處于黃金發展期,很多最經典的EDA算法和最有生命力的工具均誕生于這個時期。

    對于白耿等年輕人來說,產業正處于行業大勢面前,蓬勃的發展機遇散發出的誘惑力,讓任何一個有理想抱負的人都無法抵御。而這次的選擇,也正式奠定了其隨后近20年的EDA軟件研發之路。

    2000-2018年,國外EDA產業發展走入商業化軌道,技術更新缺乏新意,變革更是鮮少有之,產業逐漸呈現“夕陽化”。此時國內EDA產業正處于興起階段,很多新的概念、新的工具不斷涌現出來,猶如20年前的國外黃金期。

    這讓喜歡挑戰的白耿再次熱血沸騰,開始時刻關注國內EDA的行業發展。也正是在這時期(2017-2018年),國微集團組建EDA研發團隊,并得到了王陽元院士、郝躍院士、魏少軍教授以及張玉明院長的鼎力支持,開始從國外引進先進技術與技術人才。

    機緣巧合下,白耿成為了第一批從國外引進的技術人才。談及為何選擇國微集團,白耿的回答言簡意賅,“戰略眼光、實干精神、企業文化,基于上述三點,我選擇加入國微集團,與團隊一起合作,參與開發出有影響力、有生命力的EDA工具,為國家EDA系統生態的建設貢獻一份微薄力量?!?/p>

    遠見

    2018年,國微集團完成第一批人才及關鍵技術引進工作,研發團隊初步搭建完成。同年12月17日,獲批國家重大科技專項。

    這一前瞻性布局,即為其國產EDA研發工作爭取了三年的寶貴時間,夯實了其國產EDA軟件研發基礎,也為其2020年能夠交付“數字芯片設計全流程EDA系統”,提供了有力保障。

    如果2020年再來做這一布局,技術及人才引進工作審批時間將無法估量,國產EDA軟件也無法在短時間完成技術研發,國產化替代進程將被放緩。

    白耿介紹,正是因為幾位院士、教授和集團領導的遠見,提前布局了重大專項的開發工作,為國微集團爭取了三年時間,用來引進關鍵技術、建立完整的研發團隊、消化吸收、進一步自主創新。

    集微網了解到,重大專項將于今年底完成驗收工作,此次驗收主要有8個EDA工具,包括布局布線、硬件仿真加速、時序分析、功耗分析、物理驗證、形式驗證、邏輯仿真、邏輯綜合。

    驗收完以后,國微集團接下來要做的,就是繼續豐富工具種類,投入更多的研發力量和資金去設計更多的EDA工具,如可制造性設計(DFM)、可靠性設計(DFR)、成品率設計(DFY)、可測試性設計(DFT)等。

    與此同時,其還將通過合作或者引進的方式,吸引國內外優質的EDA企業,將他們開發的好的EDA工具整合到其平臺,并保證EDA工具間能夠形成有機的聯合過程。

    “國微集團要做的不止是重點開發幾個關鍵的EDA工具,解決當下國內集成電路設計的卡脖子的問題,而是提供整體解決方案?!卑坠⒈硎?,國微集團將打造EDA平臺,保持開放心態,集成國內外優秀的算法、工具來形成全流程解決方案,讓國內頭部集成電路設計產業來用,打磨工具的同時去服務集成電路設計產業,形成良性循環,國產EDA產業才能夠建立起來。

    趕超

    1991年,國內首款EDA系統“熊貓”問世,隨著國外EDA工具進入中國市場,EDA工具開始從自主推進變成嚴重依賴。

    2008年,國內EDA軟件研發再次起航,發展至今,國內EDA廠商如華大九天、概倫電子等企業,開始獲得業界認可。遺憾的是,在數字芯片設計領域,缺少核心工具模塊、無法支撐全流程設計等問題,正在掣肘產業進一步發展。

    此時再回頭看,國內數字EDA已經遠遠落后于國外近20年的時間。想要追趕,談何容易。但若放棄,將繼續面臨“卡脖子”困境。

    面對近20年的技術差距,國微集團選擇“另辟蹊徑”的方式來減小時間差。

    一方面,在建立國產EDA平臺時,國微集團的開發方式與國外恰好相反。其選擇引進設計思想先進、整體軟件架構較好的布局布線關鍵技術,再將里面的通用服務引擎如時序、功耗等工具性能分離出來,形成獨立工具。

    而國外的EDA公司發展之路是通過不停并購的方式,每套工具的開發公司不同,工具與工具之間的源程序代碼也是不同的,對于物理分析的數學模型在細節上就會出現不一樣的情況。

