【2022-2023專題】不畏浮雲遮望眼 國産EDA如何抓住系統級驗證新機遇？
【編者按】2022年，半導體行業依然在挑戰中前行。後疫情時代、行業下行、地緣政治等因素仍深刻地影響着全球半導體産業鍊及生态。2023年全球半導體行業如何發展？新的挑戰又會從何而來？為了厘清這些問題，集微網特推出【2022-2023專題】，圍繞熱門技術和産業，就産業鍊發展态勢、熱點話題及未來展望做一詳實的總結及梳理，旨為在行業中奮進的上下遊企業提供可以參考的鏡鑒。
本期受訪嘉賓：芯華章科技股份有限公司（簡稱芯華章）首席市場戰略官 謝仲輝
挑戰與機遇并存 發展仍是主基調
衆所周知，EDA是集成電路設計、制造、測試全産業鍊的關鍵紐帶，是全球信息産業的基本支點，更是多學科多領域知識緊密融合的艱深領域。
2022年，伴随半導體産業周期出現了急劇變化，特别是消費電子領域受到沖擊較大。上遊市場的波動，是否會給還在發展中的國産EDA帶來巨大沖擊呢？
芯華章科技首席市場戰略官謝仲輝表示，“半導體一直是周期性很強的産業，局部市場需求的波動，不會給作為上遊工具的EDA帶來太大影響，反倒是企業修煉内功，打造産品和服務能力的機會。”
在他看來，首先伴随存量項目需求下降及産能的釋放，下遊企業有了更多打磨新産品的機會，往往會通過技術創新、上馬新項目、研發新産品，來填補收入落差，在未來競争中占得先機的動力會更強，這些都有利于激發行業創新，從而對EDA工具提出更旺盛的需求；
其次，新的市場在發展，提供了更廣闊的機遇。比如随着數字化轉型的大趨勢推動，除了消費電子領域，數據中心、智能汽車、工業智能控制等新技術領域的發展，正為半導體産業發展提供新的增長驅動力。
與此同時，新的技術在發展，行業不斷煥發新的活力。随着異構計算、Chiplet等新技術的出現和制程工藝的不斷發展，無論是芯片還是整體電子系統的複雜度都在提升，對EDA提出了新的要求，也賦予了EDA新的産業價值。EDA不僅要賦能芯片創新，更需要賦能系統從設計到量産的創新，為電子系統的性能、功能和功耗驗證保駕護航。
謝仲輝表示，“系統級芯片領域的創新與挑戰正在給EDA帶來更大的發展機遇。”近些年，伴随摩爾定律進入發展平台期，晶體管密度雖然還在繼續增加，但功耗密度和性能密度已經很難進一步提高，由此帶來芯片設計的進一步變革，從設計更快、更小的芯片轉變為設計更符合系統應用創新需求的芯片。如何做好一顆芯片的設計，不再是繼續簡單增加功能或者提高工藝，而是需要做好應用系統和軟硬協同等系統級的優化創新。蘋果、特斯拉、華為等系統公司都在從“采購和使用通用芯片”，轉向“定制自己的芯片”，在内部不斷加強芯片團隊方面的投資，通過SoC芯片和ASIC芯片的創新來實現系統創新，正是對這種趨勢的最佳诠釋。
具體到國内市場來看，除了大的技術趨勢，在全球數字經濟加速與國際形勢變化的雙重壓力下，我國半導體産業鍊自主研發迫切性和必要性在進一步加深，正在走出一條具有中國特色的産業發展之路，先進的數字前端EDA工具，可以加速芯片設計中的算法創新和架構創新，從而賦能系統級應用創新，某種程度上彌補芯片制程工藝落後帶來的影響，降低芯片供應鍊的風險。
行業創新活力不斷煥發
其實，EDA工具的叠代升級早已勢所必然。如果說傳統的EDA扮演的仍是“閱卷人”的角色，主要是做功能驗證，幫助找bug、揪錯誤，那麼新趨勢下的EDA也在一起充當“做題人”的角色。
如何理解這一角色轉變？就是EDA更多參與到設計、架構、軟硬協同、功耗等方方面面的優化探索中，在系統級創新中扮演更重要的角色。通過借助先進的數字前端EDA工具，加速芯片設計中的算法創新和架構創新，從而更好賦能系統級的應用創新。
面對系統級驗證挑戰和機遇，作為我國本土EDA廠商中的優秀代表，芯華章在 2022年推出多款新産品，基本建立完整的數字驗證全流程工具鍊，為産業提供更多創新選擇。5月，芯華章發布基于創新架構的全面調試系統昭曉Fusion Debug；9月，官宣完成瞬曜整合并購，将超大規模軟件仿真技術融入芯華章智V驗證平台，鞏固芯華章敏捷驗證方案；12月，發布高性能FPGA雙模硬件驗證系統HuaPro P2E。這些新産品的背後，代表的是一批具備自主知識産權的數字驗證技術，正在被國産EDA公司掌握，是中國自主研發集成電路産業生态的重要裡程碑。
