当芯片设计公司为流片失败风险而夜不能寐时,是否曾思考过问题可能出在验证环节而非设计本身?张江高科与芯华章的战略合作给出了一个突破性解决方案——通过国产数字验证全流程工具链,为园区企业提供系统级验证支持,将芯片验证效率提升数倍,同时大幅降低开发成本。这种合作模式不仅解决了中小科技企业买不起昂贵验证工具的痛点,更为中国半导体产业自主创新提供了基础设施保障。今天,我们将深入解析国产数字验证工具链的技术突破、实施路径与产业价值。
芯片设计行业正面临验证复杂度指数级增长的严峻挑战。随着工艺节点不断缩小,芯片集成度持续提高,验证工作已占整个设计周期的70%以上。一个5纳米或7纳米的芯片项目需要投入几亿美金,国内许多做GPU、HPC、AI的公司都需要二十亿人民币左右的资金来保障至少两次流片的可能性。
工具成本门槛将许多中小企业挡在门外。国外主流EDA工具价格昂贵,授权费用动辄数百万美元,而且需要配套大量的服务器资源。对于一年只有1-2个项目的中小型公司,从体量、获取相关技术的成本上,很难与大公司匹敌。
人才短缺问题同样突出。验证工程师需要既懂硬件设计又懂软件编程,这种复合型人才在市场上一将难求。张江科学城虽然有50万从业人员,但高端验证人才仍然稀缺。
流程断裂问题影响效率。传统EDA验证环节存在"工具缺乏兼容性、数据碎片化、工具缺乏创新"等三大痛点。不同工具之间的数据交换和协作困难,导致验证效率低下。
系统级验证需求日益迫切。随着智能汽车、人工智能等复杂系统的发展,芯片验证不再局限于单一功能检查,还需要考虑系统级场景和多方因素。
芯华章针对这些痛点提供了全面的技术解决方案。全流程工具链覆盖验证所有环节。芯华章已发布十几款验证产品及解决方案,在原型验证、硬件仿真、逻辑仿真、场景验证、形式化验证、智能调试等领域都建立了较完善的产品体系。这些产品包括硬件仿真系统、FPGA原型验证系统、智能场景验证、形式验证、逻辑仿真、系统调试以及验证云。
智V验证平台打破传统局限。基于全新的底层架构进行自主研发的智V验证平台,具备统一的调试系统、编译系统、智能分割技术、丰富的场景激励源、统一的云原生软件架构。这个平台能融合不同的工具技术,对各类设计与不同的场景需求,提供定制化的全面验证解决方案。
EDA 2.0理念引领未来方向。芯华章在国内率先提出致力于面向未来的EDA 2.0智能化电子设计平台研究与开发,包括开放和标准化、自动化和智能化、平台化和服务化三大关键技术路径。这一理念旨在以技术革新加速系统创新效率,让芯片设计更简单、更普惠。
性能优化成果令人印象深刻。在与国内*大的系统公司合作中,芯华章的GalaxSim工具实现了2.6倍的仿真性能优化结果。在后仿专用引擎方面,芯华章团队大幅提升网表仿真性能,获得了客户高度认可。
张江高科作为产业生态构建者,提供了全方位支持。园区产业规模十分可观。张江科学城现有企业总数超2万家,高新技术企业突破1800家,从业人员规模达50万人,企业总营收突破万亿元。围绕集成电路、人工智能、航空航天、智能汽车等重点产业,园区对独立自主的数字验证工具有强烈的创新需求。
集成电路产业集群已经形成。建设运营的上海集成电路设计产业园自2018年成立以来,其主导的张江集成电路设计业产业规模从340亿元跃升到1128亿元,年均增幅超过22%。园区汇聚了600余家集成电路设计企业,吸引了7家全球芯片设计十强企业在此设立区域总部、研发中心,9家全国芯片设计十强企业设立总部、研发中心。
产业服务平台功能完善。张江高科是浦东新区**的集成电路全产业链服务平台,专注于通过专业化的产业培育、全链条的产业投资以及精准化的产业服务。公司以科技投行作为战略发展方向,着力打造新型产业地产营运商、面向未来高科技产业整合商和科技金融集成服务商。
人才培养体系持续完善。*近,张江高科与清华大学集成电路学院达成人才培养合作意向,双方将整合优势资源,设立"清华之友——集成电路学院张江高科奖学金",推进产学研深度融合。这种合作旨在为张江科学城集成电路产业高质量发展注入新动能。
张江高科与芯华章的合作采用了多层次合作模式。技术支持是基础层面。芯华章为园区企业提供技术**的EDA工具支持,满足日益复杂的大规模系统级验证需求,赋能平台产业用户自主研发与系统级应用创新。依托**的系统级数字验证全流程工具链和专家级技术支持团队,芯华章致力于为客户提供全方位、客制化的数字验证服务和支持。
联合研发深化技术合作。双方将发挥各自领域优势,在联合研发、技术支持、人才培养、资金支持等多个方面开展合作。这种合作将进一步推动国产EDA工具的商业化与大规模部署,并对提升数字产业链供应链韧性和安全具有重要意义。
生态共建拓展合作边界。芯华章积极与生态伙伴合作,例如与华大九天的模拟仿真工具很好地融合成为数模混合模式。芯华章调试系统Fusion Debug可支持华大九天Empyrean ALPS的波形格式,让用户能直观看到不同工具产生的波形结果。
