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远见与谋略,国微集团国产EDA行进之路

发布时间:2021-10-23 文章来源:集微网
咪乐|直播|app|下载苹果版本 脑卒中对于孕妇的危害也不容忽视,不仅严重影响孕妇全身系统功能状态,甚至出现生命危险,还会影响胎儿的血液、营养供应。

集微网消(xiao)息(xi),1994年,如果有人跟(gen)(gen)你(ni)(ni)聊(liao)EDA,那(nei)你(ni)(ni)肯定满头问号(hao);但如果放在今天(tian)来(lai)聊(liao)EDA,也许街边下棋的大爷也能(neng)跟(gen)(gen)你(ni)(ni)“唠叨(tao)”几句(ju)。

时隔26年(nian),当(dang)(dang)白(bai)耿回想当(dang)(dang)初为什么选择“EDA”专业,依然神(shen)采熠熠。也正(zheng)是因为当(dang)(dang)初对于编程的兴趣(qu)使然,让其在日后(hou)的职业生(sheng)涯中,更加(jia)坚定(ding)了EDA软件研发的工作(zuo)。

当国外EDA研究(jiu)处于“因循守旧”状态时,喜欢“挑战”的(de)白耿(geng)毅然决然的(de)选(xuan)择回国发展,为国产EDA添砖加瓦。

彼(bi)时(2017年),国(guo)(guo)微(wei)(wei)集团正着(zhe)手做国(guo)(guo)产(chan)EDA,招揽(lan)国(guo)(guo)内外(wai)优秀人才,引进(jin)国(guo)(guo)外(wai)先进(jin)技术。机缘巧(qiao)合下,白(bai)耿选择加入(ru)国(guo)(guo)微(wei)(wei)集团,任职首(shou)席技术官。

2020年9月(yue)16日,集微(wei)网有幸在国微(wei)集团深圳与(yu)(yu)(yu)白耿博(bo)士(shi)进行了深度交(jiao)流,在与(yu)(yu)(yu)白耿博(bo)士(shi)交(jiao)谈的(de)(de)过程(cheng)中,“挑(tiao)战、生命力、价值”等词被(bei)频频提及,从这(zhei)位归国研发工程(cheng)师身(shen)上(shang),我(wo)们看不到任何(he)骄傲自满(man),有的(de)(de)只是对技术的(de)(de)满(man)腔热(re)血(xue)与(yu)(yu)(yu)理想(xiang)抱负。也(ye)因此,我(wo)们得(de)以窥得(de)国微(wei)集团布(bu)局EDA的(de)(de)深谋与(yu)(yu)(yu)远虑。

国微集(ji)团首席技术官白(bai)耿博士

契机

1994年,白耿在南开大学(xue)攻读硕士学(xue)位,当导师拿出两(liang)个(ge)(ge)研究课题(模拟电(dian)路设计与软件研发(fa))供其选择时(shi),生(sheng)性喜欢“挑(tiao)战”的(de)他(ta)选择了软件研发(fa)方向,也(ye)是南开大学(xue)微电(dian)子专(zhuan)业首个(ge)(ge)用(yong)软件完(wan)成论文写(xie)作的(de)学(xue)生(sheng)。

南开大(da)学硕(shuo)士(shi)毕业(ye)后(hou),白耿(geng)前往伊(yi)利(li)诺伊(yi)大(da)学攻读博(bo)士(shi),最后(hou)用“EDA方向”论(lun)文拿下博(bo)士(shi)学位。

彼(bi)时(1990-2000年)的国(guo)外EDA产业正处于黄金(jin)发(fa)展期,很多最经典的EDA算(suan)法和最有(you)生命力的工(gong)具均诞(dan)生于这个(ge)时期。

对(dui)于白耿等(deng)年轻人来说(shuo),产业正处于行业大势面前,蓬勃(bo)的(de)发展机遇(yu)散发出(chu)的(de)诱惑力,让任何一个有(you)理(li)想抱(bao)负的(de)人都无法抵御(yu)。而这次的(de)选择,也正式奠定了其随后近20年的(de)EDA软件研发之路。

