【2022-2023专题】不畏浮云遮望眼 国产EDA如何抓住系统级验证新机遇？
【编者按】2022年，半导体行业依然在挑战中前行。后疫情时代、行业下行、地缘政治等因素仍深刻地影响着全球半导体产业链及生态。2023年全球半导体行业如何发展？新的挑战又会从何而来？为了厘清这些问题，集微网特推出【2022-2023专题】，围绕热门技术和产业，就产业链发展态势、热点话题及未来展望做一详实的总结及梳理，旨为在行业中奋进的上下游企业提供可以参考的镜鉴。
本期受访嘉宾：芯华章科技股份有限公司（简称芯华章）首席市场战略官 谢仲辉
挑战与机遇并存 发展仍是主基调
众所周知，EDA是集成电路设计、制造、测试全产业链的关键纽带，是全球信息产业的基本支点，更是多学科多领域知识紧密融合的艰深领域。
2022年，伴随半导体产业周期出现了急剧变化，特别是消费电子领域受到冲击较大。上游市场的波动，是否会给还在发展中的国产EDA带来巨大冲击呢？
芯华章科技首席市场战略官谢仲辉表示，“半导体一直是周期性很强的产业，局部市场需求的波动，不会给作为上游工具的EDA带来太大影响，反倒是企业修炼内功，打造产品和服务能力的机会。”
在他看来，首先伴随存量项目需求下降及产能的释放，下游企业有了更多打磨新产品的机会，往往会通过技术创新、上马新项目、研发新产品，来填补收入落差，在未来竞争中占得先机的动力会更强，这些都有利于激发行业创新，从而对EDA工具提出更旺盛的需求；
其次，新的市场在发展，提供了更广阔的机遇。比如随着数字化转型的大趋势推动，除了消费电子领域，数据中心、智能汽车、工业智能控制等新技术领域的发展，正为半导体产业发展提供新的增长驱动力。
与此同时，新的技术在发展，行业不断焕发新的活力。随着异构计算、Chiplet等新技术的出现和制程工艺的不断发展，无论是芯片还是整体电子系统的复杂度都在提升，对EDA提出了新的要求，也赋予了EDA新的产业价值。EDA不仅要赋能芯片创新，更需要赋能系统从设计到量产的创新，为电子系统的性能、功能和功耗验证保驾护航。
谢仲辉表示，“系统级芯片领域的创新与挑战正在给EDA带来更大的发展机遇。”近些年，伴随摩尔定律进入发展平台期，晶体管密度虽然还在继续增加，但功耗密度和性能密度已经很难进一步提高，由此带来芯片设计的进一步变革，从设计更快、更小的芯片转变为设计更符合系统应用创新需求的芯片。如何做好一颗芯片的设计，不再是继续简单增加功能或者提高工艺，而是需要做好应用系统和软硬协同等系统级的优化创新。苹果、特斯拉、华为等系统公司都在从“采购和使用通用芯片”，转向“定制自己的芯片”，在内部不断加强芯片团队方面的投资，通过SoC芯片和ASIC芯片的创新来实现系统创新，正是对这种趋势的最佳诠释。
具体到国内市场来看，除了大的技术趋势，在全球数字经济加速与国际形势变化的双重压力下，我国半导体产业链自主研发迫切性和必要性在进一步加深，正在走出一条具有中国特色的产业发展之路，先进的数字前端EDA工具，可以加速芯片设计中的算法创新和架构创新，从而赋能系统级应用创新，某种程度上弥补芯片制程工艺落后带来的影响，降低芯片供应链的风险。
行业创新活力不断焕发
其实，EDA工具的迭代升级早已势所必然。如果说传统的EDA扮演的仍是“阅卷人”的角色，主要是做功能验证，帮助找bug、揪错误，那么新趋势下的EDA也在一起充当“做题人”的角色。
如何理解这一角色转变？就是EDA更多参与到设计、架构、软硬协同、功耗等方方面面的优化探索中，在系统级创新中扮演更重要的角色。通过借助先进的数字前端EDA工具，加速芯片设计中的算法创新和架构创新，从而更好赋能系统级的应用创新。
面对系统级验证挑战和机遇，作为我国本土EDA厂商中的优秀代表，芯华章在 2022年推出多款新产品，基本建立完整的数字验证全流程工具链，为产业提供更多创新选择。5月，芯华章发布基于创新架构的全面调试系统昭晓Fusion Debug；9月，官宣完成瞬曜整合并购，将超大规模软件仿真技术融入芯华章智V验证平台，巩固芯华章敏捷验证方案；12月，发布高性能FPGA双模硬件验证系统HuaPro P2E。这些新产品的背后，代表的是一批具备自主知识产权的数字验证技术，正在被国产EDA公司掌握，是中国自主研发集成电路产业生态的重要里程碑。
