作為芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域的第一環(huán)，EDA工具/IP的設(shè)計(jì)往往需要多年的磨練與驗(yàn)證，他們對(duì)真實(shí)的產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)和設(shè)計(jì)需求非常敏感，工具和IP的變化與發(fā)展，直接影響著芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度。9tgesmc

Aspencore旗下的EDA/IP技術(shù)論壇于3月28日在上海長(zhǎng)榮桂冠酒店成功舉辦，吸引了上百名IC設(shè)計(jì)工程師出席，該論壇已經(jīng)持續(xù)舉辦14年，長(zhǎng)期跟蹤最先進(jìn)的EDA/IP技術(shù)，聚焦 IC 設(shè)計(jì)工程師最關(guān)心的設(shè)計(jì)需求。9tgesmc

本文聚焦論壇的精彩片花分享給讀者。9tgesmc

看點(diǎn)一：AI半導(dǎo)體測(cè)試：是人工智能？還是統(tǒng)計(jì)學(xué)？

人工智能從消費(fèi)領(lǐng)域熱到了工業(yè)領(lǐng)域，第一場(chǎng)演講來(lái)自北京博達(dá)微科技有限公司工程副總裁耿春琦，他分享了《AI在半導(dǎo)體測(cè)試和模型提取中的實(shí)際應(yīng)用》的報(bào)告。9tgesmc

“其實(shí)以前我們都叫算法，主要是IV/CV/高低溫測(cè)試，通過(guò)算法在有限環(huán)境下，對(duì)各種情況預(yù)判不同的電學(xué)反應(yīng)。對(duì)半導(dǎo)體領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，AI和統(tǒng)計(jì)學(xué)的本質(zhì)上是一樣的，通過(guò)數(shù)學(xué)的方法，通過(guò)有效數(shù)據(jù)在更多場(chǎng)景下進(jìn)行合理預(yù)測(cè)。”耿春琦指出：“半導(dǎo)體‘AI’應(yīng)用一直存在，區(qū)別是你叫它AI還是算法。”9tgesmc

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圖：大數(shù)據(jù) vs 小數(shù)據(jù)。9tgesmc

“不同于消費(fèi)領(lǐng)域常見(jiàn)的大數(shù)據(jù)，半導(dǎo)體領(lǐng)域沒(méi)有那么多的數(shù)據(jù)，但AI也有實(shí)際運(yùn)用，原因是半導(dǎo)體領(lǐng)域，有個(gè)很有用的武器，是Physics，他不是隨機(jī)的，能提供shortcut進(jìn)行預(yù)測(cè)和實(shí)際運(yùn)用。”耿春琦指出，有了強(qiáng)力的Physics做支持，即使數(shù)據(jù)低，但是質(zhì)量高。9tgesmc

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在實(shí)際運(yùn)用中，博達(dá)微公司在相當(dāng)于在Si technology和Design之間架起一座橋梁。“我們公司成立于2012年，創(chuàng)始人來(lái)自Cadence，算法主要來(lái)自于清華微電子，有半導(dǎo)體經(jīng)驗(yàn)，也有算法經(jīng)驗(yàn)，算法應(yīng)用轉(zhuǎn)移至半導(dǎo)體測(cè)試領(lǐng)域變成了核心競(jìng)爭(zhēng)力。”耿春琦指出。9tgesmc

最近公司一個(gè)成功的案例是利用自己的測(cè)試硬件，器件建模用AI后效率提升10倍左右：9tgesmc

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用到的設(shè)備為：2臺(tái)12寸自動(dòng)機(jī)臺(tái)，4/20個(gè)Channel，以及一個(gè)LCR。9tgesmc

看點(diǎn)二：選對(duì)IP，做好芯片！——集成電路IP共享平臺(tái)助力IP選型

“IP行業(yè)產(chǎn)業(yè)高度集中，Top5占到行業(yè)的77%，想要做大很難，但是這一環(huán)境對(duì)IC設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)鏈很重要。” 中國(guó)科學(xué)院微電子研究所信息中心主任，集成電路IP共享平臺(tái)負(fù)責(zé)人辛衛(wèi)華指出，IP核普遍應(yīng)用的趨勢(shì)正在加強(qiáng)，例如蘋(píng)果A11處理器內(nèi)就含有40多個(gè)IP核。9tgesmc

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面對(duì)碎片化越發(fā)嚴(yán)重的應(yīng)用市場(chǎng)時(shí)，使用第三方IP核已是多數(shù)企業(yè)和團(tuán)隊(duì)普遍采用的方法：9tgesmc

