近年來隨著全球芯片和軟件產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，以及芯片技術(shù)的更新升級，對電子設(shè)計自動化（EDA）的需求越來越大。EDA是集成電路設(shè)計必需、也是最重要的軟件工具，具有“芯片之母”的美稱。
作為集成電路產(chǎn)業(yè)鏈最上游、最高端的環(huán)節(jié)，EDA撬動的是全球16500億元美金的電子產(chǎn)品市場。縱覽整個EDA市場，因其技術(shù)的高門檻，集中度很高，三大巨頭占據(jù)90%市場份額。但在數(shù)字經(jīng)濟(jì)時代的巨大市場需求和新興技術(shù)的蓬勃發(fā)展的驅(qū)動下，三巨頭的堡壘漸漸開始松動，我國也誕生了一批優(yōu)秀的本土EDA企業(yè)。
在這批本土企業(yè)中，芯華章科技股份有限公司（以下簡稱“芯華章”）作為一家今年3月份才成立的“后浪”，因為初創(chuàng)團(tuán)隊皆為行業(yè)里的具備多年經(jīng)驗、備受信賴的精英，并快速聚集了EDA公司發(fā)展最關(guān)鍵的人才、技術(shù)、資金、市場等要素，吸引了眾多的關(guān)注與青睞。這個團(tuán)隊在成立之初，就將目光聚焦在了國內(nèi)EDA領(lǐng)域的短板——數(shù)字驗證EDA。
兩大新品強(qiáng)勢出擊
EDA主要包含“模擬芯片、數(shù)字芯片驗證和數(shù)字芯片實現(xiàn)”三大部分。從國內(nèi)看，盡管近年來國產(chǎn)EDA在模擬芯片工具上取得了一定進(jìn)展，但在數(shù)字仿真、驗證等多個環(huán)節(jié)仍存在多處短板，對國外的依賴大，產(chǎn)業(yè)鏈脆弱。
芯華章涉及的業(yè)務(wù)場景是EDA技術(shù)密度最高、需求量最大的芯片驗證環(huán)節(jié)。創(chuàng)始人兼董事長王禮賓表示，公司的目標(biāo)是突破現(xiàn)有技術(shù)壁壘，開發(fā)出全流程EDA驗證工具與系統(tǒng)，推出包含硬件仿真器、FPGA原型驗證、形式驗證、智能驗證、邏輯仿真等產(chǎn)品與平臺。
11月26日，芯華章正式發(fā)布高性能多功能可編程適配解決方案“靈動”（EpicElf），以及國內(nèi)率先支持國產(chǎn)計算機(jī)架構(gòu)的全新仿真技術(shù)。
“靈動”是為了解決行業(yè)痛點而誕生的，主要用于FPGA原型化平臺，可一卡替代多種原型驗證進(jìn)口子板，具備強(qiáng)大的功能和適配能力，可進(jìn)一步加快驗證收斂，助力軟硬件協(xié)同開發(fā)，提高芯片設(shè)計的研發(fā)效率。
在集成電路（IC）開發(fā)過程中，驗證是非常昂貴的流程，尤其是數(shù)字芯片驗證部分，其占據(jù)了芯片設(shè)計過半的研發(fā)時間與成本。目前，芯片已經(jīng)進(jìn)入系統(tǒng)級（System on Chip, SoC）時代，數(shù)百億顆晶體管和數(shù)公里長的連線集成在芯片上，高度的復(fù)雜性意味著驗證環(huán)節(jié)困難重重，如果驗證工作不完備，將導(dǎo)致上億美金級的資金和時間付諸流水，與市場機(jī)遇錯身而過等不可逆的結(jié)果。
根據(jù)芯華章硬件驗證平臺研發(fā)副總裁陳蘭兵介紹，傳統(tǒng)或自研接口子板采用傳統(tǒng)架構(gòu)，在一定程度上增加了方案的復(fù)雜度，使開發(fā)人員需要投入大量的調(diào)研時間。同時成本高，存在交貨期風(fēng)險。并且只有單一功能，不可編程。
對比傳統(tǒng)或自研接口子板，“靈動”具備以下優(yōu)勢：
首先是全新的硬件架構(gòu)體系，“靈動”可以支持多種不同高速接口協(xié)議，釋放原型化的IO資源并提高原型化的邏輯利用率。
來源：芯華章
其次是成本優(yōu)勢，“靈動”最多可節(jié)約四倍的使用成本，并且能夠同時支持多種接口協(xié)議。
“靈動”還具備兩種使用模式，可直接使用，也可完全由用戶做自定義編程，提高了使用的靈活性。