目前芯华章已经集结了一支近500人的全球化精英团队，其中八成为尖端研发人员，硕博比例高达80%，并成功获得专利授权39件，著作权10件。
扎实的产品与服务能力，为芯华章赢得了用户和资本的青睐。目前，芯华章对外公布的合作用户包括燧原科技、飞腾、曦智科技、鲲云科技、芯来等几十家业内知名企业。在营收上，相比2021年同期，芯华章公司自研产品的营收增长已经超过600%。2022年，芯华章也相继完成Pre-B+轮、B轮融资，收获国开制造业转型升级基金、中金基金等顶级资本坚定支持，所融资金将继续投入下一代集成电路设计工具的研发。
实至则名归。2022年，芯华章也获得了多家媒体、机构所颁发的行业和技术奖项，荣获胡润全球瞪羚企业、2022年度南京市独角兽企业、全球电子成就奖-年度EDA产品、中国EDA市场年度领先企业、中国芯“优秀支撑服务企业”等殊荣。
EDA 2.0加速筑基
展望2023年，尽管存在市场遇冷的风险，但长远来看，数字化发展仍然是大势所趋。拿到国内来看，公开数据显示，2021年，我国数字经济规模约45万亿元，GDP占比近40%，预计到2025年，产业数字化的规模将会超过50万亿元，占比达到50%。数字经济的发展离不开先进半导体产业的支持，对背后起支撑作用的集成电路设计工具EDA业提出了更广泛的需求。
着眼短期，基于半导体行业分工细、领域划分细的特性，每一个细分领域都存在不同的投资机遇。伴随人工智能、云计算、智能汽车等领域的持续快速发展，进一步拉动了产业数字化对芯片，特别是复杂的大规模系统级芯片的需求。
基于上述洞察，芯华章2023年将业务重点放在了这样三个方面：
一是提高服务能力，加速已发布的产品在客户项目中继续落地，拓展市场占有率；
二是在与用户的磨合中，深化产品的迭代，满足客户的差异化需求；
三是继续推进新产品的研发，不断完善产品布局，强化全流程服务能力。
值得强调的是，作为EDA 2.0的推动者，芯华章在打通核心产品、核心技术，低头赶路的同时，也放眼未来，专注前沿技术的研究。
最近这些年我们可以看到，各种高层次设计流程已经纷纷出现，多样化的开源EDA和开源硬件项目数量快速增加，AI已经被应用在不少EDA设计环节，甚至部分下游系统公司和制造公司，如谷歌、苹果等，已经自己在开发基于独特应用需求的EDA工具。这些新兴的EDA变革趋势，甚至不全是由商业利益驱动的，而是下游产业的需求在目前EDA平台上无法得到充分满足而“自然”出现的，是上下游产业发展不匹配的结果。
面对系统级开发挑战，为了让芯片设计更简单、更普惠，芯华章提出EDA 2.0，核心思路就是抓住电子系统需求对EDA提出更高要求的契机，进行产业创新升级，并提出“开放与标准、自动和智能、平台与服务”三大发展目标。
芯华章希望通过EDA工具和方法学的全面进阶，让系统工程师和软件工程师都参与到芯片设计中来，解决设计难、人才少、设计周期长、设计成本高企的问题，用智能化的工具和服务化的平台来缩短从芯片需求到系统应用创新的周期，降低复杂芯片的设计和验证难度，赋能电子系统创新。
基于此，芯华章在2022年又提出了“敏捷验证”的理念，其核心是借助“自动和智能的快速迭代”、“提早进行系统级验证”、“统一的数据库和调试手段”三大技术方向，加速系统设计与架构创新，进而从整体上降低芯片开发的成本、风险和难度。
2022年7月，芯华章研究院正式成立，中国工程院院士沈昌祥出任荣誉院长，并邀请中国科学院院士毛军发出任首席专家顾问。研究院将以研究下一代EDA 2.0方法学与技术为目标，面向工业应用的核心基础技术做长期、持续地研发投入与技术攻关，构建专业高效的技术研究和产业化双向链接通道，赋能数字化产业高质量发展。
未来3年，芯华章计划投入超过1个亿资金，在三个方向加强基础技术攻坚，包括“下一代EDA设计验证方法学”、“EDA设计验证理论和算法”、“EDA 高性能计算平台”。研究院目前已经开展机器学习算法和光计算在形式化验证中的应用、如何利用新一代语言深度打通软硬件系统验证等多个课题，正在扎实推进各项前沿技术研究。（校对/萨米）
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