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何時(shí)我們會(huì)購(gòu)買(mǎi)第三方IP？針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，辛衛(wèi)華指出：當(dāng)IP供應(yīng)商可以提供獲得超越競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的戰(zhàn)略優(yōu)勢(shì)時(shí)，將導(dǎo)致半導(dǎo)體IP市場(chǎng)整合和收購(gòu)。9tgesmc

他認(rèn)為，大多數(shù)的IP應(yīng)用是基于一個(gè)或多個(gè)原因：節(jié)省開(kāi)發(fā)成本，通過(guò)購(gòu)買(mǎi)IP通常比從頭開(kāi)發(fā)更便宜；為產(chǎn)品戰(zhàn)略做出貢獻(xiàn)，為芯片或系統(tǒng)提供競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)；降低風(fēng)險(xiǎn)、復(fù)雜性和上市時(shí)間。9tgesmc

但同時(shí)，IP集成面臨很多挑戰(zhàn)，也是個(gè)極度專(zhuān)業(yè)化的過(guò)程，需要專(zhuān)業(yè)化的人員熟悉IP配置，能夠和芯片的結(jié)構(gòu)相適配；需要確認(rèn)時(shí)鐘域、復(fù)位、異步的始終問(wèn)題；IP驗(yàn)證，用戶需要按照供應(yīng)商的驗(yàn)證流程，再次驗(yàn)證；問(wèn)題往往出現(xiàn)在接口的地方，來(lái)自不同團(tuán)隊(duì)的不同工程師集成來(lái)自不同公司的IP核。9tgesmc

這提出了IP管理的必要性：9tgesmc

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辛衛(wèi)華的總結(jié)和思考：9tgesmc

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看點(diǎn)三：放眼系統(tǒng)級(jí)的設(shè)計(jì)與分析

5G技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)，大數(shù)據(jù)和云平臺(tái)的廣泛應(yīng)用，大量的硬件設(shè)備將通過(guò)高效、高帶寬接口相互連接以實(shí)現(xiàn)信息的共享和交互。9tgesmc

針對(duì)傳統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)中存在的效率不高，品質(zhì)不強(qiáng)等問(wèn)題，Cadence開(kāi)創(chuàng)性的推出系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)和分析( System Level Design and Analysis)解決方案，為用戶提供先進(jìn)硬件開(kāi)發(fā)從前端到后端的一站式體驗(yàn)，拉通從硅片設(shè)計(jì)到整機(jī)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)驗(yàn)證的全流程，幫助客戶在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)壓力下以最快效率提供高品質(zhì)產(chǎn)品。9tgesmc

“很多電子系統(tǒng)在開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，就能通過(guò)ECAD-MCAD看到成型后的三維視角，SI/PI幫助提高電子產(chǎn)品質(zhì)量的手段。”Cadence中國(guó)區(qū)資深技術(shù)專(zhuān)家秦祖立指出。9tgesmc

做完版圖再分析，仿真完后很多報(bào)告沒(méi)法告訴設(shè)計(jì)者缺陷在哪里，In-Design分析可以在設(shè)計(jì)階段就做分析，把串?dāng)_，阻抗分布等做個(gè)約束規(guī)則，在后續(xù)布線按這個(gè)規(guī)則可以大大減少布線周期。9tgesmc

不同應(yīng)用需要定制方案：9tgesmc

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秦祖立分享了公司在“多物理場(chǎng)”分析方面的方案。“這是目前比較熱門(mén)的一個(gè)話題，隨著著系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜，工程師開(kāi)始關(guān)心信號(hào)熱和輻射，這是一個(gè)有機(jī)的整體，我們有相應(yīng)的產(chǎn)品，且和歐洲領(lǐng)先汽車(chē)廠商有合作。” 秦祖立表示。9tgesmc

他舉了一個(gè)例子是自動(dòng)駕駛中控的系統(tǒng)，由于系統(tǒng)功耗很大，所以為了散熱好，在機(jī)箱背面挖了很多洞，結(jié)果散熱變好了，但是在很高頻率下，電子系統(tǒng)的輻射會(huì)從洞里漏出去，導(dǎo)致EMI指標(biāo)超標(biāo)。9tgesmc