最后是強(qiáng)大的高速系統(tǒng)互連設(shè)計能力，“靈動”能夠?qū)崿F(xiàn)1.2Gbps 單線高速傳輸，發(fā)揮芯片最大的吞吐能力。
來源：芯華章
同時發(fā)布的另一重磅新品，是芯華章的全新仿真技術(shù)。這同樣也是市場上首個支持國產(chǎn)計算機(jī)架構(gòu)的動態(tài)仿真技術(shù)，不僅兼容現(xiàn)有國際和國內(nèi)的計算機(jī)架構(gòu)，更能面向未來，有助于支持新一代的多核與異構(gòu)等計算機(jī)架構(gòu)。
仿真技術(shù)是保證集成電路設(shè)計正確性的關(guān)鍵技術(shù)之一，芯片設(shè)計公司通過軟件仿真數(shù)字電路的行為，發(fā)現(xiàn)并修復(fù)問題。然而，目前主流的仿真技術(shù)僅支持x86架構(gòu)。而未來還有多核與異構(gòu)等計算機(jī)架構(gòu)，主流僅支持x86架構(gòu)的仿真技術(shù)在不具備拓展性的同時，更無法滿足高效處理的市場需求。
芯華章動態(tài)仿真及形式驗證研發(fā)副總裁齊正華介紹道，芯華章的仿真技術(shù)基于LLVM的全新架構(gòu)，突破傳統(tǒng)仿真器僅支持單一x86架構(gòu)的局限，具備靈活的可移植性，可兼容當(dāng)前主流架構(gòu)并有助于支持未來多核與異構(gòu)的大規(guī)模計算機(jī)處理器結(jié)構(gòu)。
具體看來，與傳統(tǒng)仿真技術(shù)相比，芯華章全新仿真技術(shù)具備以下優(yōu)勢：
1、全新的架構(gòu)體系：靈活的可移植性、友好的軟硬件生態(tài)支持；
2、有助于支持不同的處理器計算架構(gòu)，如x86, Arm, RISC-V, MIPS, GPGPU, NPU等；
3、全新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和優(yōu)化的算法：通過算法，優(yōu)化驗證算力分配，進(jìn)一步提高芯片設(shè)計驗證效率；
4、符合IEEE1800 標(biāo)準(zhǔn)；
5、事件驅(qū)動型，精度與目前商用數(shù)字仿真器一致；
6、基于LLVM的原生編譯后端。
在諸多優(yōu)勢下，芯華章全新仿真技術(shù)比主流仿真技術(shù)善用更多的計算算力，并能進(jìn)一步提高芯片設(shè)計驗證效率。
來源：芯華章
芯華章此次發(fā)布的驗證EDA產(chǎn)品與技術(shù)，已經(jīng)在國產(chǎn)飛騰服務(wù)器上通過了驗證，能兼容當(dāng)前的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，并面向未來有助于支持下一代計算機(jī)架構(gòu)，是建設(shè)中國自主研發(fā)集成電路產(chǎn)業(yè)生態(tài)的重要里程碑。
天津飛騰信息技術(shù)有限公司副總經(jīng)理郭御風(fēng)指出，“飛騰的核心研發(fā)集中在芯片的設(shè)計和創(chuàng)新，而EDA驗證在芯片的研發(fā)過程起著非常關(guān)鍵的作用，是核心環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)。芯華章在驗證領(lǐng)域有深入的理解和多年的研發(fā)經(jīng)驗，基于處理器芯片的架構(gòu)和需求，快速研發(fā)出了適合國產(chǎn)CPU架構(gòu)的驗證技術(shù)解決方案，這是極具開創(chuàng)性的重要里程碑，不僅能為我們的驗證工作帶來更多的便利，更能給芯片設(shè)計公司提供更多的選擇。”
雄厚的技術(shù)積累是底氣
在談到芯華章時，我們會提到率先支持國產(chǎn)計算機(jī)架構(gòu)的動態(tài)仿真技術(shù)，也會提到中國首個開源EDA技術(shù)社區(qū)，全球最快的開源數(shù)字仿真器EpicSim等。自成立以來的短短8個月內(nèi)，這家EDA“后浪”給了我們太多驚喜，很大程度上與這家公司擁有雄厚的技術(shù)家底有關(guān)系。
