国产EDA行业再添生力军，国微芯推出5大系列14款产品

EDA是芯片设计与生产的核心，是衔接集成电路设计、制造和封测的关键纽带，对行业生产效率、产品技术水平有重要影响。在芯片设计方面，设计人员需要使用EDA工具来设计几十万到数十亿晶体管的复杂集成电路，以减少偏差、提高成功率及降低费用；在晶圆制造方面，工程师可以利用EDA提供的制造工艺流程服务，基于新材料、新工艺的EDA技术，来提升集成电路的性能、缩减尺寸；在封装测试方面，工程师可以使用EDA提供的封装平台，将加工完成的晶圆进行切割、封塑和包装，并利用EDA对芯片的可靠性和稳定性等进行检测。
 
虽然EDA市场的规模并不大，据ESD Alliance统计，2016年至2021年，全球EDA市场规模从85.23亿美元，增长到了132.75亿美元，但却相当重要，因为它可以撬动数千亿美元的集成电路市场规模。在2021年，EDA市场就以132.75亿美元，撬动了超过4500亿美元的半导体市场，以及数万亿美元的电子产品市场，乃至数十万亿美元规模的数字经济。受益于国内半导体产业的发展，国内EDA市场这几年也实现了较快的增长。
 
不过，就市场格局来看，Cadence、Synopsys和西门子（收购了Mentor Graphics）为全球EDA市场三巨头，十多年来，这三家企业的市场份额加起来超过了70%。国内EDA企业的市场占比普遍不高，但经过这几年的发展，国内EDA企业不仅数量增加了不少，推出的产品也越来越丰富。2022年底的ICCAD上，国产EDA公司深圳国微芯科技有限公司就一口气推出了其“芯天成”5大系列14款新产品。
 
据深圳国微芯科技有限公司执行总裁/首席技术官白耿博士介绍，目前国微芯已经组件了超过300人的研发团队，硕博比超了75%，核心成员均有20年以上的知名海内外公司从业经验。而这14款新产品是其团队从2018年以来在国产EDA领域厚积薄发的体现。
 

“芯天成”5大系列14款新产品

“芯天成”系列五大平台包括物理验证平台EssePV、光学邻近矫正平台EsseOPC、形式验证平台EsseFormal、仿真验证平台EsseSimulation、特征化建模平台EsseChar。

 

14款具体的产品及功能介绍如下：
一、芯天成物理验证平台EssePV
1、芯天成版图集成工具EsseDBScope
提供了TB级版图数据的快速加载及快速查看能力，同时集成版图查询、定位、测量、标记、缩放等功能，支持快速trace、Metal Density、LVL等数据分析处理，是一个高效易用的版图集成平台。
 
2、芯天成填充工具EsseFill
可为各类技术节点提供高填充能力、稳定和高速的工业级的全芯片版图填充解决方案，以应对半导体制造CMP工艺中的dishing效应、erosion效应等造成的工艺窗口萎缩以及带来的良率问题。
 
3、芯天成版图拆分验证工具EsseColoring
可根据工艺规则将同一版图层次拆分成双重版图，并可验证拆分后的版图，是16nm及以下的先进工艺中的双重或多重曝光核心技术方案。
 
4、芯天成版图比对工具EsseDiff
可为各类工艺节点提供稳定、准确和高速的版图区别验证技术解决方案，以应对芯片设计中的ECO版图改变验证，以及版图修改预期符合验证等需求。
 
二、芯天成光学邻近矫正平台EsseOPC
1、芯天成邻近矫正工具EsseRBOPC
可为各类技术节点提供稳定、准确和高速的工业级全芯片版图修正解决方案，以应对半导体制造工艺中的光学临近效应、刻蚀效应和良率瓶颈等问题。
 
2、芯天成辅助图形工具EsseRBAF
能够高效的为工业级全芯片版图开发全面、精确的亚分辨率辅助图形，使芯片制造在光刻工艺中获得更大的工艺窗口、更稳定的晶圆成像和更优异的产品品质。
 
三、芯天成形式验证平台EsseFormal
1、芯天成高阶等价性验证工具EsseFECT
可以对黄金参考模型（C-Model）和Verilog实现做形式化等价验证，以保证两个实现功能完全形式等价，消除由于仿真验证不全面而带来的功能验证风险。
 
2、芯天成等价性验证工具EsseFCEC
可为各类技术节点提供稳定、准确和高速的工业级芯片等价性验证方案，以应对芯片设计与验证过程中的面积优化、功耗优化和验证速度瓶颈问题。
 
3、芯天成模型检查工具EsseFPV
使用形式化技术验证 SystemVerilog 断言 (SVA) 属性，为用户提供快速的错误检测以及预期设计行为的端到端的验证。
 
四、芯天成仿真验证平台EsseSimulation
1、芯天成模拟仿真器EsseSIM
国微芯自主研发的新一代SPICE精准度、大容量、高性能电路仿真工具，以应对今天高度集成的多功能电路设计仿真需要，如post-layout仿真，电路可靠性仿真等，旨在为模拟电路设计、电路单元特征化、混合电路和数字电路模块验证等提供更好的仿真解决方案。
 
2、芯天成电路图输入工具EsseSchema
一款国微芯自主开发的电路图设计软件，旨在为用户提供更加清晰快捷的电路设计界面，提供更加直观的参数设置界面和更简洁的模型导入窗口，以提高电路设计效率。
 
3、芯天成电路调试工具EsseWave
国微芯自主研发的高性能波形显示系统，支持读取主流商用仿真软件的输出文件，可以快速的载入数据和显示波形，系统具备强大的图形分析、计算、显示和诊断功能。
 
