概倫電子推動國產EDA創(chuàng)新，攜NanoDesigner突圍生態(tài)壁壘
2022-08-16
EDA不僅僅是軟件，更是集成電路設計和制造流程的支撐，是集成電路設計方法學的載體， EDA串聯(lián)起了芯片行業(yè)的上下游，從一開始的芯片構思，到中期設計，再到仿真、驗證、實現(xiàn)、流片，然后提升良率以及后續(xù)封裝測試，都需要借助EDA工具來完成。
在集成電路產業(yè)發(fā)展過程中，為滿足市場發(fā)展需求，專業(yè)的EDA公司開始出現(xiàn)，其產品在早期積累的基礎上進一步發(fā)展和演進，逐漸形成了一個高度細分、數量繁多的EDA工具集。這些EDA工具集經過數十年的市場驗證，逐漸完善并形成了較為繁雜、相對標準化的EDA流程。作為連接設計和制造環(huán)節(jié)的紐帶和橋梁，EDA逐漸在全球集成電路行業(yè)的有序發(fā)展進程中扮演起越來越重要的角色，已成為推動和支撐高端集成電路和先進工藝平臺發(fā)展的關鍵要素。
從市場格局來看，在過去三十年的發(fā)展歷程中，EDA行業(yè)經歷了多輪淘汰和整合，形成了高度壟斷的市場格局。據SEMI統(tǒng)計，2020年全球EDA市場規(guī)模為114.67億美元，同比增長11.63%，2012-2020 年復合增速為7.28%，呈穩(wěn)定上升趨勢。
全球EDA市場規(guī)模走勢（圖源：SEMI）
其中，2020年前五大EDA公司占據了全球超過85%的市場份額，國產EDA的市場份額僅僅占1.6%，自給率剛剛超過10%。
重要的是，地緣政治影響下，本土集成電路產業(yè)正面臨EDA斷供的風險。最近又有消息傳出，為了減緩中國制造先進芯片的能力，要對特定類型的EDA軟件實施新的出口限制。
在這樣的背景下，加速了本土EDA企業(yè)發(fā)展及國產替代的進程，成立于2010年的概倫電子正是其中的代表企業(yè)之一。
發(fā)布EDA全流程平臺產品NanoDesigner
自成立至今十余年來，概倫電子堅持以前瞻性的戰(zhàn)略定位和布局為指導，以市場競爭力為導向，持續(xù)進行技術開拓創(chuàng)新和產品研發(fā)升級，不斷提升產業(yè)競爭力。
目前概倫電子的核心EDA產品正持續(xù)支持和推動7nm、5nm、3nm等最先進的工藝節(jié)點以及最高端的各類存儲器芯片設計，并已被業(yè)內前十大晶圓代工廠和前三大存儲器廠所采用，廣泛應用于各類存儲器、模擬和數字及SoC電路的設計。
在已有成果基礎上，為了進一步滿足國內IC產業(yè)需求，概倫電子著重解決行業(yè)痛點問題，致力于推動設計和制造兩個環(huán)節(jié)的深度聯(lián)動，建設基于DTCO的國產EDA生態(tài)，通過國產EDA的發(fā)展提升產業(yè)的整體競爭力。近日，概倫電子推出了基于DTCO理念打造的、承載EDA全流程的平臺產品NanoDesigner。
作為全定制IC設計解決方案的平臺產品，NanoDesigner能為用戶提供一個靈活、可擴展的針對存儲器和模擬/混合信號/射頻等芯片的全定制電路設計環(huán)境，包括原理圖編輯、版圖編輯、物理驗證、電路仿真以及AI算法驅動的電路設計優(yōu)化等功能。
據概倫電子高級應用經理逯文忠介紹：“NanoDesigner產品界面直觀、易操作，無縫集成概倫電子電路仿真器NanoSpice系列引擎、良率導向設計平臺NanoYield、大容量波形查看器NanoWave，并全面兼容Open Access數據庫等業(yè)界標準文件、各類標準工具接口，還支持強大的電路查看、編輯、自動連接等功能選項，真正做到整合原理圖與版圖設計、電路仿真與分析、物理驗證與設計自動化于一體，為以各類存儲器電路、模擬電路等為代表的定制類芯片設計提供完整的EDA全流程，從而極大地提升設計效率?！?br/>
