談到提供數(shù)字芯片驗證服務(wù)提供商，也許大家會想到EDA三巨頭——Cadence、Synopsys、西門子EDA(Mentor Graphics)。由于EDA三巨頭掌握著主導(dǎo)權(quán)，旗下產(chǎn)品在中國半導(dǎo)體市場的占有率超過八成，其他EDA品牌要與之競爭，面臨著非常多的壓力和困境。6b4esmc

近年來，半導(dǎo)體行業(yè)的國產(chǎn)風(fēng)潮，帶動了國產(chǎn)EDA企業(yè)初露鋒芒。經(jīng)過幾年的快速發(fā)展，中國EDA技術(shù)取得了新突破，并推出了一批國產(chǎn)EDA工具。作為中國最早成立的EDA公司之一，思爾芯自2004年在上海成立以來，就一直專注集成電路EDA領(lǐng)域，業(yè)務(wù)聚焦于數(shù)字芯片的前端驗證。近日，思爾芯（S2C）發(fā)布了企業(yè)級國產(chǎn)硬件仿真系統(tǒng)——OmniArk芯神鼎，這是思爾芯對標(biāo)EDA三巨頭，并實現(xiàn)信號全可視的產(chǎn)品。6b4esmc

思爾芯近20年的發(fā)展歷程

根據(jù)思爾芯CEO林俊雄介紹，思爾芯最早于2003年在硅谷成立，其創(chuàng)始人均有美國EDA公司的工作經(jīng)歷。當(dāng)時，大家看好中國半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展，在拿了第一桶金之后就決定到上海設(shè)立總部(2004年)。后面經(jīng)歷了十幾年的迭代開發(fā)，由于EDA一開始在國內(nèi)有受到太多關(guān)注，當(dāng)時公司大部分的客戶在海外，其客戶包含英特爾、索尼、三星等，為了滿足海外客戶的需求，思爾芯也在海外設(shè)立了分公司。經(jīng)過了近20年的發(fā)展，思爾芯在全球有600多家客戶，在北京、深圳、西安、東京、首爾、香港、圣何塞均有分支機(jī)構(gòu)。6b4esmc

林俊雄也針對思爾芯與國微集團(tuán)的關(guān)系做了解釋。“一直到2018年，國微集團(tuán)開始做EDA業(yè)務(wù)，那時候我們也覺得，國產(chǎn)EDA將有很好的發(fā)展，于是我們就決定加入國微集團(tuán)。在2019-2020年，國微集團(tuán)要求我們作為子公司獨立運(yùn)營，去為客戶服務(wù)更好的提供EDA服務(wù)，所以我們在獲得了兩輪融資后獨立了出來，現(xiàn)在我們是獨立的專注數(shù)字EDA的企業(yè)。”6b4esmc

現(xiàn)在，思爾芯在原型驗證領(lǐng)域構(gòu)筑了技術(shù)與市場的雙優(yōu)勢地位，公司承接了多個國家及地方重大項目，并參與了中國EDA團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的制定。據(jù)了解，最近幾年里，思爾芯每年平均收入的增長都是50%以上。6b4esmc

值得注意的是，2022年年底，思爾芯收購了國微晶銳，并購后兩家公司的產(chǎn)品可整合為完整的前端驗證工具列。此次發(fā)布的OmniArk芯神鼎，即為國微晶銳的產(chǎn)品。6b4esmc

國產(chǎn)硬件仿真系統(tǒng)OmniArk芯神鼎

OmniArk芯神鼎是一個硬件仿真系統(tǒng)，在芯片設(shè)計前端驗證常用的三類工具包括軟件仿真、硬件仿真和原型驗證。思爾芯資深副總裁李艷榮在介紹OmniArk芯神鼎前，也對這三類常見的前端驗證工具的特點做了分析：6b4esmc

