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路長且艱，國產(chǎn)EDA的發(fā)展之路

逼則反兵，走則減勢(shì)。緊隨勿迫，累其氣力，消其斗志，散而后擒，兵不血刃，這是三十六計(jì)中“欲擒故縱”的精義，卻被美國在EDA領(lǐng)域應(yīng)用的游刃有余，中國也因此錯(cuò)失了發(fā)展國產(chǎn)EDA的20余年的重要時(shí)機(jī)，作為數(shù)千億集成電路、萬億電子信息的必不可少的支撐產(chǎn)業(yè)，EDA被譽(yù)為芯片領(lǐng)域的“工業(yè)母機(jī)”，國產(chǎn)EDA的發(fā)展路長且艱。一、EDA是何方神圣為什么說EDA那么重要，EDA全稱是電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化。打開芯片的封裝外殼，在高倍顯微鏡下對(duì)其表面進(jìn)行觀察，將會(huì)看到無數(shù)規(guī)則擺放的器件和連線，這是芯片的版圖。IC設(shè)計(jì)和制造這個(gè)版圖的各個(gè)
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東吳證券：2022年芯片EDA行業(yè)研究報(bào)告

數(shù)?；旌?IC 中通常模擬電路是核心，數(shù)字電路用來控制模擬電路實(shí)現(xiàn)特定的算法。在 IC 設(shè)計(jì)部分，EDA 軟件主要有模擬 IC 和數(shù)字 IC 的兩大類設(shè)計(jì)軟件。1.EDA是“半導(dǎo)體皇冠上的明珠”1.1. EDA 是用于 IC 設(shè)計(jì)生產(chǎn)的工業(yè)軟件EDA 是用來輔助超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)生產(chǎn)的工業(yè)軟件。EDA 全稱是電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（Electronic Design Automation），是指用于輔助完成超大規(guī)模集成電路芯片設(shè)計(jì)、制造、封裝、測(cè)試整個(gè)流程的計(jì)算機(jī)軟件。隨著芯片設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度不斷提升，基于先進(jìn)工
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扎堆上市、納入“十四五”規(guī)劃，國產(chǎn)EDA軟件的春天來了？

回顧2021年中國ICT市場(chǎng)，“元宇宙、低代碼、國資云、產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、雙碳”無疑是令人首先想到的關(guān)鍵詞。那么，資深I(lǐng)CT產(chǎn)業(yè)觀察者如何用一詞表明自己的身份？答案是：國產(chǎn)EDA。相比上述關(guān)鍵詞，EDA（集成電路設(shè)計(jì)工具）即便放大到全球范圍，其市場(chǎng)都無法與前者比較。但市場(chǎng)規(guī)模并無法表明EDA的重要性。如何形容EDA？或許可將其比喻為生物圈的水，沒有水，碳基生命便無法存活；沒有EDA，全球幾十萬億的數(shù)字經(jīng)濟(jì)也無法發(fā)展。也正是因?yàn)镋DA如水一般潤物無聲，所以在中國ICT市場(chǎng)里，其幾乎從未站在舞臺(tái)的中央。但在2021
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中國EDA新浪潮的黃金二十年

2002年，已在芯片業(yè)浸潤多時(shí)的謝仲輝回到上海。他早年求學(xué)于臺(tái)大，參與了新加坡政府一力扶持的特許半導(dǎo)體工廠的建立與運(yùn)營。隨著身邊的同事逐漸回流大陸，他意識(shí)到國內(nèi)的芯片工業(yè)正在飛速發(fā)展，急需富有經(jīng)驗(yàn)的人才為國效力。于是，他選擇了參加國家“909工程”的華虹。挑戰(zhàn)是顯而易見的：相比于國外的大客戶，國內(nèi)的芯片設(shè)計(jì)公司普遍弱小，一個(gè)月的訂單量不過幾十片、甚至更少，而芯片制造的前期流片投入?yún)s一點(diǎn)都不能少。光是一套掩模版就是幾十萬美金，讓諸多設(shè)計(jì)從業(yè)者望而卻步。為了降低客戶的前期投入，謝仲輝和他的團(tuán)隊(duì)想到了一個(gè)辦法—
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中科院EDA中心三維及納米集成電路設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)研究成果

研究方向一：三維納米級(jí)電路可制造性設(shè)計(jì)方法及EDA技術(shù)進(jìn)入納米工藝節(jié)點(diǎn)，電路的物理結(jié)構(gòu)對(duì)工藝容差和設(shè)計(jì)提出了新的挑戰(zhàn)，可制造性和成品率成為集成電路高端芯片能否實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)并盈利的最關(guān)鍵因素之一，可制造性設(shè)計(jì)EDA技術(shù)搭建了溝通電路設(shè)計(jì)與工藝制造的橋梁，可系統(tǒng)提升納米芯片的良率和性能。實(shí)驗(yàn)室針對(duì)集成電路先進(jìn)工藝制造和設(shè)計(jì)中存在的基礎(chǔ)性、前瞻性核心問題，開展三維納米級(jí)電路可制造性設(shè)計(jì)方法及EDA基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)研究，構(gòu)建納米加工與設(shè)計(jì)協(xié)同優(yōu)化的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的DFM軟件平臺(tái)，形成實(shí)現(xiàn)工藝熱點(diǎn)檢測(cè)和寄生參數(shù)
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三維快速模擬仿真電磁計(jì)算分析軟件