2000-2018年(nian),国(guo)外EDA产(chan)业发展走入(ru)商业化轨道(dao),技术更新缺乏(fa)新意(yi),变(bian)革更是(shi)鲜少(shao)有之(zhi),产(chan)业逐渐呈现“夕阳化”。此(ci)时国(guo)内EDA产(chan)业正处于兴起阶段(duan),很多新的(de)概念、新的(de)工具不断(duan)涌现出来,犹如20年(nian)前的(de)国(guo)外黄金期(qi)。

这让喜欢挑战(zhan)的(de)白耿再次热(re)血沸腾,开(kai)始时刻关注国(guo)(guo)内EDA的(de)行业发展。也正(zheng)是在这时期(qi)(2017-2018年(nian)),国(guo)(guo)微集团组建EDA研发团队,并(bing)得到了王阳(yang)元院士、郝(hao)跃(yue)院士、魏少军教授(shou)以及张玉(yu)明院长的(de)鼎力支持(chi),开(kai)始从国(guo)(guo)外引进先进技(ji)术与(yu)技(ji)术人才。

机缘(yuan)巧合(he)下(xia),白(bai)耿成(cheng)为了第(di)一批(pi)从国(guo)外引进的技术(shu)人才。谈(tan)及(ji)为何选择国(guo)微(wei)集(ji)(ji)团,白(bai)耿的回答言简意赅,“战(zhan)略眼光、实干精神、永(yong)乐(le)娱乐(le)平台(tai)_永(yong)乐(le)国(guo)际(ji)乐(le)在其中(zhong)F66_手游(you)app下(xia)载登录,基(ji)于上(shang)述三点,我选择加入国(guo)微(wei)集(ji)(ji)团,与团队一起(qi)合(he)作(zuo),参与开(kai)发出有(you)影响力(li)、有(you)生命力(li)的EDA工具,为国(guo)家EDA系(xi)统生态的建设贡献一份微(wei)薄力(li)量(liang)。”

远见

2018年,国(guo)微集团(tuan)完成(cheng)第一(yi)批人才及(ji)关键(jian)技术引进工作,研发(fa)团(tuan)队初(chu)步搭建完成(cheng)。同(tong)年12月(yue)17日(ri),获批国(guo)家重大科技专项(xiang)。

这一前瞻性(xing)布(bu)局,即(ji)为(wei)其国产EDA研(yan)发(fa)工(gong)作(zuo)争取了三年(nian)的宝贵时间(jian),夯实了其国产EDA软件研(yan)发(fa)基础(chu),也为(wei)其2020年(nian)能够交付“数字(zi)芯片设计(ji)全流程EDA系(xi)统”,提供(gong)了有力保(bao)障。

如(ru)果2020年(nian)再来做这一布局,技(ji)术及人才引进工作(zuo)审批时间将无法估(gu)量,国(guo)产(chan)EDA软(ruan)件也无法在短时间完成技(ji)术研发,国(guo)产(chan)化替代进程(cheng)将被放缓。

白耿介(jie)绍,正是因为几位院士、教授和(he)集(ji)(ji)团领导的远见,提前布局(ju)了(le)重大专(zhuan)项的开发工作,为国微集(ji)(ji)团争(zheng)取了(le)三年时间,用来(lai)引进(jin)关键技术、建立完整的研(yan)发团队、消化(hua)吸收、进(jin)一步自(zi)主创新。

集微网了(le)解到(dao),重大专项将于今年(nian)底完成验(yan)(yan)收工作(zuo),此次验(yan)(yan)收主(zhu)要有(you)8个EDA工具,包括布(bu)局布(bu)线、硬(ying)件仿(fang)真加速、时序(xu)分析(xi)、功耗分析(xi)、物理验(yan)(yan)证、形式验(yan)(yan)证、逻辑仿(fang)真、逻辑综(zong)合。