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軟件仿真簡單易用，能快速上手，但速度非常慢，只適用于小型設(shè)計或模塊級驗證；硬件仿真具備可擴(kuò)展性，支持大容量，它的調(diào)試能力強(qiáng)，支持多種調(diào)試模式，速度比軟件仿真快千倍以上，滿足模塊級、芯片級、系統(tǒng)級的仿真驗證調(diào)試需求；原型驗證的速度接近真實芯片的運(yùn)行速度效率，但它的調(diào)試能力偏弱，更適合系統(tǒng)開發(fā)，以及協(xié)助軟件早期開發(fā)工作。軟件仿真、硬件仿真和原型驗證各有各的應(yīng)用場景，它們之間是互補(bǔ)而非替代關(guān)系。6b4esmc

在硬件仿真的選擇中，通常會考核很多功能，硬件仿真系統(tǒng)的執(zhí)行速度、硬件可靠性、是否有更大的設(shè)計容量、及多用戶資源等，都是芯片設(shè)計公司選擇時會考慮的多重因素。另外，企業(yè)還會考慮是否有其他新特性，來提高這一驗證技術(shù)的投資回報率。6b4esmc

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基于客戶的以上需求，思爾芯在2023年Q1推出了OmniArk芯神鼎，這是一個企業(yè)級硬件仿真系統(tǒng)。該產(chǎn)品為思爾芯自主研發(fā)，擁有多項自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)，實現(xiàn)了對超大規(guī)模設(shè)計的全自動編譯?？蓾M足汽車電子、CPU、AI、5G、云計算等SoC設(shè)計所需的復(fù)雜驗證需求。6b4esmc

OmniArk芯神鼎采用超大規(guī)模商用可擴(kuò)展陣列架構(gòu)設(shè)計，機(jī)箱模塊結(jié)構(gòu)，方便維護(hù)和擴(kuò)展。產(chǎn)品形態(tài)從桌面型到機(jī)柜型，設(shè)計容量可擴(kuò)展至20億門。包含一套便捷易用的軟件系統(tǒng)，支持GUI圖形界面和TCL腳本命令，集成編譯、運(yùn)行、調(diào)試的完整流程。6b4esmc

除此之外，OmniArk芯神鼎也提供創(chuàng)新配套軟件，包括用戶設(shè)計語法自動糾錯、Smart P&R技術(shù)，ABS(Auto-Block Select)技術(shù), 多樣化信號采集手段等等，可讓用戶實現(xiàn)MHz級仿真加速、全自動智能編譯流程、強(qiáng)大調(diào)試能力，以及多種仿真驗證模式。還擁有豐富的VIP庫，適合超大規(guī)模高端通用芯片設(shè)計的系統(tǒng)級驗證。6b4esmc

OmniArk產(chǎn)品未來的規(guī)劃

前文有提到，新推出的OmniArk芯神鼎是思爾芯對標(biāo)全球EDA三巨頭的產(chǎn)品。目前，Cadence、Synopsys、西門子EDA三家均有硬件仿真加速器，且提供了信號全可視的調(diào)試功能。OmniArk芯神鼎則具備多樣化信號采集手段，包括靜態(tài)探針、動態(tài)探針、信號全可視、Memory全可視、無限制運(yùn)行周期波形跟蹤調(diào)試。同時，OmniArk采用商用FPGA架構(gòu)，該架構(gòu)將促使OmniArk能順應(yīng)發(fā)展而快速迭代。6b4esmc

在產(chǎn)品規(guī)劃方面，OmniArk有三類產(chǎn)品路線：第一類是桌面型的OmniArk Desktop,設(shè)計規(guī)模為2.5億門，運(yùn)行頻率為1-2MHz，可供一位用戶使用，上市時間是2022年Q3；第二類是OmniArk，設(shè)計規(guī)模達(dá)10億門，運(yùn)行頻率為0.5-2MHz，可同時供4個用戶使用，上市時間是2023年Q1；第三類是OmniArkⅡ，設(shè)計規(guī)模達(dá)20億門，運(yùn)行頻率為1-4MHz，可同時供48個用戶使用，上市時間在2023年Q4。6b4esmc

