深度學(xué)習(xí)開啟eda 4．0時(shí)代
上文提到，英偉達(dá)為設(shè)計(jì)一款芯片耗費(fèi)了8000名員工一年的時(shí)間。不過彼時(shí)eda產(chǎn)業(yè)已經(jīng)發(fā)展到相對(duì)成熟的地步，為何還會(huì)出現(xiàn)如此大動(dòng)干戈的情況？其中緣由在于深度學(xué)習(xí)。
對(duì)于整個(gè)科技行業(yè)來說，深度學(xué)習(xí)的全面爆發(fā)有著影響深遠(yuǎn)的意義，它給軟件系統(tǒng)、硬件產(chǎn)品端和半導(dǎo)體等領(lǐng)域都帶來了沖擊，eda產(chǎn)業(yè)也不例外。在人工智能的影響和摩爾定律逐步失效的情況下，芯片架構(gòu)設(shè)計(jì)和定制化要求成為當(dāng)下ic設(shè)計(jì)的主旋律，這讓傳統(tǒng)eda工具也露出了自身的局限性。
2015年，應(yīng)dapra要求，為迎合ai帶來的定制化需求去改進(jìn)eda，加州大學(xué)伯克利分校6名研究生嘗試采用了全新的eda語言和技術(shù)來驗(yàn)證該校risc－v中心的boom－2項(xiàng)目。結(jié)果有些出乎意料，他們僅花了6個(gè)月就完成了含有25m個(gè)晶體管的設(shè)計(jì)。與此相比，受深度學(xué)習(xí)影響之累，英偉達(dá)的出手確實(shí)太“闊綽”了些。也因此，傳統(tǒng)eda工具的局限性顯露無疑。
在深度學(xué)習(xí)、云計(jì)算等技術(shù)的影響下，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在自動(dòng)駕駛汽車、智能汽車、物聯(lián)網(wǎng)等新興領(lǐng)域的驅(qū)動(dòng)下迎來了新一輪發(fā)展高潮，ic設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)與設(shè)計(jì)方法都在發(fā)生改變，芯片設(shè)計(jì)的復(fù)雜度大大提升，數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)周期和設(shè)計(jì)成本壓力激增。且現(xiàn)在隨著電子行業(yè)的長(zhǎng)尾效應(yīng)，沿著尾部走得越遠(yuǎn)，設(shè)計(jì)成本占總成本的比例就越大。
對(duì)于fabless公司來說，設(shè)計(jì)占據(jù)的比重越來越大，使用eda工具會(huì)有諸多好處，比如縮短上市時(shí)間、降低產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開發(fā)成本，同時(shí)可以促進(jìn)設(shè)計(jì)可靠、高速、高密度的集成電路。
對(duì)于eda廠商來說，受自身局限性和降低成本需求強(qiáng)烈的“雙面夾攻”，變革確實(shí)不得不為。但落實(shí)到細(xì)節(jié)上，他們不僅要解決因此暴露出的歷史遺留的諸如數(shù)據(jù)共享、工具接口等管理問題，還要完成定制化要求帶來的硬件語言和系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)上的革新。這不可謂不是一道難題。
為了應(yīng)對(duì)變化，2017年mentor公司正式對(duì)外宣布全面調(diào)整戰(zhàn)略，稱要率先帶動(dòng)eda 4．0，并打造將多種高級(jí)驗(yàn)證技術(shù)無縫連接形成一個(gè)綜合性的服務(wù)平臺(tái)，從而大大提高asic和現(xiàn)如今大火的soc功能驗(yàn)證的生產(chǎn)效率。與此同時(shí)，synopsys、cadence也不落后，一邊在接觸科技巨頭一邊也在ai領(lǐng)域動(dòng)作頻頻。
有意思的是，在壓力的驅(qū)使下，eda廠商不僅將ai融入到了eda生態(tài)建設(shè)中，以解決設(shè)計(jì)復(fù)用、檔案反復(fù)、零件瑣碎、自動(dòng)化不足等工具問題，在這之外，他們還關(guān)心起了finfets、3d－ic等新工藝，參與新架構(gòu)的設(shè)計(jì)，同時(shí)關(guān)心5g、自動(dòng)駕駛、云計(jì)算等前沿技術(shù)。在創(chuàng)新技術(shù)的關(guān)注度和參與度上，eda廠商堪比前沿科技巨頭。
對(duì)此，cadence產(chǎn)品管理總監(jiān)dave pursley曾公開給出解釋，“目前處于前沿的公司是對(duì)eda工具影響最大的公司，因我們希望通過接觸他們來訓(xùn)練我們的工具，然后讓行業(yè)的其他人使用這些工具，同時(shí)改善這一流程?！?br>不會(huì)做解決方案的eda廠商不是好的ai公司
但僅僅抓住大客戶是抓不住整個(gè)市場(chǎng)的，pursley也意識(shí)到了這個(gè)問題，“雖然我們關(guān)注的是大客戶，但打造出的工具并不具有通用性，也有很多客戶在尋求成本更低、生產(chǎn)率更高的解決方案。他們承擔(dān)不起投入大量人力的代價(jià)，需要找到更好的辦法?！?br>傳統(tǒng)意義上，許多芯片設(shè)計(jì)都是采用標(biāo)準(zhǔn)元件來搭建的，eda廠商只需要提供軟件工具即可。但是隨著更多的復(fù)雜技術(shù)逐漸滲透到物聯(lián)網(wǎng)等設(shè)備中，人們對(duì)計(jì)算能力的需求正在增加，而這顯然超出了傳統(tǒng)芯片設(shè)計(jì)架構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)器件搭建所能提供的，且功耗增加、安全性降低、可靠性降低等問題也是與日俱增，因此，自定義設(shè)計(jì)的需求日益增長(zhǎng)。需求各異，定制化解決方案自然成為當(dāng)下“最好的辦法”。
作為國(guó)內(nèi)eda廠商的領(lǐng)頭者，華大九天的起點(diǎn)和重點(diǎn)就是做好定制化服務(wù)，即針對(duì)不同芯片的設(shè)計(jì)需求提供全流程整體解決方案等服務(wù)。可見，做好解決方案成為eda廠商不得不學(xué)的必備本領(lǐng)。
由eda廠商來做解決方案的原因也顯而易見，相較于芯片流片的成本，在eda虛擬平臺(tái)上的花費(fèi)自然會(huì)少許多。而如歷史上任何技術(shù)的商用發(fā)展歷程，成本全面降低是廣泛應(yīng)用的首要前提。
追著創(chuàng)新走，這是eda廠商的使命。相較于過去，當(dāng)下eda廠商在芯片設(shè)計(jì)過程中的作用顯然舉足輕重，而素有行業(yè)技術(shù)風(fēng)向標(biāo)之稱的dapra深諳此理。2018年7月，它宣布投入15億美元協(xié)助半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期發(fā)展，其中就包括研究和優(yōu)化測(cè)試、虛擬仿真等eda軟件算法和系統(tǒng)。
從曾經(jīng)只需解決邏輯電路功能到如今面向產(chǎn)業(yè)鏈，eda廠商甚至承擔(dān)了對(duì)foundry的良率和成品率的解決方案。
現(xiàn)在，用ai技術(shù)來面向產(chǎn)業(yè)鏈需求去做好用的解決方案已經(jīng)成為eda廠商的共識(shí)，但如何基于工藝變化和技術(shù)需求研制先進(jìn)的支持系統(tǒng)、打造ip產(chǎn)品及全套設(shè)計(jì)解決方案成為eda廠商的巨大挑戰(zhàn)。

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