验收(shou)完(wan)以(yi)后,国微集团接下来要做的(de)(de),就是(shi)继续丰(feng)富工具种(zhong)类,投入更(geng)多的(de)(de)研发力(li)量(liang)和资金去设(she)计更(geng)多的(de)(de)EDA工具,如可制造性设(she)计(DFM)、可靠性设(she)计(DFR)、成(cheng)品率设(she)计(DFY)、可测试性设(she)计(DFT)等。

与此同时,其还(hai)将通过合作(zuo)或者引进的方(fang)式,吸(xi)引国内外优质(zhi)的EDA企业,将他(ta)们开发的好的EDA工具(ju)整合到其平台,并(bing)保证EDA工具(ju)间能够(gou)形成有机(ji)的联(lian)合过程。

“国(guo)微集团(tuan)要做的(de)不止是(shi)重(zhong)点开发几(ji)个(ge)关键(jian)的(de)EDA工具(ju),解(jie)(jie)决(jue)当下国(guo)内(nei)集成(cheng)(cheng)电路设计的(de)卡脖子的(de)问题,而是(shi)提供整体解(jie)(jie)决(jue)方案(an)(an)。”白耿(geng)表(biao)示,国(guo)微集团(tuan)将打造EDA平台(tai),保(bao)持开放心态,集成(cheng)(cheng)国(guo)内(nei)外优秀的(de)算法、工具(ju)来(lai)形(xing)成(cheng)(cheng)全流程(cheng)解(jie)(jie)决(jue)方案(an)(an),让国(guo)内(nei)头部集成(cheng)(cheng)电路设计产(chan)业来(lai)用,打磨工具(ju)的(de)同时去服务集成(cheng)(cheng)电路设计产(chan)业,形(xing)成(cheng)(cheng)良(liang)性(xing)循环,国(guo)产(chan)EDA产(chan)业才能够建立起来(lai)。

赶超

1991年,国(guo)内首款(kuan)EDA系统“熊猫”问(wen)世,随着国(guo)外(wai)EDA工(gong)具进(jin)入中(zhong)国(guo)市(shi)场,EDA工(gong)具开始从自主推进(jin)变成(cheng)严(yan)重依赖。

2008年,国内EDA软件研发再次起(qi)航,发展至今,国内EDA厂商(shang)如华大九天、概伦电子等(deng)企业,开始获得业界认可。遗(yi)憾的(de)是(shi),在数字芯片(pian)设计(ji)领域,缺少核心(xin)工具模(mo)块、无(wu)法支撑全流(liu)程设计(ji)等(deng)问题,正在掣肘产(chan)业进(jin)一(yi)步发展。

此时再回头看,国(guo)内数字EDA已经(jing)远(yuan)远(yuan)落后于国(guo)外近(jin)20年的时间(jian)。想要追赶(gan),谈(tan)何容易(yi)。但若放弃,将继续面临(lin)“卡脖子”困境。

面对(dui)近20年的技术差距(ju),国(guo)微集团选择“另(ling)辟蹊径”的方式来减小时间差。

一方(fang)面(mian),在建立国(guo)产EDA平台时,国(guo)微集团的(de)开发(fa)方(fang)式(shi)与国(guo)外恰好相反(fan)。其选(xuan)择(ze)引(yin)进(jin)设计思想先(xian)进(jin)、整体软件架构较好的(de)布(bu)局布(bu)线关键技术,再将里(li)面(mian)的(de)通用(yong)服务引(yin)擎(qing)如(ru)时序(xu)、功耗(hao)等工(gong)具性能分离出(chu)来,形成独立工(gong)具。

而国外(wai)的(de)EDA公司(si)发(fa)展之路是(shi)通过不(bu)停并购的(de)方式,每套工具(ju)的(de)开发(fa)公司(si)不(bu)同(tong),工具(ju)与工具(ju)之间的(de)源(yuan)程序代码也是(shi)不(bu)同(tong)的(de),对于(yu)物理分析(xi)的(de)数(shu)学模型在细(xi)节(jie)上(shang)就会出(chu)现不(bu)一样的(de)情况。