平台活动促进交流互动。张江高科持续构建多层次交流平台,通过形式多元的系列活动,为产业生态提供更多的交流空间。公司主办了集成电路产业**峰会、中国集成电路设计年会(ICCAD)、RISC-V中国峰会等大型行业会议,并定期开展垂直领域沙龙、企业高管交流会等活动。
这种合作已经产生显著的应用成效。验证效率提升直接可见。芯华章的工具在多个案例中显示出显著性能优势,如GalaxSim针对Assertion仿真优化,提升真实验证场景效率,在与国内*大的系统公司合作中取得了2.6倍的仿真性能优化结果。
成本降低帮助中小企业。通过灵活的商业模式,芯华章让客户以相对低的投入门槛,获取巨大的生产力和算力。这种模式不像传统公司那样授权三年的几百套固化投入,而是可以根据需求按需使用方式进行。
系统级验证能力得到增强。芯华章聚焦智能汽车领域,作为**一家EDA公司,参与编写了《中国汽车工业软件发展建设白皮书》,提出PIL处理器在环仿真解决方案。通过PIL仿真,将HIL硬件在环测试、软硬件协同开发和测试提早18个月。
国产化替代稳步推进。芯华章在国内率先打造从芯片到系统的敏捷验证解决方案,实现对飞腾、鲲鹏等国产服务器的支持。这意味着一条完整的、独立自主的国产供应链已经形成,中国芯片产业实现了用国产的工具,跑在国产的服务器上。
客户群体不断扩展。目前,芯华章服务芯片设计及系统级用户近百家。客户包括中科院半导体所、燧原科技、芯来、鲲云、曦智等数十家一线系统及芯片产业商业用户。
在我看来,张江高科与芯华章的合作代表了产业创新平台与技术创新企业协同发展的新模式。生态赋能型合作值得推广。这种模式不是简单的供需关系,而是通过产业生态平台为技术企业提供应用场景、客户资源和人才支持,同时技术企业为生态平台注入创新活力,形成良性循环。
国产化路径具有示范意义。从替代到创新,芯华章没有简单模仿国外产品,而是基于EDA 2.0理念开发面向未来的验证工具。这种创新导向的国产化路径更可持续,也更能形成长期竞争力。
平台化策略降低使用门槛。芯华章推出EDA全流程敏捷验证管理器昭睿FusionFlex,为整合当前国产EDA分散的点工具,构建完整的全流程国产EDA生态提供了强有力的技术支撑。这种平台化思路有助于解决国产EDA工具碎片化问题。
人才培养机制需要持续完善。虽然张江高科已与清华大学等高校合作培养人才,但芯片验证领域的高端人才仍然稀缺。需要建立更加系统化的人才培养体系,包括校企联合培养、在职培训、**人才引进等多渠道。
从更广阔的视角看,政策支持仍需加强。EDA作为基础性工具软件,需要长期的研发投入和市场培育。政府应该提供更加稳定的政策环境和研发支持,帮助国产EDA企业度过成长初期的发展困境。
标准化工作亟待推进。国内EDA产业需要建立统一的技术标准和接口规范,避免形成新的技术壁垒和生态碎片化。行业协会和**企业应该牵头推进标准化进程。
**合作不应忽视。在强调自主可控的同时,也需要保持与**EDA社区的交流合作,吸收先进技术理念和创新思维,避免闭门造车。
然而,市场接受度挑战仍然存在。尽管国产EDA工具不断进步,但许多设计企业出于风险考虑,仍然倾向于使用国外成熟工具。需要通过示范应用和成功案例逐步建立市场信心。
资金投入压力持续存在。EDA开发需要大量长期投入,而国内EDA企业规模相对较小,融资渠道有限。需要创新投融资机制,提供更加适合EDA产业特点的金融支持。
Q:国产数字验证工具与国外**工具相比还有多大差距?
A:国产工具在特定点和应用场景上已经接近甚至达到**先进水平,但在工具完整性、生态成熟度和市场认可度方面仍有差距。芯华章等企业正在通过创新路径加快追赶,如EDA 2.0理念和平台化策略。随着持续迭代和应用积累,这些差距正在快速缩小。
Q:中小企业如何获得芯华章的工具支持?
A:中小企业可以通过张江高科的产业服务平台接触和评估芯华章的工具。芯华章也提供灵活的商业模式,不像传统公司那样授权三年的几百套固化投入,而是可以根据需求按需使用方式进行。这种模式大大降低了中小企业的使用门槛。
Q:数字验证工具的学习成本高吗?
A:芯华章的工具设计注重易用性和用户体验,相比传统工具有一定改进。同时,张江高科和芯华章提供培训和技术支持服务,帮助企业快速上手。随着工具智能化程度提高,学习成本正在逐步降低。
Q:国产工具能否与国外工具协同工作?
A:是的,芯华章的工具支持与现有流程部署。例如,芯华章调试系统Fusion Debug可支持华大九天Empyrean ALPS的波形格式,让用户能直观看到不同工具产生的波形结果。这种兼容性设计有助于平滑过渡到国产工具。
根据芯华章公布的数据,其工具已经在多个客户案例中显示出显著效益,如仿真性能提升2.6倍,后仿网表性能大幅提升等。这些实际效果正在推动更多企业尝试和采用国产验证工具。
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