后摩爾時代：新思科技詳解EDA發(fā)展趨勢

EDA軟件作為關(guān)鍵的芯片設(shè)計工具，是集成電路產(chǎn)業(yè)的一大基石，隨著國內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)鏈的不斷深入，大眾對于上游EDA的關(guān)注度也直線上升。

從體量來看，EDA的全球規(guī)模在百億美元左右。在上千億美元的集成電路產(chǎn)業(yè)中，EDA的市場體量雖然不大，但起到非常重要的支撐作用，是集成電路中必不可少的基礎(chǔ)工具，貫穿了芯片設(shè)計、芯片制造、芯片封測等各產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)。

目前在全球市場上，EDA市場集中度較高，三大巨頭Synopsys（新思科技）、Cadence（楷登電子）和Mentor（現(xiàn)西門子EDA部門）占據(jù)了主要市場份額。而眼下隨著摩爾定律的放緩，巨頭們也在思考如何應(yīng)對后摩爾時代的挑戰(zhàn)。

“隨著技術(shù)向高級制程演變，大家在追求三件事情：一個是功耗最低，二是性能表現(xiàn)最優(yōu)，三是成本最優(yōu)，大家會覺得在這個過程當(dāng)中，再遵循摩爾定律似乎沒有辦法去支持以前這樣的發(fā)展，”近日，新思科技首席運營官Sassine Ghazi在接受21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報道等媒體采訪時表示，“以前主要面臨的是在芯片當(dāng)中要加多少個晶體管，它是一個量級上的復(fù)雜性，現(xiàn)在不僅僅是技術(shù)上的瓶頸，而是規(guī)模上的復(fù)雜性。主要的原因是遵循以前的摩爾定律的話，預(yù)測性跟不上、研發(fā)等投入負(fù)擔(dān)不了、設(shè)計的難易程度沒有這么簡單了。”

面對日益復(fù)雜的芯片設(shè)計生產(chǎn)等環(huán)節(jié)，新思科技提出了SysMoore的概念，指的是在系統(tǒng)的層面解決問題，而不單單是在集成晶體管的數(shù)量的層面去解決。

超越摩爾法則

國信證券報告指出，芯片的復(fù)雜程度和集成度上升，產(chǎn)業(yè)分工以及設(shè)計成本攀升，使EDA軟件也成為了集成電路上游的必備工具，在摩爾定律的推動下，如今5nm的芯片可以容納125億個晶體管，必須依靠EDA工具完成電路設(shè)計、版圖設(shè)計、版圖驗證、性能分析等工作；同時，根據(jù)IBS的數(shù)據(jù)，集成電路設(shè)計成本從28nm的5130萬美元躍升至5nm芯片的5.422億美元。往往幾次流片的失敗就可能會讓一家芯片設(shè)計初創(chuàng)公司丟失生命，高筑的IC設(shè)計成本也讓EDA軟件愈發(fā)重要。

而在后摩爾時代，隨著成本越來越高、分工越來越復(fù)雜，也對EDA技術(shù)有了更高的要求。以新思為例，一方面新思在新時期提出了SysMoore來超越摩爾法則，另一方面也在“兩條腿走路”，在提出新解決方案的同時，也會在摩爾定律依然有效的領(lǐng)域中精益求精。

Sassine Ghazi向記者介紹了后摩爾時代EDA產(chǎn)業(yè)發(fā)展的四大趨勢，“第一，摩爾定律并不是完全消失，傳統(tǒng)的基于量級的規(guī)模體量的摩爾定律依然是很多公司的一個重點，這是利潤的前提。但是在此基礎(chǔ)上有新發(fā)展了，比如說大家在設(shè)計的過程當(dāng)中越來越關(guān)注于它的功耗表現(xiàn)，這是第二大趨勢。”