自主開發(fā)完成通用電磁模擬仿真分析軟件EMbridge，滿足電磁、機(jī)電器件需求。結(jié)合最新研發(fā)的算法成果顯著提高了場(chǎng)分析的效率。創(chuàng)新提出的快速多階敏感度算法、隨機(jī)譜方法能夠應(yīng)對(duì)IC工業(yè)中工業(yè)偏差引入的隨機(jī)影響。
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極低功耗SoC設(shè)計(jì)方法學(xué)及EDA工具

EDA中心在極低功耗SoC設(shè)計(jì)方法學(xué)及關(guān)鍵EDA技術(shù)領(lǐng)域開展了年的研發(fā)工作，研究設(shè)計(jì)了亞閾值溫度傳感器、32位亞閾值SAPTL超前進(jìn)位加法器、16位亞閾值B-SAPTL加法器、16x16亞閾值A(chǔ)SYN-B-SAPTL異步乘法器、動(dòng)態(tài)可重構(gòu)亞閾值邏輯等多款極低功耗電路IP，技術(shù)指標(biāo)均優(yōu)于文獻(xiàn)報(bào)道的同類功能電路，研發(fā)了單元電路版圖微調(diào)軟件、電路結(jié)構(gòu)自動(dòng)評(píng)測(cè)工具、電路器件參數(shù)優(yōu)化工具、快速High-σ蒙特卡洛分析工具、器件建模工具、PVT敏感的單元電路特征化工具等。極低功耗SoC設(shè)計(jì)方法學(xué)及關(guān)鍵EDA技術(shù)研究起
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中科院EDA中心：集成電路IP核標(biāo)準(zhǔn)

依托國家重大科技專項(xiàng)，EDA中心牽頭編制了國內(nèi)首個(gè)強(qiáng)制JYIP核標(biāo)準(zhǔn)《GJB7715-2012JY集成電路IP核通用要求》，建立IP核應(yīng)用推廣平臺(tái)，開發(fā)IP核主觀評(píng)測(cè)電子表格（IPQE），在此基礎(chǔ)上，完成多款移動(dòng)通信與數(shù)字媒體芯片IP核的數(shù)據(jù)封裝和質(zhì)量評(píng)測(cè)服務(wù)?！禛JB7715-2012JY集成電路IP核通用要求》IP核應(yīng)用推廣平臺(tái)典型IP核數(shù)據(jù)封裝實(shí)例第三方IP核評(píng)測(cè)報(bào)告
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工藝與設(shè)計(jì)協(xié)同優(yōu)化的PDK與標(biāo)準(zhǔn)單元庫

EDA中心在PDK設(shè)計(jì)領(lǐng)域開展了十多年的研發(fā)工作，常年服務(wù)于國內(nèi)外主流Foundry、各大EDA公司和IC設(shè)計(jì)公司。能夠基于多種語言(Skill/Tcl/Python)開發(fā)適用于各種軟件平臺(tái)的PDK/oaPDK/iPDK。到目前為止，已經(jīng)基于國內(nèi)主流Foundry的28nm/40nm/65nm/0.11um eFlash/130nm/180nm/0.35um/1um/3um和700V BCD/TFT/CNT-FET等先進(jìn)工藝成功開發(fā)了近20套兼容不同數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的商用PDK(包括大陸首套iPDK)。PDK交付
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納米尺度芯片Art DFM仿真平臺(tái)

基于65/45/40/28納米銅互連和28納米高k金屬柵CMP工藝及DFM設(shè)計(jì)規(guī)則，課題組開發(fā)了一套兼顧平坦化和寄生效應(yīng)、完整兼容業(yè)界主流EDA工具的DFM仿真平臺(tái)，該平臺(tái)具有超大規(guī)模版圖快速處理，ECP/CVD/PVD/CMP工藝模擬、熱點(diǎn)輸出與反標(biāo)等功能。通過對(duì)版圖進(jìn)行CMP分析和檢查，找出存在熱點(diǎn)的區(qū)域進(jìn)行冗余金屬填充，并根據(jù)設(shè)計(jì)需求進(jìn)行修正，形成CMP模擬與參數(shù)提取相結(jié)合的DFM優(yōu)化流程。DFM平臺(tái)解決了復(fù)雜超大版圖快速并行處理的技術(shù)難題，可以滿足65/45/40/28納米全芯片規(guī)模版圖處理的要求
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納米尺度芯片平坦性工藝仿真工具