怎么獲得平衡？“我們做了很多迭代分析，仿真，對(duì)機(jī)柜做了一個(gè)熱流分析，把不同位置的溫度場(chǎng)分析出來(lái)。分析好溫度場(chǎng)后，再看對(duì)外的輻射，在某個(gè)地方的遠(yuǎn)場(chǎng)輻射超標(biāo)后，我們?cè)倏唇鼒?chǎng)分布，哪里是熱點(diǎn)區(qū)，人為把一些洞填起來(lái)。通過(guò)這樣的迭代，可以最終達(dá)到熱跟輻射的平衡。”秦祖立表示。9tgesmc

多物理不僅局限于熱和輻射，還包括熱和SI的分析，因?yàn)閱伟宓牟牧鲜菧刈兊?，溫度不同，高速信?hào)損耗不同。這種混合分析可以精準(zhǔn)提取高速信號(hào)損耗特性。9tgesmc

除了傳統(tǒng)EDA工具，Cadence現(xiàn)在還有云的服務(wù)，借助公有云和私有云讓中小型公司能借助云來(lái)建筑自己的平臺(tái)，秦祖立介紹道。對(duì)于中小型客戶來(lái)說(shuō)，服務(wù)器系統(tǒng)不用自己布，省去系統(tǒng)維護(hù)和額外的開(kāi)銷(xiāo)，也是一個(gè)大勢(shì)所趨，大家可以更快的開(kāi)發(fā)自己的系統(tǒng)。9tgesmc

看點(diǎn)四：如何跑贏可靠性競(jìng)賽 ?

波音737的墜落、香港MTR相撞給我們很多思考，自動(dòng)駕駛不是可以用就ok，使用場(chǎng)景是否都有預(yù)期？預(yù)期夠多少場(chǎng)景才能達(dá)到足夠的可靠性？9tgesmc

Mentor, a Siemens business公司PacRim Technical Director李立基在演講開(kāi)始為觀眾拋出了一個(gè)值得思考的問(wèn)題。9tgesmc

現(xiàn)代汽車(chē)除了機(jī)械部分，有了更多的電子部分加入。對(duì)于車(chē)，我們要做自動(dòng)駕駛，從燃油到電，智能和動(dòng)力系統(tǒng)都和電相關(guān)。Mentor的汽車(chē)方案可以覆蓋多個(gè)領(lǐng)域，包括電子部分，軟件部分，電子部分。9tgesmc

李立基認(rèn)為安全/可靠性方面有四個(gè)障礙需要克服：9tgesmc

Hurdle 1 –Exploding Complexity9tgesmc
Hurdle 2 –Safety Of The Intended Functionality (SOTIF)9tgesmc
Hurdle 3 –Functional Safety (FuSa)9tgesmc
Hurdle 4 –Ultra Low Manufacturing Defect Rate9tgesmc

而且，在3D晶體管時(shí)代有更多的缺陷可能9tgesmc

Increased transistor process complexity in FinFET ?9tgesmc
●“Myriads of systematic defects” ?9tgesmc
●“The number of multi-patterning steps makes things much more complex” ?9tgesmc
●“With the latest generation it takes 21 days to go from M0 to M1, compared to 3-4 days in the previous” ?9tgesmc
●“90% of defects are now inside cells”9tgesmc

公司的Tessent汽車(chē)級(jí)ATPG，利用關(guān)鍵區(qū)域缺陷模型實(shí)現(xiàn)更高的質(zhì)量水平。9tgesmc

看點(diǎn)五：重新定義EDA，重新定義D2S

市場(chǎng)份額已經(jīng)這么大了，為什么還要重新定義？Mentor, a Siemens Business 中國(guó)區(qū)資深技術(shù)專(zhuān)家牛風(fēng)舉指出，為了創(chuàng)新，自我革命。9tgesmc

他給除了EDA 4.0的演進(jìn)歷程：9tgesmc

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重新定義D2S (Design 2 Silicon)9tgesmc

• Calibre

• Calibre Golden Sign-off9tgesmc
• Calibre PatternMatch enables PV pattern recognition capabilities9tgesmc
• Calibre YieldEnhancer Helps Foundries and Designers for FILL9tgesmc
• Calibre PERC Is A Platform To Handle Wide Scope Of Reliability Issues9tgesmc
• Calibre 3DSTACK & Xpedition provide the Proven 2.5D/3DIC package verification flow9tgesmc

• Tessent

• DFT Must Meet both Manufacturing Test and In-System Test Needs9tgesmc

• Calibre/Tessent

• Closed Loop DFX Solution Accelerates Yield Ramp9tgesmc

看點(diǎn)六：全球首發(fā)的異構(gòu)仿真方案

從2009年成立到今年華大九天正好走過(guò)了十年，在2018年底，該公司推出全球第一款異構(gòu)仿真系統(tǒng)。9tgesmc

加速模擬設(shè)計(jì)的仿真驗(yàn)證，正是這款異構(gòu)仿真系統(tǒng)帶來(lái)的設(shè)計(jì)驗(yàn)證的變化。9tgesmc