    “當每一個單獨的工具整合在一起時就可能出現報出的結果不一致,這就造成在芯片設計時性能起起伏伏,迭代優化與收斂速度不理想?!卑坠⒔榻B,國微集團開發的工具雖然也是獨立的,但出自完整的源程序代碼,擁有統一的數據平臺,工具和工具之間信息交換效率高,分析的結果一致性也很高,這就使得芯片設計的收斂速度更快,迭代優化的周期更短。

    另一方面,國微集團會在傳統EDA工具中加入新興技術,如AI算法。目前國內AI算法已經處于國際領先水平,國微集團也在嘗試將國內AI算法的突破融合到EDA工具里面去,在目前開發的EDA產品中已經有多個項目跟AI相關。

    “雖然2018年美國電子復興計劃中的電子設備智能設計——IDEA:Intelligent Design of Electronic Assets也在推進如何將傳統EDA工具智能化。但由于國外客觀條件的限制,在一定程度上阻礙了其AI技術的發展?!卑坠⒈硎?,在傳統EDA算法暫時落后的情況下引進新的血液——AI技術,我們有信心未來5年后國產EDA產品在一些尖端的領域能夠趕超國外的技術。

    集微網了解到,目前國微集團重點研發的8個工具中,產品性能對標國際先進水平的同時,在功耗、速度及面積方面還可以達到10%—15%的領先性。

    白耿介紹,國微集團的通用服務引擎、時序、功耗跟簽核都來自統一的源程序代碼,在布局布線的時候不需要留過多設計余量,同樣芯片速度下,可以保證低功耗的同時提升晶圓面積使用率,降低生產成本。

    破局

    明確的先進性與方法學思路做指引,雖然可以在追趕的進程中加快速度,但現實面臨的困境仍然需要去一一攻克。

    擺在國微集團面前的,除了技術的差距之外,人才供給、產業生態、應用環境等問題也在掣肘其進一步發展。

    如何突破當前困境,國微集團也有其考量。

    2019下半年到2020年,國內涌現出眾多EDA公司,對于行業而言,百花齊放對產業發展頗有益處,但多個公司做同樣的工具、或者各公司間搶奪研發資源,等情況也客觀存在,無形中會消耗本就不豐富的國產EDA資源。

    白耿表示,這個問題需要從國家層面去考慮,進行整合,才能保證國產EDA更有效、更健康、長足的發展。

    在橫向聯合方面,發掘國內現有的優秀算法、點工具,通過投資、融合、合作開發(高校)等方式,整合國內的優秀數字芯片的EDA工具到國微集團的設計平臺中來,為國產數字芯片設計流程提供完整的解決方案。

    在人才培育方面,國微集團一方面通過內部經驗傳承的方式來快速培育研發團隊知識儲備能力,另一方面將通過與高校聯合的方式,如西安電子科大、上海交大、東南大學等,通過建立聯合實驗室,共同培養在讀研究生等方式、栽培EDA方向的人才。

    在開拓創新方面,國內科技領域在人工智能(AI,Machine Learning)、大數據、云計算方面的發展在國際處于領先位置。

    國微集團在開發國產EDA 平臺生態的同時,將聯合國內其他研究單位、高校,著力為AI、云計算、異構加速算法在EDA 領域內開辟各種適用的場景。爭取在人工智能EDA的發展方面,可以領先于其他國家。

    在生態建設方面,EDA處于半導體產業的上游,EDA工具的成熟、技術突破升級,很大程度依賴于和芯片設計公司、半導體制造廠商之間的緊密合作和互動。其中,與半導體制造廠商的合作尤其重要。

    通常,在先進工藝開發階段,半導體廠商只會邀請國際三大EDA公司參與到先進工藝參考流程(reference flow)的構建過程中。其他中小EDA公司要比三大EDA公司晚一到兩年的時間才可以獲得同樣工藝的詳細信息,才能對自己的EDA工具進行功能增強、準備工藝文件等工作。

    白耿強調,建立生態必須讓IC設計、EDA、晶圓制造廠協同起來,才能讓國內半導體行業健康發展。但從當前國內環境來看,需要政府及資本層面進行有機聯合。

    小結

    從入局時間年限來看,國微集團的EDA研發之路似乎剛剛開啟;但從研發團隊的經驗維度來看,其已經深耕EDA產業長達10年以上。我們期待未來的時間里,國微集團能給EDA產業界帶來更多的驚喜。



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