從王禮賓的介紹中我們得知，芯華章是一家“高起點、厚積累、重人才”新型EDA公司，匯聚了來自國際領(lǐng)先EDA、集成電路設(shè)計、軟件以及人工智能企業(yè)，在各自領(lǐng)域工作超過15年，擁有豐富的產(chǎn)品研發(fā)經(jīng)驗的研發(fā)人才。不僅如此，芯華章還在8月份延攬到林財欽（TC Lin）出任首席科學(xué)家后，陸續(xù)獲得了全球頂尖技術(shù)人才如EDA和AI算法專家林揚(yáng)淳（YT Lin）、系統(tǒng)設(shè)計專家顏體儼博士的認(rèn)可和加盟。
在此基礎(chǔ)上， 芯華章研發(fā)團(tuán)隊將基于過去多年的EDA研發(fā)經(jīng)驗和技術(shù)積累，在當(dāng)前最先進(jìn)的軟件工程方法學(xué)及高性能硬件架構(gòu)的基礎(chǔ)上，充分融合云計算、AI等新一代技術(shù)，通過新路徑對EDA進(jìn)行研發(fā)，打造了全流程驗證產(chǎn)品與系統(tǒng)。
在融合前沿技術(shù)打造面向未來的新一代EDA工具的同時，芯華章在今年8月就宣布啟動開源EDA生態(tài)項目，并在9月上線了中國首個開源EDA技術(shù)社區(qū)——EDAGit.com。在此社區(qū)中，其技術(shù)團(tuán)隊基于經(jīng)典驗證方法學(xué)與技術(shù)，陸續(xù)推出商用級別的開源EDA驗證產(chǎn)品，開源加速創(chuàng)新已經(jīng)是經(jīng)過不同領(lǐng)域驗證過的有效途徑，芯華章希望能借由開放、共創(chuàng)的形式，能夠降低EDA使用門檻，發(fā)現(xiàn)并培養(yǎng)更多對EDA技術(shù)感興趣的優(yōu)秀人才，充分釋放創(chuàng)新活力。
據(jù)了解，公司已推出的EpicSim是當(dāng)前全球最快的開源數(shù)字仿真器。而第二款開源EDA產(chǎn)品“靈驗”（EpicFV），更是全球首款開源形式驗證工具。“靈驗”在用戶輸入RTL設(shè)計和SystemVerilog斷言描述設(shè)計規(guī)范的情況下，可以自動進(jìn)行語法解析、設(shè)計綜合、斷言解析，并且基于分布式計算理論自動調(diào)度引擎求解斷言，加速驗證收斂，從而降低形式驗證工具的使用門檻。
王禮賓表示，截止11月中旬，已經(jīng)有400多個專業(yè)人士參與使用芯華章的開源工具并持續(xù)在社區(qū)中進(jìn)行交流，獲得不小的收獲。與此同時，芯華章也在其中發(fā)現(xiàn)了不少EDA人才，并將加大對開源社區(qū)的投入，培育EDA人才成長的良好環(huán)境。
不僅如此，芯華章還力邀國內(nèi)外有豐富發(fā)經(jīng)驗的EDA專家、學(xué)者、教授，共同打造“X-行動”，合作定制面向新生代工程師的EDA培訓(xùn)課程體系，并通過甄選優(yōu)質(zhì)生態(tài)項目實現(xiàn)技術(shù)攻堅，同時設(shè)立項目創(chuàng)新激勵計劃、專利申請激勵計劃等，積極為芯華章企業(yè)自身以及中國EDA行業(yè)儲備優(yōu)秀的新生代技術(shù)力量。
“后浪”芯華章將繼續(xù)融合我國AI、云計算和大數(shù)據(jù)優(yōu)勢技術(shù)給予的技術(shù)高起點，打造出面向未來的新一代EDA軟件和系統(tǒng)。芯華章沒有技術(shù)包袱，可以快速融合前沿技術(shù)，通過全新路徑對EDA 進(jìn)行研發(fā)，這一點，是傳統(tǒng)EDA巨頭無法與之匹敵的。
總 結(jié)
當(dāng)下，芯片需求量隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)時代的到來而激增，2025年集成電路行業(yè)總產(chǎn)值保守估計將超過2萬億元。因此，國內(nèi)EDA市場有著極大的發(fā)展空間。
國內(nèi)有如芯華章等不少EDA廠商正在各自的領(lǐng)域中奮力前進(jìn)，他們或?qū)Ｗ⒂谀M芯片、或?qū)Ｗ⒂跀?shù)字前端又或者是數(shù)字后端，相信在不久的將來，他們就能利用在各自領(lǐng)域的突破形成合力，為中國芯片產(chǎn)業(yè)鏈補(bǔ)齊EDA短板。