研究65/45/40/28納米銅互連ECP/CMP及32/28納米HKMG CMP工藝，提出了耦合設(shè)計(jì)版圖與CMP機(jī)理的新型高效CMP建模技術(shù)，開發(fā)了多節(jié)點(diǎn)銅互連平坦性疊層仿真工具和28納米高k金屬柵DFM解決方案，可動(dòng)態(tài)模擬ECP/CMP、ILD0 CVD/CMP和Al PVD/CMP工藝演進(jìn)過程，快速實(shí)現(xiàn)平坦性工藝偏差的提取和校正。該仿真工具通過了CMOS實(shí)測(cè)硅片數(shù)據(jù)驗(yàn)證，仿真精度和速度達(dá)到國際同類工具先進(jìn)水平，可應(yīng)用于全芯片平坦性工藝的檢測(cè)分析和設(shè)計(jì)優(yōu)化。CMP工藝仿真
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中科院：EDA驗(yàn)證評(píng)測(cè)技術(shù)

針對(duì)國產(chǎn)EDA工具應(yīng)用推廣的平臺(tái)化共性技術(shù)問題，研究基于國產(chǎn)EDA工具先進(jìn)工藝設(shè)計(jì)參考流程，以及關(guān)鍵EDA工具的評(píng)測(cè)技術(shù)，包括EDA工具的功能對(duì)比、性能測(cè)試、可兼容性、穩(wěn)定性、易用性等的測(cè)試驗(yàn)證，形成規(guī)范的EDA工具評(píng)測(cè)報(bào)告，以此促進(jìn)國產(chǎn)EDA 工具的改進(jìn)、更新和完善，并指導(dǎo)設(shè)計(jì)企業(yè)選用合適的EDA工具完成芯片設(shè)計(jì)。該研究內(nèi)容獲得北京市科技計(jì)劃項(xiàng)目“國產(chǎn)EDA工具產(chǎn)業(yè)鏈應(yīng)用推廣示范平臺(tái)”項(xiàng)目的支持?；谌ㄖ圃O(shè)計(jì)流程的EDA評(píng)測(cè)技術(shù)：針對(duì)納米工藝全定制設(shè)計(jì)流程的系列EDA工具開展EDA評(píng)測(cè)技術(shù)研
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中科院：物聯(lián)網(wǎng)新型體系結(jié)構(gòu)

基于新型非易失存儲(chǔ)的高能效終端架構(gòu)技術(shù)：為解決資源受限物聯(lián)網(wǎng)終端的“存儲(chǔ)墻”問題，利用MRAM、PCM等新型存儲(chǔ)器，構(gòu)建異構(gòu)非揮發(fā)存儲(chǔ)架構(gòu)。通過研究軟、硬件協(xié)同的異構(gòu)存儲(chǔ)架構(gòu)管理技術(shù)，達(dá)到降低內(nèi)存功耗、減小I/O延時(shí)的目的。此項(xiàng)工作得到國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、北京市科技計(jì)劃、中科院先導(dǎo)專項(xiàng)的支持。AI計(jì)算加速技術(shù)：GPU、ASIC、FPGA等AI加速器是實(shí)現(xiàn)高能效AI計(jì)算的重要手段，然而受限于移動(dòng)計(jì)算環(huán)境對(duì)芯片面積、功耗等的要求，AI加速芯片片上緩存容量有限，當(dāng)計(jì)算深度模型時(shí)需要頻繁訪問片外存儲(chǔ)，因此“內(nèi)存墻”
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中科院：硅集成驗(yàn)證技術(shù)

EDA中心硅集成驗(yàn)證技術(shù)，聚焦于利用EDA技術(shù)及設(shè)計(jì)、工藝、封測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多環(huán)節(jié)集成、交叉技術(shù)集成，解決高品質(zhì)、高精度、新工程技術(shù)的難題。尤其在硅基芯片+光、+生物、+MEMS等跨學(xué)科創(chuàng)新領(lǐng)域，形成了獨(dú)特的解決方案，并成功實(shí)現(xiàn)芯片功能驗(yàn)證?！?nbsp;設(shè)計(jì)與工藝集成 ★&nb
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中科院：EDA軟件與先進(jìn)算力平臺(tái)服務(wù)技術(shù)

研發(fā)基于Web的EDA工具授權(quán)管理技術(shù)、安全可靠的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及VPN解決方案，構(gòu)建EDA軟件管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)license的分時(shí)復(fù)用策略，解決昂貴EDA工具靈活授權(quán)問題。該系統(tǒng)支持EDA工具授權(quán)的全信息化管理模式，可實(shí)現(xiàn)License授權(quán)管理及分析服務(wù)，幫助用戶優(yōu)化EDA軟件采購方案，降低用戶軟件成本。研究EDA資源的平臺(tái)化技術(shù)與智能EDA計(jì)算技術(shù)，構(gòu)建集成電路高性能EDA平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)SaaS化的EDA應(yīng)用創(chuàng)新服務(wù)模式，平臺(tái)提供從EDA工具授權(quán)、IP庫選擇、項(xiàng)目管理到高性能計(jì)算支撐等完整的云端芯片設(shè)計(jì)解決方案，
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