在使用案例方面，西安電子科技大學(xué)微電子學(xué)院的游海龍教授做了分享。據(jù)介紹，他于2022年采購了硬件仿真器桌面板芯神鼎，該設(shè)備在該校集成電路設(shè)計與教學(xué)科研中發(fā)揮了重要作用。“在面向先進(jìn)集成度研發(fā)研驗證中，基于芯神鼎實現(xiàn)了快速的移植和部署，提前計劃完成了工程搭建，無需對硬件環(huán)境進(jìn)行手工連線，整個全自動的編譯流程，大大提高其驗證效率。”6b4esmc

將打造國產(chǎn)數(shù)字EDA全流程

驗證是集成電路設(shè)計中極其重要的一環(huán)，也占用了設(shè)計企業(yè)相當(dāng)多的時間。目前，思爾芯主要聚在于驗證部分。林俊雄以天線設(shè)計為例表示，天線設(shè)計中有70%的時間在做驗證，僅有30%的時間是在做設(shè)計。隨著芯片集成度越來越高，其復(fù)雜度也越來越高，它所使用的軟件也更多，搭建一個好的環(huán)境非常困難。不僅要求做出來的芯片是正確的，還要求該芯片符合市場需求，這對驗證工具也提出了非常多的需求。6b4esmc

他還指出，在如今這么復(fù)雜的設(shè)計下，只采用一個軟件仿真解決方案無法滿足需求。因此，思爾芯將結(jié)合其他產(chǎn)品線，通過獨立的硬件仿真配上幫助與軟件仿真、原型驗證協(xié)同仿真的軟件，實現(xiàn)軟硬件協(xié)同仿真的完美運(yùn)行。以先進(jìn)的異構(gòu)驗證方法學(xué)來進(jìn)行SoC設(shè)計，打造出真正的國產(chǎn)數(shù)字EDA全流程。6b4esmc

思爾芯在原型驗證部分有近20年的經(jīng)驗。“我們做原型驗證的時間非常早，這項技術(shù)可對標(biāo)國際EDA巨頭。從技術(shù)實力方面來講，近20年來我們累積了一些專利，目前境內(nèi)外專利共計40余項，還有33項在申請中，我們也是上海市重點EDA企業(yè)。”6b4esmc

思爾芯目前已完善了整個芯片設(shè)計的功能驗證布局，提供了成熟商用的架構(gòu)設(shè)計軟件、高性能多語言混合的數(shù)字軟件仿真工具、企業(yè)級國產(chǎn)硬件仿真系統(tǒng)、多組合方案的原型驗證解決方案等。“我們目標(biāo)是要打造國產(chǎn)數(shù)據(jù)EDA全流程，思爾芯負(fù)責(zé)前端工具，國微芯將負(fù)責(zé)后端工具。未來幾年內(nèi)，將全面覆蓋所有數(shù)字EDA工具。”6b4esmc

林俊雄最后感嘆道，國產(chǎn)EDA是一個艱苦的產(chǎn)業(yè)，雖然它的市場不算很大，但是重要性非常高，尤其是在當(dāng)前的國際局勢下。“國內(nèi)EDA產(chǎn)業(yè)要做好，肯定是要創(chuàng)造一個好的生態(tài)，必須要讓生態(tài)內(nèi)的參與者共贏。首先政府要有好的政策做支持，還需要一些平臺企業(yè)做整合，初創(chuàng)企業(yè)做創(chuàng)新，有足夠人才、良好的資本/用戶/合作伙伴等。國內(nèi)的EDA企業(yè)正往這個方向走，后面在大家的共同努力之下，應(yīng)該會把國內(nèi)EDA生態(tài)做好。”6b4esmc