国产EDA如何发展？芯片行业的三大方向

历经多年的发展，全球EDA市场基本上被Synopsys、Cadence和西门子EDA这三大巨头所垄断，这对有着国产替代迫切需求的本土EDA行业来说无疑是一个巨大挑战。
思尔芯S2C副总裁陈英仁先生在早前举办的ICCAD 2023高峰论坛的演讲中指出，对于国产EDA产业来说，除了人才和资金的问题外，产品之间的协同、政府配套政策也都是企业需要考量的。
“EDA国产化不会一蹴而就，这是一条艰难的路，我们需要看到未来的发展趋势，持续创新，发展生态，才能共赢未来。”陈英仁接着说。
芯片行业，三大方向,众所周知，EDA服务于芯片行业，它的出现是为了保证芯片能够尽量以高效率、低成本的方式设计出来。由此可见，EDA产业所关注的趋势，当中一大部分就是来自于芯片本身。想要和国际三巨头竞争，除了追赶现有技术，还需要另辟赛道关注新技术。当前行业主要有三大技术热点，分别是RISC-V、AI和Chiplet。
首先看RISC-V。作为一个开源的芯片架构，拥有免授权费和设计简约性等优势的RISC-V在过去几年于全球掀起了发展热潮。尤其是进入最近几年，在地缘政治的影响下，RISC-V的崛起势头更猛。据BCC Research 统计预测，未来几年，RISC-V 技术市场将达到 33.1% 的复合年增长率，那就意味着到 2027 年底整体市场总额将达到 27 亿美元。
陈英仁提到，当前的RISC-V主要是在IoT市场发力，特别是其开源性和高度可定制性与IoT的需求完美契合。但他同时指出，展望未来，在高性能市场如HPC领域，通用性成为了基本需求。随之而来的碎片化和兼容性问题将是一大挑战，新的EDA工具将是解决方法之一。
其次看AI。伴随着ChatGPT的横空出世，本来就火热的人工智能产业关注度瞬间提升了好几倍。这不仅让英伟达这样的GPU龙头业绩飙升，很多初创芯片公司也正在铆足劲，打造高性能AI加速器去抓住人工智能这个大契机。
陈英仁在接受半导体行业观察采访时强调：“生成式AI的出现让其相关的应用爆发，带给整个芯片设计产业带来新的机遇。”他同时指出， AI加速器的引擎不是传统的架构，需要一个新的设计流程，实现应用驱动算法，然后算法再驱动软件，最后软件定义硬件的整体架构。这些都需要一个新的探索，是EDA可以发力的地方。
最后看Chiplet——一个旨在解决传统高性能芯片所面临的性能、功耗和成本取舍的技术。在陈英仁看来，Chiplet的崛起是必然，但Chiplet在标准统一性、灵活性和异构设计上的搭配上还需要有更多的探索，这就牵扯到新的EDA工具链，还关乎到如何结合上下游来达成新的商业模式。
“对于EDA产业来说，这些变化都是非常好的切入点，如果我们能把握住这些机会，创造一些新的出路，新的商业模式，就能为客户创造更大的价值。”陈英仁说。为此，思尔芯正在全力以赴投入其中，做一些预见性的布局和前瞻性探索，以提供一些领先的解决方案。
构建平台，随“机”应“变”,正如陈英仁在文章开头所说，资金是有限的，做什么事？怎样做？就成为了思尔芯这些企业在面对上述产业新趋势时需要解决的头等大事。具体而言，需要明确如何善用目前已有的产品做应用上的创新？如何在软件、硬件开发上更密切地交互？如何将系统、不同的工具产品相搭配，组合成一个系统级的工程？,对此，思尔芯的应对之法是利用自身产品打造平台，推动一个新的EDA生态圈。
据陈英仁介绍说，思尔芯成立接近20年，聚焦在数字前端，提供了包括架构设计、软件仿真、硬件仿真和原型验证在内的验证解决方案。有了这一系列工具，就可以更好地将其搭配在一起，提供早期的虚拟建模和仿真需求，为新的科技探索提供更大的方便性。他进一步指出，在整体产品的虚、实、云方面，思尔芯提供了一个新的应用的结合，包括“芯神匠”架构设计、“芯神驰”软件仿真、“芯神鼎”硬件仿真、“芯神瞳”原型认证和可以上云的“芯神云”，将其整合在一起，一个更有效的平台就诞生了。
基于这个平台，和生态结合，在面临新科技需求的时候，将不同的芯片设计公司、IP供应商、主流架构厂商及高校等结合到一起，以提供更有效的方案。如在RISC-V方面，思尔芯早前已发布消息，无论是在一代、二代，还是即将到来的三代“香山”系列RISC-V处理器，开芯院都采用了思尔芯“芯神瞳”原型验证解决方案，加速其技术的演进与应用落地。
据透露，为了应对“香山”项目中所面临的验证设计的功能、性能和可靠性等技术挑战，思尔芯为“香山”提供了一个针对性的原型验证解决方案：“芯神瞳”VU19P原型验证系统。其灵活与可扩展的架构体系，可满足不同设计容量、应用程序和设计阶段的需求，使“香山”能够更加高效地完成SPEC跑分验证、IO验证以及BSP驱动的开发等工作，涵盖了从硬件设计到软件集成的整个生命周期的不同方面。
开芯院则认为，思尔芯的原型验证系统不仅为公司提供了一个在真实硬件环境进行测试和验证的平台，还助力项目从性能评估到软硬件集成的每一个关键步骤，为‘香山’项目的成功奠定了坚实的基础。
除此以外，思尔芯还与多家RISC-V原厂配合做微架构的调整优化工具，尤其是在硬件仿真的需求上，提前规划出规范性测试标准能够有效缓解RISC-V接下来可能会面临的碎片化问题，这也是他们看好的一个重要机会。
针对AI与Chiplet这样的新技术，思尔芯的工具作为主要载体和平台，在早期阶段通过虚拟建模和仿真，并在可编程硬件上进行高精度的验证。这种“虚+实”的结合，适用于各种新技术，在统一的设计验证环境中便于进行构思、探索与实践。并结合不同EDA厂商、IP厂商、后端制作等产业链合作伙伴进行共同探索与优化。
写在最后,在谈到未来的发展时，陈英仁重申：“在EDA产业链中，如果光靠一家公司利用政府的资金去开发新产品、开发新环境、对标‘三大家’，是不可能的”。为此，思尔芯希望借由公司的工具平台和产业联盟，与大家一起合作，解决EDA产业“既要、又要、还要”的问题。
“以往我们在数字前端部分都是以原型验证为主，过去一年我们也陆续加入了包括硬件仿真和软件仿真在内的一些新产品，近来也发布了一个用于数据调试的新工具。我们希望可以携手国产供应链上不同环节的合作伙伴，在新的应用和技术上发力，提供新的解决方案。”陈英仁说。