他還談道：“第三大趨勢就是2.5/3D的多裸片晶圓的設(shè)計。它的一個特點是由于摩爾定律有它的局限性，我們現(xiàn)在的想法一方面是提高能效，另外一方面想達(dá)到系統(tǒng)級別的封裝，即一個封裝包里在系統(tǒng)級芯片上，如何多一些裸片晶圓集成在一起。集成的一部分遵循摩爾定律，而另一部分就是超越摩爾法則，新思科技做了很多可以提前預(yù)設(shè)好、可以進(jìn)行重復(fù)使用的IP模塊，直接進(jìn)行組合。”

第四點趨勢則是追求晶圓的可靠性，Sassine Ghazi提到，汽車、超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域中，要做晶圓健康的監(jiān)控。同時，隨著解決方案中軟件的成本和內(nèi)容肯定會越來越多，大家會更多地利用AI技術(shù)，重視保障性和安全性。

談及新思科技的目標(biāo)，Sassine Ghazi表示：“無論是依賴傳統(tǒng)的摩爾定律進(jìn)行芯片設(shè)計的客戶，還是已經(jīng)超越摩爾用SysMoore從系統(tǒng)級別去解決芯片設(shè)計的客戶，我們希望提高他們的生產(chǎn)率1000倍。”

降低芯片設(shè)計門檻

除了技術(shù)工藝層面的發(fā)展之外，新思科技全球資深副總裁兼中國董事長葛群向21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報道記者表示：“未來EDA的角色很重要的一個改變就是能夠讓整個芯片設(shè)計的門檻降低，讓更多人能夠參與到芯片設(shè)計當(dāng)中來。”

他表示，這也是新思科技希望在未來的后摩爾時代通過達(dá)成兩邊的發(fā)展。一方面是解決對于整個不同工藝尤其是硅工藝的建模和抽象；另一方面能夠讓更多的人參與到芯片設(shè)計當(dāng)中來，滿足不斷發(fā)展的需要。

葛群談道，現(xiàn)在芯片設(shè)計的門檻非常高，“做芯片設(shè)計要EE、計算機(jī)科學(xué)或者相關(guān)專業(yè)畢業(yè)，同時還得培訓(xùn)5到10年以上才有機(jī)會，大概15年前，如果我們優(yōu)化照片，得找一個會PS的人做，現(xiàn)在我們每個人都有個美圖秀秀這樣類似的工具，能夠?qū)ψ约赫掌龈鞣N非常專業(yè)的美化，而不需要任何培訓(xùn)。”

在葛群看來，更多人進(jìn)入芯片設(shè)計中也非常符合現(xiàn)在中國（半導(dǎo)體）整體發(fā)展的需要，“因為中國最大的優(yōu)勢就是我們有很多的系統(tǒng)要求，如果很多好的軟件公司需求爆發(fā)，能夠像現(xiàn)在做軟件行業(yè)一樣有更多的人才供應(yīng)，或者降低對人才的門檻，他們使用類似新思這樣的EDA工具參與到這個芯片設(shè)計的行列來，能夠更好地釋放中國未來的整個產(chǎn)業(yè)發(fā)展。”

根據(jù)財報，新思科技在2020財年的全球營業(yè)收入為37億美元，而中國市場的貢獻(xiàn)達(dá)到了11.4%。中國擁有龐大的芯片消費市場，國際企業(yè)也十分看中中國市場的新機(jī)遇，尤其是外部環(huán)境變換的情況下，如何做好本地化是重要的課題，在研發(fā)層面，新思在上海、武漢均設(shè)有研發(fā)中心，其中武漢主要負(fù)責(zé)研發(fā)IP模塊和軟件安全產(chǎn)品。

另一廂，中國的企業(yè)們也在加速對于EDA產(chǎn)業(yè)的投入，在業(yè)內(nèi)人士看來，國內(nèi)EDA目前在產(chǎn)業(yè)鏈的各環(huán)節(jié)上進(jìn)行提升，但是從全產(chǎn)業(yè)鏈和實力上看和巨頭仍存在較大差距。未來在國內(nèi)市場上，EDA的生態(tài)將如何發(fā)展，國內(nèi)外企業(yè)之間又將如何協(xié)作，都值得繼續(xù)觀察。