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“近30年，模擬技術(shù)在仿真方面的發(fā)展相對(duì)落后，模擬電路的仿真驗(yàn)證，沒(méi)有跟上行業(yè)發(fā)展的訴求，不僅需要縮短仿真時(shí)間、驗(yàn)證覆蓋率也要提升！” 海思平臺(tái)與關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)部公開(kāi)指出。9tgesmc

這套系統(tǒng)有多厲害？華大九天副總經(jīng)理董森華給出一個(gè)真實(shí)的客戶案例：9tgesmc

• 電路：ADC9tgesmc
• 工藝：7nm9tgesmc
• 器件：~200K9tgesmc
• 寄生：~10M9tgesmc

這款仿真系統(tǒng)仿真5天完成。9tgesmc

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“設(shè)計(jì)廠商正加速向先進(jìn)工藝遷移，7nm工藝成為眾多大公司的主要選擇。” 董森華指出，“工藝發(fā)展給設(shè)計(jì)仿真帶來(lái)極大挑戰(zhàn)，寄生參數(shù)呈幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)，PVT Corner 快速增加。”9tgesmc

模擬電路的仿真瓶頸已從前仿漸漸轉(zhuǎn)移到后仿，仿真時(shí)間從傳統(tǒng)的1-2個(gè)月長(zhǎng)到5-7個(gè)月。9tgesmc

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ALPS™ 仿真算法創(chuàng)新的代表，其好處包括：9tgesmc

• 100% SPICE精度，不做任何模型簡(jiǎn)化或約減處理9tgesmc
• 3~10X SPICE仿真性能提速9tgesmc
• >50M 器件規(guī)模的仿真容量9tgesmc

“盡管ALPS加速明顯，但仍有很多設(shè)計(jì)需要數(shù)天甚至數(shù)周的時(shí)間，仍無(wú)法滿足用戶的設(shè)計(jì)周期需要。”董森華指出，“系統(tǒng)創(chuàng)新需要大算力硬件架構(gòu)和適配的核心算法創(chuàng)新，缺一不可！”。9tgesmc

仿真算法必須對(duì)GPU架構(gòu)進(jìn)行適配再創(chuàng)新，通過(guò)努力，九天的小伙伴提出了獨(dú)創(chuàng)的適用于GPU架構(gòu)的 GPU-Turbo Smart Matrix Solver（SMS-GT）技術(shù)。9tgesmc

過(guò)去幾個(gè)月有一些成功的客戶案例，包括日本一家做Image sensor很厲害的公司，他們實(shí)際仿真素的得到了數(shù)十倍的增加，董森華透露。9tgesmc

看點(diǎn)七：先進(jìn)驗(yàn)證方法賦能AI芯片

現(xiàn)在AI在各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用，新思科技高級(jí)AI技術(shù)專(zhuān)家鮑敏祺將AI應(yīng)用主要分為四類(lèi)：9tgesmc

1. 互聯(lián)網(wǎng)的廣告，定期將正確的廣告推送給用戶；9tgesmc
2. 安防。包括臉部識(shí)別等。9tgesmc
3. 無(wú)人超市等，經(jīng)過(guò)訓(xùn)練做到比人更準(zhǔn)確的識(shí)別。9tgesmc
4. 自動(dòng)駕駛。9tgesmc

對(duì)于所用到的芯片來(lái)說(shuō)，可以分為三大類(lèi)：9tgesmc

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其中，數(shù)據(jù)中心是最拼算力的一個(gè)領(lǐng)域。9tgesmc

鮑敏祺在演講中將AI處理器的特性從計(jì)算、存儲(chǔ)、功耗和I/O角度分開(kāi)來(lái)介紹如下：9tgesmc

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他詳細(xì)闡述了數(shù)據(jù)中心AI處理器和Edge處理器有不同的驗(yàn)證挑戰(zhàn)。然后介紹了Synopsys提供的解決方案：9tgesmc

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為了滿足AI處理器的挑戰(zhàn)，Synopsys不停的調(diào)整自己的策略，在計(jì)算、內(nèi)存優(yōu)化、功耗及互聯(lián)上都出過(guò)很多研究，鮑敏祺指出，以前需要工程師重復(fù)做的工作現(xiàn)在都有工具做了。9tgesmc