五、芯天成特征化建模平台EsseChar
1、芯天成特征化提取工具EsseChar
国微芯自主开发的新一代特征化工具，基于自主高效的负载均衡分布式系统，内嵌高速仿真软件以及机器学习引擎，能快速抽取客户在先进工艺节点所需要的先进模型（包括不同PVT下CCS, LVF, Aging等模型）。SoC设计平台一体化设计，能够快速简便的实现单元库特征化需求，并无缝反馈到时序分析平台，功耗分析平台，可靠性设计平台等，真正实现数字全流程一体化。
 
2、芯天成正确性检查工具EsseSanity
国微芯自主开发的单元库/IP验证工具，采用现代图形界面以及数据库技术，能快速验证海量单元库。趋势分析，表格分析，异常点检测等功能可以快速定位单元库的潜在问题，帮助加速签核。独创的时序报告分析功能可以快速对比不同条件下时序报告的变化，缩短设计人员响应时间。质量检测，单元库建库一体化设计，能够在同一个窗口管理所有工作，大大提高建库人员和设计人员的协同工作效率。
 

国微芯EDA工具解决了哪些行业痛点？

白耿博士自豪地表示，国微芯的多个EDA工具，包括全系列形式验证工具均已经入市，在国内多家知名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基地在内的多个公共服务平台。“我们的5大系列14款工具，覆盖了设计后端与制造端核心环节，在技术及产品应用上均有国际水准的表现。”
 
在白耿博士看来，国微芯EDA工具之所以能受到企业的青睐，是因为其EDA工具确实解决了一些行业的痛点问题，比如解决了业内大规模版图解析速度慢、内存占用大、影响上层应用速度、版图文件格式复杂、反复读取等流片前的效率瓶颈痛点。
 
他特别提到，其版图集成工具EsseDBScope具有以下优势：支持业界标准版图格式，解析速度可提高一倍，内存占用则缩减为50%左右。同时国微芯还推出了自研数据格式：smDB。解析完标准版图，硬盘上自动生成smDB格式文档，反复读取版图信息直接从smDB中获取，硬盘装载同样的版图信息，smDB提供10~100倍加速。
 
而且，国微芯物理验证工具采用了基于版图分割的软件架构，核心版图搜索引擎和几何运算引擎均无缝支持大规模并行运算。在现代多CPU的硬件环境中（10~1000CPU），国微芯的物理验证工具将具有独特的速度优势。
 
值得一提的是，国微芯还推出了面向对象的规则描述语言（OOVF），用法简单直观，热点版图图形直接转化为设计规则。PDK规则描述文件长度缩减50%以上。同时具有可扩展性强的优点：提供灵活性的语法描述规则，在用户端针对新的热点图形进行敏捷开发和验证，新的规则可以方便地并入常规规则。结合内部版图可视化图的数据结构，最大地提升并行处理效率。
 
此外，国微芯OPC工具可提供人工智能（AI）及GPU异构加速技术，对OPC的核心计算模块提供加速。国微芯已经在这一领域，与产业界和学界在国际上技术领先的团队达成了战略合作和物理验证工具类似，其OPC工具也支持异种任务集群的分布式架构（DP）。
 
在EDA工具上云方面，国微集团参股公司已在前端工具上使用国内领先的云平台为国内头部设计公司进行服务。目前多个后端点工具也已经完成了在国产工业云上的试用。据白耿博士透露，国微芯下一步的工作，将会与制造厂、IC设计公司战略合作伙伴一起，带动云平台设计模式，加速云上EDA生态成熟。云上无限的并行计算资源，是国微芯多种核心工具（物理验证、OPC、特征化等）并行运算潜力最好的验证和应用平台。
 

结语

近年来，我国集成电路设计企业的数量大幅增长，为我国EDA行业带来了广阔的市场空间。同时受益于政策和资金支持，并叠加国产化加速大背景，国内已经涌现出一批优秀的EDA厂商，在部分全流程、点工具实现了突破。
 
白耿博士表示，国微芯也会利用自身的技术优势，在2023至2024年，逐步完成重点工具的开发和市场推广，帮助客户提升良率，并且实现设计制造流程的再优化，从而达到好用的水平。同时，通过与战略合作伙伴的通力协作，逐步实现工具协同优化，利用DTCO的理念建立生态壁垒，提高公司的竞争能力。
 
 现阶段国微芯的战略重心是建立与国内工艺厂的充分交流与深度合作。从工艺定义初期开始，贯穿于工艺定义的全过程。通过国微芯、工艺制造厂、IC设计公司的各方面研究团队的共同努力，以实现更好的性能-成本追求。用这种模式，完成工艺线对公司后端/制造端工具的认证，完成对平面（28nm及更成熟节点）工艺和FinFet（14nm、7nm）工艺的支持。
 
在人才培养方面，白耿博士指出，国微芯会重视建立高效的PE/AE团队，培养团队正向开发参考流程（PDK）的能力。此外，高校是EDA技术储备和人才储备的重要环节，在高校合作方面，国微芯与西安电子科技大学合作，成立了全国首家高校EDA研究院，并且与华中科技大学、南方科技大学等多家集成电路领域学术领先的高校成立了联合实验室，目前已经与国内10余家高校都建立了人才及技术战略合作。
 
谈到未来目标，白耿博士认为，“我们将通过持续的核心人才团队建设，重点攻关数字EDA设计后端及制造端的核心技术难点，持续推动旗舰产品落地和商用打磨，吸纳专项资源和产业资本，与工艺厂、芯片设计公司及高校深度战略合作，推动国产EDA+IP平台+设计服务一体化方案，与业内同仁共同努力打造我们自己的行业标准，最终形成具备国际竞争力的全国产EDA全流程工具链。”