EDA是芯片設(shè)計與生產(chǎn)的核心，是銜接集成電路設(shè)計、制造和封測的關(guān)鍵紐帶，對行業(yè)生產(chǎn)效率、產(chǎn)品技術(shù)水平有重要影響。在芯片設(shè)計方面，設(shè)計人員需要使用EDA工具來設(shè)計幾十萬到數(shù)十億晶體管的復(fù)雜集成電路，以減少偏差、提高成功率及降低費用；在晶圓制造方面，工程師可以利用EDA提供的制造工藝流程服務(wù)，基于新材料、新工藝的EDA技術(shù)，來提升集成電路的性能、縮減尺寸；在封裝測試方面，工程師可以使用EDA提供的封裝平臺，將加工完成的晶圓進行切割、封塑和包裝，并利用EDA對芯片的可靠性和穩(wěn)定性等進行檢測。

雖然EDA市場的規(guī)模并不大，據(jù)ESD Alliance統(tǒng)計，2016年至2021年，全球EDA市場規(guī)模從85.23億美元，增長到了132.75億美元，但卻相當(dāng)重要，因為它可以撬動數(shù)千億美元的集成電路市場規(guī)模。在2021年，EDA市場就以132.75億美元，撬動了超過4500億美元的半導(dǎo)體市場，以及數(shù)萬億美元的電子產(chǎn)品市場，乃至數(shù)十萬億美元規(guī)模的數(shù)字經(jīng)濟。受益于國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，國內(nèi)EDA市場這幾年也實現(xiàn)了較快的增長。

不過，就市場格局來看，Cadence、Synopsys和西門子（收購了Mentor Graphics）為全球EDA市場三巨頭，十多年來，這三家企業(yè)的市場份額加起來超過了70%。國內(nèi)EDA企業(yè)的市場占比普遍不高，但經(jīng)過這幾年的發(fā)展，國內(nèi)EDA企業(yè)不僅數(shù)量增加了不少，推出的產(chǎn)品也越來越豐富。2022年底的ICCAD上，國產(chǎn)EDA公司深圳國微芯科技有限公司就一口氣推出了其“芯天成”5大系列14款新產(chǎn)品。

據(jù)深圳國微芯科技有限公司執(zhí)行總裁/首席技術(shù)官白耿博士介紹，目前國微芯已經(jīng)組件了超過300人的研發(fā)團隊，碩博比超了75%，核心成員均有20年以上的知名海內(nèi)外公司從業(yè)經(jīng)驗。而這14款新產(chǎn)品是其團隊從2018年以來在國產(chǎn)EDA領(lǐng)域厚積薄發(fā)的體現(xiàn)。

“芯天成”5大系列14款新產(chǎn)品

“芯天成”系列五大平臺包括物理驗證平臺EssePV、光學(xué)鄰近矯正平臺EsseOPC、形式驗證平臺EsseFormal、仿真驗證平臺EsseSimulation、特征化建模平臺EsseChar。

14款具體的產(chǎn)品及功能介紹如下：
一、芯天成物理驗證平臺EssePV
1、芯天成版圖集成工具EsseDBScope
提供了TB級版圖數(shù)據(jù)的快速加載及快速查看能力，同時集成版圖查詢、定位、測量、標(biāo)記、縮放等功能，支持快速trace、Metal Density、LVL等數(shù)據(jù)分析處理，是一個高效易用的版圖集成平臺。

2、芯天成填充工具EsseFill
可為各類技術(shù)節(jié)點提供高填充能力、穩(wěn)定和高速的工業(yè)級的全芯片版圖填充解決方案，以應(yīng)對半導(dǎo)體制造CMP工藝中的dishing效應(yīng)、erosion效應(yīng)等造成的工藝窗口萎縮以及帶來的良率問題。

3、芯天成版圖拆分驗證工具EsseColoring
可根據(jù)工藝規(guī)則將同一版圖層次拆分成雙重版圖，并可驗證拆分后的版圖，是16nm及以下的先進工藝中的雙重或多重曝光核心技術(shù)方案。

4、芯天成版圖比對工具EsseDiff
可為各類工藝節(jié)點提供穩(wěn)定、準確和高速的版圖區(qū)別驗證技術(shù)解決方案，以應(yīng)對芯片設(shè)計中的ECO版圖改變驗證，以及版圖修改預(yù)期符合驗證等需求。

二、芯天成光學(xué)鄰近矯正平臺EsseOPC
1、芯天成鄰近矯正工具EsseRBOPC
可為各類技術(shù)節(jié)點提供穩(wěn)定、準確和高速的工業(yè)級全芯片版圖修正解決方案，以應(yīng)對半導(dǎo)體制造工藝中的光學(xué)臨近效應(yīng)、刻蝕效應(yīng)和良率瓶頸等問題。

2、芯天成輔助圖形工具EsseRBAF
能夠高效的為工業(yè)級全芯片版圖開發(fā)全面、精確的亞分辨率輔助圖形，使芯片制造在光刻工藝中獲得更大的工藝窗口、更穩(wěn)定的晶圓成像和更優(yōu)異的產(chǎn)品品質(zhì)。

