芯和半導體：國產(chǎn)EDA一定要有自己的獨特優(yōu)勢

一年一度的ICCAD不僅是集成電路設計公司的聚會(huì )，更是國產(chǎn)EDA公司集體展示自身技術(shù)實(shí)力和研發(fā)成果的舞臺。作為IC產(chǎn)業(yè)鏈條中相對較薄弱的一環(huán)，國產(chǎn)EDA與驗證仿真相關(guān)企業(yè)的數量在過(guò)去幾年爆發(fā)式增長(cháng)，讓國產(chǎn)EDA成為整個(gè)IC產(chǎn)業(yè)鏈最活躍的一環(huán)。

在ICCAD2024現場(chǎng)，多家國產(chǎn)EDA企業(yè)亮相并介紹各自取得的技術(shù)突破和設計新服務(wù)內容，鴻芯微納首席技術(shù)官、聯(lián)合創(chuàng )始人王宇成，芯華章首席市場(chǎng)戰略官謝仲輝，芯和半導體創(chuàng )始人、總裁代文亮，思爾芯副總裁陳英仁，國微芯首席產(chǎn)品科學(xué)家顧征宙，芯行紀銷(xiāo)售副總裁孫曉輝，巨霖科技創(chuàng )始人兼董事長(cháng)孫家鑫，速石信息首席技術(shù)官張大成，芯啟源集團副總裁兼董事會(huì )秘書(shū)廖鼎鑫，芯易薈研發(fā)副總裁石賢帥等從不同的角度，為與會(huì )的設計企業(yè)帶來(lái)了覆蓋EDA全鏈路的國產(chǎn)設計解決方案。

作為一家擁有超過(guò)15年歷史的本土EDA企業(yè)，芯和半導體提供覆蓋芯片、封裝到系統的全產(chǎn)業(yè)鏈仿真EDA解決方案，確保設計團隊能夠在整個(gè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中保持高度的一致性和優(yōu)化。芯和半導體總裁代文亮介紹，公司圍繞“集成系統設計”進(jìn)行技術(shù)和產(chǎn)品的戰略布局，開(kāi)發(fā)由AI人工智能技術(shù)加持的多物理引擎技術(shù)，以“仿真驅動(dòng)設計”的理念，提供從芯片、封裝、模組、PCB板級、互連到整機系統的全棧集成系統級EDA解決方案，實(shí)現系統內各種芯片及硬件的高速高頻互連，以智能聯(lián)接智能。。這種技術(shù)特點(diǎn)確保了產(chǎn)品在設計階段的性能和可靠性，減少了后續生產(chǎn)過(guò)程中的風(fēng)險和成本。芯和半導體擁有多種自主創(chuàng )新的電磁、電路、電熱、應力等多物理場(chǎng)仿真技術(shù)以及智能的網(wǎng)格技術(shù)。這些技術(shù)不僅支持從納米到厘米級的多尺度仿真需求，以支撐AI芯片、封裝和智算系統的完整覆蓋.

   Chiplet先進(jìn)封裝與高速高頻互連EDA工具是芯和半導體進(jìn)入EDA領(lǐng)域的兩個(gè)重點(diǎn)發(fā)展方向。面向高速高頻互連設計，芯和半導體不斷推出創(chuàng )新技術(shù)和平臺，如適用于芯片、封裝、電路板、線(xiàn)纜、連接器和天線(xiàn)等任意3D結構的全系電磁仿真平臺Hermes，高速高頻設計中封裝和板級的SI/PI協(xié)同分析、拓撲提取及電-熱-應力聯(lián)合分析平臺Notus，針對信號完整性的時(shí)域和頻域全鏈路的通用驗證平臺ChannelExpert等。芯和半導體在射頻領(lǐng)域擁有針對芯片-封裝-模組-PCB的射頻系統設計平臺XDS，支持基于PDK驅動(dòng)的場(chǎng)路聯(lián)合仿真流程，內嵌基于矩量法的三維全波快速電磁仿真引擎，支持從芯片到封裝的跨尺度仿真，并內嵌XSPICE射頻電路仿真引擎，支持DC OP、AC和調諧優(yōu)化等仿真。憑借在這射頻方面的技術(shù)積累，芯和半導體榮獲2023年度國家科技進(jìn)步獎一等獎。談及此次獲獎的項目，代文亮博士介紹，該項目的核心就是信號傳輸速率越來(lái)越高帶來(lái)了芯片內的信號干擾，而如何降低信號電磁干擾帶來(lái)的傳輸損耗就是這個(gè)項目重點(diǎn)要解決的問(wèn)題。

Chiplet先進(jìn)封裝EDA是芯和半導體另一個(gè)領(lǐng)先的技術(shù)方向，公司從2012年就進(jìn)入到系統級封裝SiP的EDA設計領(lǐng)域，一直保持著(zhù)對先進(jìn)封裝設計仿真的關(guān)注。據了解，芯和半導體在2021年全球首發(fā)的3DIC Chiplet 先進(jìn)封裝系統設計分析全流程EDA平臺，已被全球多家頂尖芯片設計公司廣泛采納，用于設計下一代面向人工智能、數據中心、汽車(chē)電子和AR/VR市場(chǎng)的高性能計算芯片，包括CPU/GPU/NPU等，有力推動(dòng)和完善了國內Chiplet產(chǎn)業(yè)鏈的生態(tài)建設。舉例來(lái)說(shuō)，專(zhuān)為2.5D、3DIC先進(jìn)封裝而設計的系統級SI/PI仿真平臺Metis，可以輕松實(shí)現基于Interposer和傳輸線(xiàn)模板的參數化前仿真功能，并支持面向2.5D和3DIC封裝的SI/PI和電路聯(lián)合分析流程。Metis 2024版本新開(kāi)發(fā)了System SI高速電路仿真流程，內嵌XSPICE電路仿真引擎，便于用戶(hù)直接評估HBM設計是否滿(mǎn)足時(shí)域指標要求。

談及擺脫路徑依賴(lài)，代文亮博士認為這是國產(chǎn)EDA工具的一個(gè)機遇。先進(jìn)封裝是國產(chǎn)半導體設計的一個(gè)機會(huì )，要從協(xié)議標準和通信傳輸等方面做原創(chuàng )設計來(lái)提升國產(chǎn)芯片的性能表現。既然工藝方面遇到一些限制，就要想辦法在設計理念方面進(jìn)行一些革新，比如業(yè)界過(guò)去都在談DTCO（設計工藝協(xié)同優(yōu)化），那么現在需要考慮升級到STCO（系統技術(shù)協(xié)同優(yōu)化），從系統級架構如傳輸、通信等方面去對設計進(jìn)行優(yōu)化，也許是一條提升IC性能的新路徑?；贑hiplet這種結構，可以把更多功能的單元集成在一起，通過(guò)適當把芯片尺寸做大一點(diǎn)，如果能把散熱問(wèn)題解決好，能一定程度擺脫對先進(jìn)工藝的依賴(lài)性。最關(guān)鍵的，代文亮博士強調，國產(chǎn)EDA廠(chǎng)商一定要構建自己的獨特優(yōu)勢和差異化特色，不能一味照搬、國產(chǎn)替代而是要緊跟技術(shù)發(fā)展的趨勢尋找市場(chǎng)機遇，比如以前做EDA的廠(chǎng)商不會(huì )考慮液冷風(fēng)冷等設計，但現在的AI大芯片都開(kāi)始用液冷設計，那么如何抓住這種市場(chǎng)新需求，提供獨特的設計工具和設計流程，才能更好地助力國產(chǎn)芯片實(shí)現性能方面的追趕。