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EDA/IP:未来已来,将至已至,唯变不变

时间:2021-12-10 05:14:00 作者:赵元闯 阅读:
作为集成电路产业链上游的核心技术,EDA/IP有着“半导体皇冠上的明珠”之称,长期以来,市场被国外巨头掌控。国产EDA/IP的困境也是我国集成电路整个产业链的缩影,亟需通过自主创新实现突破,加速本土企业融入集成电路产业链和价值链。未来已来,将至已至,唯变不变。
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本文转自公众号“芯思想 ChipInsights”,首发于发改委旗下《中国战略新兴产业》杂志,原标题:EDA/IP唯变不变

芯片设计被誉为人类历史上最细微也是最宏大的工程,芯片研发工作者需要把数百亿颗晶体管集成在面积最小至指甲大小的芯片上。如此复杂的工程,从设计阶段开始就错综复杂,很多环节互相串联,形成一个长流程,需要专业细分、领域不同的研发人员、专业人士和科学家集团队力量协作而成并且保证每个环节的高正确度。

作为集成电路产业链上游的核心技术,EDA/IP有着“半导体皇冠上的明珠”之称,EDA和IP对于芯片设计的重要性不言而喻。长期以来,EDA/IP市场被国外巨头掌控,外商占据了全球市场90%以上的份额。从全球产业格局来看,2020年全球半导体产值约4400亿美元,然而EDA/IP的市场份额约120亿美元。

EDA的全称是Electronic Design Automation(电子自动化设计)。打个比方,我们写文档、算数据、绘制图形等等都需要用Word、Excel等工具一样,只有凭借这些工具,我们才可以把我们的想法描绘出来,进而产生出更多有洞见的思想。EDA就是类似的工具。芯片设计是一个复杂而巨大的流程,包括数字模拟电路设计、物理后端设计、封装设计、测试设计等方面,EDA工具就是这些复杂而巨大流程都必须的根技术。

1986年Aart de Geus博士发明了逻辑综合工具Design Compiler,使原本用单个门来手动设计芯片电路的工程师可以用电脑语言来“写”电路的功能,提高了芯片设计的抽象层次,极大提升了集成电路设计的效率,从而让工程师将更多精力集中在创造性设计上。产品一经推出,得到全球几乎所有的芯片供应商、IP供应商和库供应商的支持和应用,到九十年代中期,Design Compiler已经成为 RTL 逻辑综合的事实标准,让开发者的生产力提高至10倍。Design Compiler作为业界历史最悠久的设计实现工具,目前被90%以上ASIC设计人员广泛使用。

2000年左右,半导体的制程进展到0.18微米,芯片上集成的晶体管数已大大超过一千万个,此时如果使用一般的设计方法就容易出现问题。这时可重复使用的IP(Intellectual Property)出现了。

(图自:中国战略新兴产业)

IP通常又称IP核(IP Core),是一段具有特定电路功能的硬件描述语言程序,是指在集成电路设计中那些已验证的、可重复利用的、具有某种确定功能的、具有自主知识产权功能的设计模块,其与芯片制造工艺无关,可以移植到不同的集成电路工艺中。从而减少设计工作量,缩短设计周期,提高芯片设计的成功率。该电路模块的成熟设计凝聚着设计者的智慧,体现了设计者的知识产权。IP核的产生简化了芯片设计的复杂度,当EDA设计也需要这些功能的时候,就可以直接将植入了此功能的IP拿过来直接用,而不用再重新设计。

作为中国集成电路产业链中最为薄弱的环节,EDA/IP亟需通过自主创新实现突破,加速本土企业融入集成电路产业链和价值链。

近年来,国产EDA/IP公司受到资本市场的追捧,2020年至今,本土的EDA/IP公司共进行了超过30亿融资,且融资金额大都是以亿元级计算。EDA方面,华大九天、广立微、概伦电子、国微思尔芯都在IPO进程中;IP方面,芯原微已经上市,锐成芯微也在IPO进程中;芯耀辉年融资十亿,研发先进工艺接口IP;芯来科技已经完成数亿元融资,其开发的RISC-V处理器IP核立足本土,助力国产自主可控。

国产EDA/IP仍然面临着诸多挑战,而在这些挑战中,我们往往可以窥见巨大的市场机遇,并找到解决方案。国内企业需要做的便是坚持自主研发,不断夯实内功,锻造自身技术实力。

国产EDA/IP的困境也是我国集成电路整个产业链的缩影。作为引领科技和产业变革的关键力量,集成电路产业已经逐渐渗透至经济社会领域的各个方面,成为数字经济发展、产业智能化转型的重要支撑。

未来已来,将至已至,唯变不变。值此百年未有之大变局,中国集成电路产业更需坚持自主攻坚关键核心技术,促进科技成果转化,同时积极协同创新链、金融链、产业链,共同构筑集成电路产业生态。

责编:Luffy Liu

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