綜合來看，在一系列工具和平臺的加持下，NanoDesigner綜合設計平臺將為用戶提供豐富的電路模板庫、智能的輔助設計界面與插件、APR相關以及PV驗證工具。類似C++的AXEL解釋性語言以及Python語言用于支撐用戶進行腳本開發(fā)編輯。其中基于AI以及遺傳進化算法的優(yōu)化器，將應用于器件、工藝及電路優(yōu)化。在電路優(yōu)化方面，可以利用自動調整電路中的器件參數，通過不斷仿真迭代、雜交變異，自動生成滿足spec和constraint的最優(yōu)器件組合。
NanoDesigner的推出標志著概倫電子“優(yōu)先選擇突破關鍵環(huán)節(jié)EDA工具，逐步形成關鍵流程解決方案”的發(fā)展戰(zhàn)略取得階段性成果， 同時在設計與制造的相關階段實現(xiàn)協(xié)同優(yōu)化，推動DTCO流程的應用落地，加快工藝開發(fā)和芯片設計的迭代，提升最終產品的競爭力。
持續(xù)深化及落地DTCO戰(zhàn)略
概倫電子董事、總裁楊廉峰博士表示： NanoDesigner的推出標志著概倫電子以DTCO理念創(chuàng)新打造應用驅動的EDA全流程的戰(zhàn)略落地， 將繼續(xù)致力于為行業(yè)解決存儲器設計與制造、先進工藝開發(fā)、高端芯片競爭力提升等關鍵問題，實現(xiàn)概倫電子的商業(yè)價值。
DTCO即Design Technology Co-Optimization，推動集成電路設計與制造領域的深度和高效聯(lián)動的方法學。
自成立之初，概倫電子便以“提升集成電路設計和制造競爭力的良率導向設計”理念為指導進行前瞻性的技術研發(fā)和產品布局，并經過多年積累進一步演進成為新的“設計-工藝協(xié)同優(yōu)化（DTCO）”方法學。
針對中國集成電路行業(yè)的特點，概倫電子圍繞DTCO方法學，首先在集成電路制造和設計兩大關鍵環(huán)節(jié)進行重點突破，自主研發(fā)了相關EDA核心技術，可有效支撐7nm/5nm/3nm等先進工藝節(jié)點下的大規(guī)模復雜集成電路的設計和制造，幫助晶圓廠在工藝開發(fā)階段評估優(yōu)化工藝平臺的可靠性和良率等特性，建立精確的器件模型、PDK和標準單元庫，并通過快速精準的電路仿真幫助集成電路設計企業(yè)有效預測芯片的性能和良率，優(yōu)化電路設計。
概倫電子深耕多年，在制造類EDA和設計類EDA領域積累了豐厚的技術成果，同時服務了大量國內外知名客戶，深刻理解了高端芯片在設計和制造兩個環(huán)節(jié)的痛點和需求，使其具備了實施DTCO所需的基礎，打造了基于DTCO的EDA流程，戰(zhàn)略性地進行技術規(guī)劃和產品布局，并擁有了相當程度的先發(fā)優(yōu)勢。
NanoDesigner的推出為概倫電子在現(xiàn)有DTCO方法學和流程創(chuàng)新探索成果的基礎上，集成了公司的優(yōu)勢設計工具和核心引擎，進一步完善DTCO平臺搭建及相關EDA工具的研發(fā)，繼續(xù)拓寬DTCO流程的覆蓋。
另一方面，復盤EDA巨頭的發(fā)展路徑不難發(fā)現(xiàn)，EDA聯(lián)動設計與制造環(huán)節(jié)，因此構筑全流程EDA工具，打造聯(lián)動制造與設計的EDA產品生態(tài)是必然選擇。目前概倫電子依托DTCO平臺推動工藝開發(fā)和芯片設計之間的協(xié)同優(yōu)化，可以有效提升產品的PPA、良率和可靠性等，為客戶提供具備國際競爭力的全流程解決方案。