三、芯天成形式驗證平臺EsseFormal
1、芯天成高階等價性驗證工具EsseFECT
可以對黃金參考模型（C-Model）和Verilog實現(xiàn)做形式化等價驗證，以保證兩個實現(xiàn)功能完全形式等價，消除由于仿真驗證不全面而帶來的功能驗證風(fēng)險。

2、芯天成等價性驗證工具EsseFCEC
可為各類技術(shù)節(jié)點提供穩(wěn)定、準確和高速的工業(yè)級芯片等價性驗證方案，以應(yīng)對芯片設(shè)計與驗證過程中的面積優(yōu)化、功耗優(yōu)化和驗證速度瓶頸問題。

3、芯天成模型檢查工具EsseFPV
使用形式化技術(shù)驗證 SystemVerilog 斷言 (SVA) 屬性，為用戶提供快速的錯誤檢測以及預(yù)期設(shè)計行為的端到端的驗證。

四、芯天成仿真驗證平臺EsseSimulation
1、芯天成模擬仿真器EsseSIM
國微芯自主研發(fā)的新一代SPICE精準度、大容量、高性能電路仿真工具，以應(yīng)對今天高度集成的多功能電路設(shè)計仿真需要，如post-layout仿真，電路可靠性仿真等，旨在為模擬電路設(shè)計、電路單元特征化、混合電路和數(shù)字電路模塊驗證等提供更好的仿真解決方案。

2、芯天成電路圖輸入工具EsseSchema
一款國微芯自主開發(fā)的電路圖設(shè)計軟件，旨在為用戶提供更加清晰快捷的電路設(shè)計界面，提供更加直觀的參數(shù)設(shè)置界面和更簡潔的模型導(dǎo)入窗口，以提高電路設(shè)計效率。

3、芯天成電路調(diào)試工具EsseWave
國微芯自主研發(fā)的高性能波形顯示系統(tǒng)，支持讀取主流商用仿真軟件的輸出文件，可以快速的載入數(shù)據(jù)和顯示波形，系統(tǒng)具備強大的圖形分析、計算、顯示和診斷功能。

五、芯天成特征化建模平臺EsseChar
1、芯天成特征化提取工具EsseChar
國微芯自主開發(fā)的新一代特征化工具，基于自主高效的負載均衡分布式系統(tǒng)，內(nèi)嵌高速仿真軟件以及機器學(xué)習(xí)引擎，能快速抽取客戶在先進工藝節(jié)點所需要的先進模型（包括不同PVT下CCS, LVF, Aging等模型）。SoC設(shè)計平臺一體化設(shè)計，能夠快速簡便的實現(xiàn)單元庫特征化需求，并無縫反饋到時序分析平臺，功耗分析平臺，可靠性設(shè)計平臺等，真正實現(xiàn)數(shù)字全流程一體化。

2、芯天成正確性檢查工具EsseSanity
國微芯自主開發(fā)的單元庫/IP驗證工具，采用現(xiàn)代圖形界面以及數(shù)據(jù)庫技術(shù)，能快速驗證海量單元庫。趨勢分析，表格分析，異常點檢測等功能可以快速定位單元庫的潛在問題，幫助加速簽核。獨創(chuàng)的時序報告分析功能可以快速對比不同條件下時序報告的變化，縮短設(shè)計人員響應(yīng)時間。質(zhì)量檢測，單元庫建庫一體化設(shè)計，能夠在同一個窗口管理所有工作，大大提高建庫人員和設(shè)計人員的協(xié)同工作效率。

國微芯EDA工具解決了哪些行業(yè)痛點？

白耿博士自豪地表示，國微芯的多個EDA工具，包括全系列形式驗證工具均已經(jīng)入市，在國內(nèi)多家知名AI芯片公司、GPU公司及FPGA公司正式商用，核心EDA工具已部署至包括深圳IC基地在內(nèi)的多個公共服務(wù)平臺?！拔覀兊?大系列14款工具，覆蓋了設(shè)計后端與制造端核心環(huán)節(jié)，在技術(shù)及產(chǎn)品應(yīng)用上均有國際水準的表現(xiàn)?！?br />
在白耿博士看來，國微芯EDA工具之所以能受到企業(yè)的青睞，是因為其EDA工具確實解決了一些行業(yè)的痛點問題，比如解決了業(yè)內(nèi)大規(guī)模版圖解析速度慢、內(nèi)存占用大、影響上層應(yīng)用速度、版圖文件格式復(fù)雜、反復(fù)讀取等流片前的效率瓶頸痛點。

他特別提到，其版圖集成工具EsseDBScope具有以下優(yōu)勢：支持業(yè)界標(biāo)準版圖格式，解析速度可提高一倍，內(nèi)存占用則縮減為50%左右。同時國微芯還推出了自研數(shù)據(jù)格式：smDB。解析完標(biāo)準版圖，硬盤上自動生成smDB格式文檔，反復(fù)讀取版圖信息直接從smDB中獲取，硬盤裝載同樣的版圖信息，smDB提供10~100倍加速。