“当每一个(ge)单独的工具整合在(zai)(zai)一起(qi)(qi)时就(jiu)(jiu)可(ke)能出(chu)现报(bao)出(chu)的结(jie)果不一致,这就(jiu)(jiu)造成在(zai)(zai)芯(xin)片(pian)设计(ji)时性能起(qi)(qi)起(qi)(qi)伏伏,迭代(dai)优(you)化与收敛速度不理想。”白耿介绍,国微(wei)集(ji)团开(kai)发的工具虽然也(ye)是独立(li)的,但出(chu)自完整的源程序代(dai)码(ma),拥有统一的数(shu)据平台,工具和工具之间信息交换效率高,分析的结(jie)果一致性也(ye)很(hen)高,这就(jiu)(jiu)使(shi)得芯(xin)片(pian)设计(ji)的收敛速度更(geng)快(kuai),迭代(dai)优(you)化的周期更(geng)短。

另一方面,国微集团(tuan)会(hui)在传统EDA工具中加(jia)入新兴(xing)技术,如AI算法。目(mu)前(qian)国内AI算法已(yi)经处于国际领先水平(ping),国微集团(tuan)也(ye)在尝(chang)试将国内AI算法的(de)突破(po)融合到EDA工具里(li)面去,在目(mu)前(qian)开发的(de)EDA产品中已(yi)经有多个项目(mu)跟AI相关(guan)。

“虽然2018年美国电子(zi)复(fu)兴(xing)计划中的(de)电子(zi)设备(bei)智能设计——IDEA:Intelligent Design of Electronic Assets也在(zai)(zai)推进如何将传(chuan)统(tong)(tong)EDA工具智能化。但由于国外客观条件的(de)限制,在(zai)(zai)一定程度(du)上阻碍了其AI技术(shu)的(de)发(fa)展。”白耿(geng)表示,在(zai)(zai)传(chuan)统(tong)(tong)EDA算法暂时落后的(de)情况(kuang)下(xia)引进新的(de)血液——AI技术(shu),我们(men)有信心(xin)未(wei)来(lai)5年后国产EDA产品(pin)在(zai)(zai)一些(xie)尖(jian)端的(de)领域能够赶超国外的(de)技术(shu)。

集(ji)微网了解到,目前(qian)国(guo)微集(ji)团重点研发的(de)8个工具中,产(chan)品(pin)性能(neng)对标国(guo)际先(xian)进水平(ping)的(de)同时(shi),在功耗、速(su)度及面积方面还可以达到10%—15%的(de)领(ling)先(xian)性。

白(bai)耿(geng)介(jie)绍,国微集团的(de)通(tong)用(yong)服务引(yin)擎、时序、功耗跟签核(he)都来自(zi)统一(yi)的(de)源程序代码(ma),在布局(ju)布线的(de)时候不需要(yao)留过多设计余量(liang),同(tong)样芯(xin)片(pian)速度下(xia),可(ke)以保证低(di)功耗的(de)同(tong)时提升晶圆面(mian)积(ji)使用(yong)率,降低(di)生产成本(ben)。

破局

明确(que)的(de)先进(jin)性与方法学思路做指引(yin),虽然可以在追赶的(de)进(jin)程中加(jia)快速度(du),但现实(shi)面临(lin)的(de)困境仍(reng)然需(xu)要去一(yi)一(yi)攻克。

摆在(zai)国(guo)微集(ji)团面前的,除了技(ji)术的差距(ju)之外(wai),人才供给、产业生态、应用环境等问题(ti)也在(zai)掣肘其进一步发展。