在全球范圍內，DTCO方法學也得到了行業(yè)的普遍認可，以Synopsys、Cadence為代表的行業(yè)領先EDA公司已推出了基于DTCO方法學的EDA流程和解決方案，以臺積電和三星為代表的行業(yè)領先集成電路企業(yè)在先進工藝節(jié)點的研發(fā)中也進行了DTCO的實踐。DTCO是先進節(jié)點下實現(xiàn)工藝平臺的性能和良率等核心競爭力的關鍵技術。
相較于行業(yè)友商，概倫電子擁有成熟完整的設計支持解決方案作為DTCO協(xié)同優(yōu)化的橋梁，其在設計和制造兩個環(huán)節(jié)均擁有業(yè)界領先的核心EDA技術并已得到了國際領先客戶的廣泛采用，具備了DTCO落地的實施基礎，能夠針對我國集成電路產業(yè)的實際需求進行創(chuàng)新，一方面加快工藝平臺的開發(fā)和芯片設計之間的迭代推動產品早日上市，另一方面提升同等工藝平臺下的芯片競爭力，以DTCO的理念推動和支撐國產EDA生態(tài)的建設，從而打破國際EDA巨頭的生態(tài)壟斷，提升集成電路產業(yè)的整體競爭力。
未來，概倫電子將基于已有產品及技術優(yōu)勢，持續(xù)打造從測試設備、器件模型、PDK、標準單元庫到電路輸入、電路仿真、版圖設計、物理驗證、驗證和優(yōu)化的EDA全流程解決方案。
楊廉峰博士表示，“基于NanoDesigner平臺，公司將通過DTCO流程創(chuàng)新持續(xù)打造應用驅動的EDA全流程解決方案，眾多在研項目將在2022年及未來逐步推出。”
寫在最后
除了技術壁壘，EDA行業(yè)的生態(tài)壁壘也極大推高了后來者的進入門檻。這種生態(tài)壟斷是指國際EDA巨頭與集成電路的各個環(huán)節(jié)都深度合作，在過去十多年來一起推動了先進工藝的迭代和高端芯片的升級，久而久之形成了一個難以撼動的生態(tài)。
這里面不僅包括主流EDA廠商提供的種類繁雜的工具組合而成的流程，也有分散在各個環(huán)節(jié)包括晶圓代工廠、領先的設計公司或IP廠商等各自在工具使用、流程整合、設計方法學等方面的經驗積累和工程實踐。
這些都是國產EDA廠商面臨的差距，且需要長時間沉淀才能趕上的，但考慮到本土發(fā)展需求，我們又很迫切需要打造適合中國集成電路產業(yè)發(fā)展的EDA供應鏈。因此，幫助芯片設計公司定制和優(yōu)化其COT（Customer Owned Technology）流程，把工藝潛力更好地挖掘出來，最終加快工藝和開發(fā)的迭代，提升產品競爭力，這就是概倫電子打造基于DTCO和應用驅動的EDA全流程的核心。
結合NanoDesigner平臺的推出，除了在戰(zhàn)略層面加強全流程產品的國產替代外，也是概倫電子以業(yè)界領先的DTCO技術作為核心驅動力進行差異化定位和價值提升的重要體現(xiàn)，標志著概倫電子選擇優(yōu)先突破關鍵環(huán)節(jié)，并以多個具備國際領先地位的核心優(yōu)勢產品推動全流程建設的發(fā)展戰(zhàn)略取得階段性成功。
國產化過去經歷了兩輪的浪潮，第一輪是以PC整機、服務器以及相關的軟硬件的信創(chuàng)浪潮；第二輪是以半導體為主的芯片國產化浪潮。第三輪以基礎工具鏈軟硬件為主的國產化浪潮即將到來，典型代表包括EDA和科學儀器。
過去三十多年，EDA一直都是“打補丁”式的發(fā)展。國內EDA行業(yè)的突圍，不能簡單考慮國產替代，更不能簡單地做me too產品，關鍵還是創(chuàng)新，不止是技術創(chuàng)新，還要考慮流程及方法學的創(chuàng)新，甚至商業(yè)模式的創(chuàng)新。
在國產化浪潮之下，概倫電子作為具備全球競爭力且國內第一家上市的EDA廠商，在上述的產品布局和戰(zhàn)略規(guī)劃下，有望在加速自身發(fā)展的同時引領國內EDA生態(tài)建設，提升產業(yè)競爭力，共享產業(yè)鏈價值。