而且，國微芯物理驗證工具采用了基于版圖分割的軟件架構(gòu)，核心版圖搜索引擎和幾何運算引擎均無縫支持大規(guī)模并行運算。在現(xiàn)代多CPU的硬件環(huán)境中（10~1000CPU），國微芯的物理驗證工具將具有獨特的速度優(yōu)勢。

值得一提的是，國微芯還推出了面向?qū)ο蟮囊?guī)則描述語言（OOVF），用法簡單直觀，熱點版圖圖形直接轉(zhuǎn)化為設(shè)計規(guī)則。PDK規(guī)則描述文件長度縮減50%以上。同時具有可擴展性強的優(yōu)點：提供靈活性的語法描述規(guī)則，在用戶端針對新的熱點圖形進行敏捷開發(fā)和驗證，新的規(guī)則可以方便地并入常規(guī)規(guī)則。結(jié)合內(nèi)部版圖可視化圖的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，最大地提升并行處理效率。

此外，國微芯OPC工具可提供人工智能（AI）及GPU異構(gòu)加速技術(shù)，對OPC的核心計算模塊提供加速。國微芯已經(jīng)在這一領(lǐng)域，與產(chǎn)業(yè)界和學(xué)界在國際上技術(shù)領(lǐng)先的團隊達成了戰(zhàn)略合作和物理驗證工具類似，其OPC工具也支持異種任務(wù)集群的分布式架構(gòu)（DP）。

在EDA工具上云方面，國微集團參股公司已在前端工具上使用國內(nèi)領(lǐng)先的云平臺為國內(nèi)頭部設(shè)計公司進行服務(wù)。目前多個后端點工具也已經(jīng)完成了在國產(chǎn)工業(yè)云上的試用。據(jù)白耿博士透露，國微芯下一步的工作，將會與制造廠、IC設(shè)計公司戰(zhàn)略合作伙伴一起，帶動云平臺設(shè)計模式，加速云上EDA生態(tài)成熟。云上無限的并行計算資源，是國微芯多種核心工具（物理驗證、OPC、特征化等）并行運算潛力最好的驗證和應(yīng)用平臺。

結(jié)語

近年來，我國集成電路設(shè)計企業(yè)的數(shù)量大幅增長，為我國EDA行業(yè)帶來了廣闊的市場空間。同時受益于政策和資金支持，并疊加國產(chǎn)化加速大背景，國內(nèi)已經(jīng)涌現(xiàn)出一批優(yōu)秀的EDA廠商，在部分全流程、點工具實現(xiàn)了突破。

白耿博士表示，國微芯也會利用自身的技術(shù)優(yōu)勢，在2023至2024年，逐步完成重點工具的開發(fā)和市場推廣，幫助客戶提升良率，并且實現(xiàn)設(shè)計制造流程的再優(yōu)化，從而達到好用的水平。同時，通過與戰(zhàn)略合作伙伴的通力協(xié)作，逐步實現(xiàn)工具協(xié)同優(yōu)化，利用DTCO的理念建立生態(tài)壁壘，提高公司的競爭能力。

現(xiàn)階段國微芯的戰(zhàn)略重心是建立與國內(nèi)工藝廠的充分交流與深度合作。從工藝定義初期開始，貫穿于工藝定義的全過程。通過國微芯、工藝制造廠、IC設(shè)計公司的各方面研究團隊的共同努力，以實現(xiàn)更好的性能-成本追求。用這種模式，完成工藝線對公司后端/制造端工具的認證，完成對平面（28nm及更成熟節(jié)點）工藝和FinFet（14nm、7nm）工藝的支持。

在人才培養(yǎng)方面，白耿博士指出，國微芯會重視建立高效的PE/AE團隊，培養(yǎng)團隊正向開發(fā)參考流程（PDK）的能力。此外，高校是EDA技術(shù)儲備和人才儲備的重要環(huán)節(jié)，在高校合作方面，國微芯與西安電子科技大學(xué)合作，成立了全國首家高校EDA研究院，并且與華中科技大學(xué)、南方科技大學(xué)等多家集成電路領(lǐng)域?qū)W術(shù)領(lǐng)先的高校成立了聯(lián)合實驗室，目前已經(jīng)與國內(nèi)10余家高校都建立了人才及技術(shù)戰(zhàn)略合作。

談到未來目標(biāo)，白耿博士認為，“我們將通過持續(xù)的核心人才團隊建設(shè)，重點攻關(guān)數(shù)字EDA設(shè)計后端及制造端的核心技術(shù)難點，持續(xù)推動旗艦產(chǎn)品落地和商用打磨，吸納專項資源和產(chǎn)業(yè)資本，與工藝廠、芯片設(shè)計公司及高校深度戰(zhàn)略合作，推動國產(chǎn)EDA+IP平臺+設(shè)計服務(wù)一體化方案，與業(yè)內(nèi)同仁共同努力打造我們自己的行業(yè)標(biāo)準，最終形成具備國際競爭力的全國產(chǎn)EDA全流程工具鏈?！?/p>