如何突破当前困境,国(guo)微集团也有其考量。

2019下半(ban)年到2020年,国(guo)内涌现出(chu)众多EDA公司,对于(yu)行业(ye)而言(yan),百(bai)花(hua)齐放对产(chan)(chan)业(ye)发展颇有益处(chu),但(dan)多个公司做同样的工具(ju)、或者各公司间抢(qiang)夺研(yan)发资源,等情况也(ye)客观存在,无形中会消耗(hao)本就(jiu)不(bu)丰富的国(guo)产(chan)(chan)EDA资源。

白耿表(biao)示,这个问题需要从国家层面(mian)去考(kao)虑(lv),进行(xing)整合(he),才能保(bao)证(zheng)国产EDA更(geng)有效、更(geng)健康、长足的发展。

在(zai)横向联合方面,发掘国内现有的优秀(xiu)(xiu)算法、点工(gong)具,通过投资、融合、合作开发(高(gao)校)等方式,整合国内的优秀(xiu)(xiu)数字(zi)芯片的EDA工(gong)具到(dao)国微集团的设计(ji)平台中来,为国产(chan)数字(zi)芯片设计(ji)流程提供完整的解决方案。

在人才培(pei)育方(fang)面(mian),国微集团一(yi)方(fang)面(mian)通过(guo)(guo)内部经(jing)验传(chuan)承的方(fang)式来(lai)快速培(pei)育研(yan)发(fa)团队知识储备能(neng)力,另一(yi)方(fang)面(mian)将通过(guo)(guo)与高校联合(he)的方(fang)式,如西安(an)电子科大、上(shang)海交大、东南大学(xue)等(deng),通过(guo)(guo)建立联合(he)实(shi)验室,共同培(pei)养(yang)在读研(yan)究生等(deng)方(fang)式、栽培(pei)EDA方(fang)向的人才。

在(zai)开(kai)拓创新方面,国内科技领(ling)域在(zai)人工智能(AI,Machine Learning)、大数(shu)据、云计算方面的发展在(zai)国际处于领(ling)先位置。

国(guo)微集团在开发国(guo)产EDA 平台生(sheng)态的(de)同时,将联合(he)国(guo)内其(qi)他研究单(dan)位(wei)、高(gao)校,着力为(wei)AI、云计算、异构加速(su)算法在EDA 领域(yu)内开辟各(ge)种适(shi)用(yong)的(de)场景。争(zheng)取在人(ren)工智(zhi)能EDA的(de)发展方面,可以(yi)领先于其(qi)他国(guo)家。

在生(sheng)态(tai)建设(she)(she)方面(mian),EDA处于(yu)半导体产业的上游,EDA工具的成熟、技术突破升级,很大程度依赖于(yu)和芯片设(she)(she)计公(gong)司、半导体制造(zao)厂(chang)商之间(jian)的紧密合作和互动。其(qi)中,与半导体制造(zao)厂(chang)商的合作尤其(qi)重(zhong)要。

通常,在先进工艺开发阶段,半导体厂商只会邀请国际三大EDA公司参与到先进工艺参考流程(reference flow)的构建过程中。其他中小EDA公司要比三大EDA公司晚一到两年的时间才可以获得同样工艺的详细信息,才能对自己的EDA工具进行功能增强、准备工艺文件等工作。

白(bai)耿强调(diao),建立(li)生态(tai)必(bi)须让IC设计、EDA、晶圆制造厂协同起(qi)来,才能让国内半导(dao)体行业健康发展(zhan)。但从当前国内环境(jing)来看,需要政府(fu)及资本(ben)层面进行有机联(lian)合。

小结

从入(ru)局时(shi)间年(nian)限来(lai)(lai)看(kan),国微集团的(de)EDA研发之(zhi)路似(si)乎刚刚开(kai)启;但从研发团队的(de)经验维度来(lai)(lai)看(kan),其(qi)已经深耕(geng)EDA产(chan)业长达(da)10年(nian)以上(shang)。我(wo)们(men)期待未来(lai)(lai)的(de)时(shi)间里,国微集团能给EDA产(chan)业界带来(lai)(lai)更多的(de)惊喜。



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