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产业数字化时代,EDA如何谋划未来?

发表时间:2021-01-18 09:42

      近年来数字技术发展逐渐加速,已经成为引领各行各业转型升级的重要驱动力量,逐步推动我们所处的社会进入数字时代。根据中国信通院的数据,数字经济对中国GDP的贡献从2005年的14%增长到2019年的36.2%.集成电路是各行各业产业数字化发展的"基石",EDA作为串联整个集成电路产业链数据的根技术,更是在其中发挥着关键作用。新思科技全球资深副总裁兼中国董事长葛群在接受记者采访时指出,探索以EDA为撬点推动产业数字化的突破,将是未来集成电路产业和技术发展的重点。

  数字社会给IC产业带来全新发展窗口

  2020年,面对新冠肺炎疫情等不利因素,中国集成电路产业依然取得了良好成绩。中国半导体行业协会数据显示,2020年中国IC产业销售额预计近6000亿元,同比增长16.9%.然而,这个成绩单如果放到"产业数字化"的大背景下似乎并不算高。

  "如果各行各业真正实现了数字化转型,对于芯片产品的需求甚至可能上升几个数量级。" 葛群指出。数据显示,2020年活跃的物联网设备数量为100亿台,2025年将增长到220亿台,2030年将超过1000亿台。如此之多的在线设备运行,将有大量数据被采集,或是在本地、或是被传输到边缘侧的智能网关、智能路由上,进行解调、处理,再被上传到云端服务器。那里又会有大量高性能处理器、存储芯片和人工智能芯片等,对数据进行深度学习、推理,将之变成有用的信息和指令被执行,这整个过程决定了芯片的市场需求是海量的、且多样性的。

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  "在产业数字化时代,数据将成为极其重要的生产要素和生产力引擎,而作为各行各业数字化的重要赋能力量,IC产业将从产业数字化升级中获得全新的发展窗口。数字社会所产生的各类应用场景对芯片的需求更具多样性,从而对IC产业的创新能力、数字化水平等方面提出更高的要求。"葛群指出。

  而EDA作为IC产业发展的核心动能,对于引爆未来发展趋势可以发挥重要作用。

  三项EDA变革将助力IC产业数字化

  现在,EDA行业的工作主要围绕芯片设计展开,通过工具的改良可以将芯片的功耗做得更低、性能做得更高、成本降得更低。

  "这当然是非常重要的。在产业数字化浪潮之下,EDA行业还面临着更大的革命性变化。"葛群表示。以互联网行业为例,互联网之所以取得如此快发展,一个重要的原因是其编程方法学的重大升级,编程效率相比20年前已经大大提高,这使更多的人们可以参与进来,从而极大加速了互联网行业的发展进程。反观中国的IC行业,还严重受困于人才的不足。加快高校等机构对设计人才的培养,固然是解决问题的方法之一,我很高兴看到集成电路专业被设为一级学科,以应对人才短缺的问题。如果同时能把芯片设计的门槛进一步降低,让更多非芯片研发专业的人也能参与进来,将能更加快速有效地提高芯片的创新活力,极大激发整个产业的发展进程。

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  "这就是EDA的一个重要发展方向——从自动化转向智能化。"葛群表示,"随着产业数字化的推进,对芯片数量的需要将越来越高,对芯片种类和功能的要求也越来越多样,催生原本不做芯片的公司和人们比如系统厂商、互联网企业,纷纷加入到IC设计业行中来,如此庞大的需求仅仅通过加大高校的人才培养,是无法迅速满足的。只有让更多的人参与进来,让创造芯片变得更容易,才能从根本上解决这一矛盾。"

  "让EDA能够帮助用户更好地定义一颗芯片(而不仅是辅助设计),是EDA未来发展的另一个重要内涵。芯片设计的最终目的满足终端需求,系统厂商和互联网企业虽然了解自身的需求,但没有专业的芯片设计人才用当前的芯片语言将之描述出来。这就需要智能化的EDA工具对芯片进行精确的定义,快速将终端应用的需求和体验数字化,在设计前端能快速得到原型,以检验是否符合用户需求。就像造房子,通过制图软件和建模即可所见即所得,这才大大提高了建筑设计的成功率。"葛群指出。

  EDA的第三个发展方向是助力芯片产业的数字化进程。"我们常说要以芯片协助各行各业实现数字化转型,实际上芯片设计和制造产业自身的数字化转型就还有很大的进步空间。当前IC产业的业务运行大多还停留在人与人的对话阶段,而在数字化时代,更多的应当是机器与机器间的交流与对话,让数据更畅通的流转。" 葛群指出。因此,未来EDA工具应在帮助芯片产业数字化方面有更大的作为。比如增强芯片的体验管理,将芯片从设计制造到最终应用的数据链条打通,这样才能得知一颗芯片销售出去后,用户在什么情况下使用这颗芯片、什么工作频率下最常使用?这些终端体验都被数字化后的大数据高效反馈至芯片设计流程中,让数据在芯片整个生命周期的不同环节之间有效流动起来,提升创芯和用芯过程中的数字价值,进而实现整个产业的数字化。

  下一代EDA产业升级进行时

  针对这一发展思路,近年来新思科技做了大量探索和实践,助力行业发展。近期,新思科技正式推出SLM(Silicon Lifecycle Management, 硅生命周期管理)平台,其能够通过收集、整合、分析片上监视器和传感器数据,形成闭环,优化芯片设计与制作周期的每一环节。通过统一的数据实时高效地管理,将芯片设计,生产到最终用户的体验数字化。这是EDA实现智能化,助力IC设计数字化发展的里程碑进步。

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  最近,新思还收购了片内监测领先企业Moortec.该公司特有的芯片内PVT传感器和控制子系统能够实时将芯片用户端系统上的用户体验数据化,反馈到设计和生产流程中做进一步的优化。这将加强设计公司对芯片的体验管理,对于下一代芯片的定义与开发也有着巨大的帮助。

  新思科技于2020年初推出的业界首个用于芯片设计的自主人工智能应用程序——DSO.ai,能够提取设计阶段每个数据的最大价值,帮助开发者优化整个设计流程,增强EDA的性能,以更强大的算力支持更多开发者的芯片创新。其3DIC Compiler平台能够统一数据结构,实现数据在芯片制造、测试、封装等不同的环节的流动和共享,搭建数据互享共生的平台。

  目前,有关下一代EDA的提法受到越来越多的关注。葛群指出:"随着芯片设计日趋复杂、挑战增加,对EDA工具也提出越来越高的要求,EDA产业的升级换代日趋明显。我们也在不断思考,应该怎样才能帮助我们的客户如设计公司、系统公司,以及其客户,以更快地设计出更符合终端需求的芯片。生态融合共生是产业数字化的重要立足点。在中国集成电路产业中,新思科技一直秉持致新至远的理念,通过新一代EDA实现数据在整个产业链能够自由流动和共享之后,新思希望能够以此打造产业互联和生态的数据平台,支持未来的产业互联网,为数字社会提供数据枢纽和创新力来源。"