目前芯華章已經集結了一支近500人的全球化精英團隊，其中八成為尖端研發人員，碩博比例高達80%，并成功獲得專利授權39件，著作權10件。
紮實的産品與服務能力，為芯華章赢得了用戶和資本的青睐。目前，芯華章對外公布的合作用戶包括燧原科技、飛騰、曦智科技、鲲雲科技、芯來等幾十家業内知名企業。在營收上，相比2021年同期，芯華章公司自研産品的營收增長已經超過600%。2022年，芯華章也相繼完成Pre-B+輪、B輪融資，收獲國開制造業轉型升級基金、中金基金等頂級資本堅定支持，所融資金将繼續投入下一代集成電路設計工具的研發。
實至則名歸。2022年，芯華章也獲得了多家媒體、機構所頒發的行業和技術獎項，榮獲胡潤全球瞪羚企業、2022年度南京市獨角獸企業、全球電子成就獎-年度EDA産品、中國EDA市場年度領先企業、中國芯“優秀支撐服務企業”等殊榮。
EDA 2.0加速築基
展望2023年，盡管存在市場遇冷的風險，但長遠來看，數字化發展仍然是大勢所趨。拿到國内來看，公開數據顯示，2021年，我國數字經濟規模約45萬億元，GDP占比近40%，預計到2025年，産業數字化的規模将會超過50萬億元，占比達到50%。數字經濟的發展離不開先進半導體産業的支持，對背後起支撐作用的集成電路設計工具EDA業提出了更廣泛的需求。
着眼短期，基于半導體行業分工細、領域劃分細的特性，每一個細分領域都存在不同的投資機遇。伴随人工智能、雲計算、智能汽車等領域的持續快速發展，進一步拉動了産業數字化對芯片，特别是複雜的大規模系統級芯片的需求。
基于上述洞察，芯華章2023年将業務重點放在了這樣三個方面：
一是提高服務能力，加速已發布的産品在客戶項目中繼續落地，拓展市場占有率；
二是在與用戶的磨合中，深化産品的叠代，滿足客戶的差異化需求；
三是繼續推進新産品的研發，不斷完善産品布局，強化全流程服務能力。
值得強調的是，作為EDA 2.0的推動者，芯華章在打通核心産品、核心技術，低頭趕路的同時，也放眼未來，專注前沿技術的研究。
最近這些年我們可以看到，各種高層次設計流程已經紛紛出現，多樣化的開源EDA和開源硬件項目數量快速增加，AI已經被應用在不少EDA設計環節，甚至部分下遊系統公司和制造公司，如谷歌、蘋果等，已經自己在開發基于獨特應用需求的EDA工具。這些新興的EDA變革趨勢，甚至不全是由商業利益驅動的，而是下遊産業的需求在目前EDA平台上無法得到充分滿足而“自然”出現的，是上下遊産業發展不匹配的結果。
面對系統級開發挑戰，為了讓芯片設計更簡單、更普惠，芯華章提出EDA 2.0，核心思路就是抓住電子系統需求對EDA提出更高要求的契機，進行産業創新升級，并提出“開放與标準、自動和智能、平台與服務”三大發展目标。
芯華章希望通過EDA工具和方法學的全面進階，讓系統工程師和軟件工程師都參與到芯片設計中來，解決設計難、人才少、設計周期長、設計成本高企的問題，用智能化的工具和服務化的平台來縮短從芯片需求到系統應用創新的周期，降低複雜芯片的設計和驗證難度，賦能電子系統創新。
基于此，芯華章在2022年又提出了“敏捷驗證”的理念，其核心是借助“自動和智能的快速叠代”、“提早進行系統級驗證”、“統一的數據庫和調試手段”三大技術方向，加速系統設計與架構創新，進而從整體上降低芯片開發的成本、風險和難度。
2022年7月，芯華章研究院正式成立，中國工程院院士沈昌祥出任榮譽院長，并邀請中國科學院院士毛軍發出任首席專家顧問。研究院将以研究下一代EDA 2.0方法學與技術為目标，面向工業應用的核心基礎技術做長期、持續地研發投入與技術攻關，構建專業高效的技術研究和産業化雙向鍊接通道，賦能數字化産業高質量發展。
未來3年，芯華章計劃投入超過1個億資金，在三個方向加強基礎技術攻堅，包括“下一代EDA設計驗證方法學”、“EDA設計驗證理論和算法”、“EDA 高性能計算平台”。研究院目前已經開展機器學習算法和光計算在形式化驗證中的應用、如何利用新一代語言深度打通軟硬件系統驗證等多個課題，正在紮實推進各項前沿技術研究。（校對/薩米）
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