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EEPW帝豪3不夜城彩票网 > EDA/PCB > 编辑观点 > EDA、RISC-V、芯片服务公司谈芯片设计的三大热点

在AIoT时代,如何提升芯片设计的效率?在“中国集成电路设计业2019年会(ICCAD 2019)“上,Cadence南京凯鼎电子、SiFive、赛昉科技、摩尔精英的老总分析了这些芯片设计业的热点,他们的主要观点是:①设计上云;②系统级融合;③利用AI提升工具的效率。

本文引用地址:http://fzwhsy.com/article/202001/409130.htm

图片2.png从右至左:Cadence南京凯鼎电子副总裁刘矛,SiFive首席执行官Naveed Sherwani博士,赛昉科技CEO徐滔,摩尔精英董事长兼首席执行官张竞扬

芯片设计的趋势1:设计上云

1)哪些公司需要上云?

Cadence南京凯鼎电子1副总裁刘矛指出,云计算已经开始在芯片设计中发挥重要的作用,可以缩短设计周期和提升芯片性能。

例如Cadence最近推出了Cloudburst平台,在后端实现上比前代产品/业界水平提升了20%左右,就是应用了并行计算的技术,联系云平台,把计算资源充分利用起来,使芯片设计不再局限于物理环境,可以让全世界的芯片公司在不同的物理环境下去访问平台,可以在同一环境下去使用一个云平台加速芯片设计的速度。

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现在系统公司的芯片设计和其云平台开发已经形成了一个正循环,双方在相互促进,把整个行业往前推进。例如谷歌在做芯片的设计,针对自己的云计算或大数据的特殊要求,使用Cadence的软件平台设计出来芯片,可应用到谷歌的平台上。

SiFive2首席执行官Naveed Sherwani博士认为设计上云非常适合中国的国情,因为在过去40年里,传统的硅设计需要很多硬件、EDA工具、去验证等,流程太复杂了。中国已经决定在接下来的四五年内设计自己的芯片,但没有足够的人才、硬件和,所以中国必须采用云技术。由于将设计移到云端,每家公司就不再需要服务器了,不用向大公司申请EDA授权、购买服务包,可以直接从云端去获取服务,从本地登录到云端就可以做设计,流程将极大简化。

Cadence和SiFive在2018年10月3日有一个重大宣布,已经在云端发布了第一个芯片,全部是在云端做的芯片,把芯片发给台积电流片,用短短的2个月就完成了。

赛昉科技3CEO徐滔补充道:不仅是EDA工具,包括整个、后端,整个基础设施和生态都在云上,这样可极大地解放生产力,还解决了人才短缺的问题。

摩尔精英4董事长兼CEO张竞扬补充道,上云对芯片行业很有帮助,因为改变了整个协作模式——过去仅是一家公司的内部协作,一家公司在芯片行业最大的也就是数万人。一旦上云之后,是全行业在协作。全行业大概是100万人,甚至以后会有几百万人,比万人级多了2个数量级,这就会带来效率的极大提升(如下图)。

图片1.png图:摩尔创芯生态链

过去一些大企业合并,第2年财报能马上能降低25%的运营成本,原因是把2家公司相同的部门精简了。通过全行业的协作,会带来类似的精简效果。全行业的646亿美元如果能效率提升25%,会省下160亿美元。从降低风险角度看,今天为什么一颗芯片开发又慢又费时?因为芯片里只有36亿美元去购买IP,和全行业的646亿美元比,有95%的东西买不到。对于一家公司来说,用95%的自有东西去开发,会有大量的风险和浪费。如果上云以后,一个好的IP/设计可以被全行业的人使用。

另一个是设计流水线上云。这是中国小公司做得较少的,因为规模很小,没有必要做一个完整的流程。当行业可以贡献一个流水线的时候,可以帮助小公司开发。

摩尔芯片云做的事情还有封装的整合。当有大量的IP和开发者在摩尔芯片云平台上开发时,就会形成大量的测试完整的裸片,可以通过封装的形式满足物联网的各种应用。这些IP和裸片像电子书和实体书的关系一样对应。

预计未来10年,大部分芯片或行业一半以上的芯片会通过这样的方式在开发,只有很少的非常高端的芯片会像今天这样在一家公司内部,所有东西都自己开发,协作一定是未来的一个趋势。

2)设计上云的挑战

摩尔精英董事长兼CEO张竞扬称现在很少还采用这种上云服务。因为半导体行业的人不太愿意变化,不愿意上云。但是趋势不可逆转。

最先会改变的是中小企业。因为中小企业财力有限,希望少付一些IP费用,也愿意分享IP。为此,摩尔精英不跟客户空谈云(例如问客户的IP是否放在云上?),只是说服客户把IP访问权交给摩尔精英,但其他方面还是客户自己控制。这种方式,客户是愿意接受的。因为不管大公司还是小公司,内部的项目做完了,关掉了,把IP放在云上,哪怕短期内没有访问也没有关系的。

图片2.png图:摩尔芯片云

摩尔精英做芯片服务,将服务3种IP厂商。①目前是标准IP厂商。以前标准IP厂商要收很高的版权费,现在如果放在云端,起码会晚一点收费。②下一步将是芯片公司里的IP。因为如果IP两三年没有人用,就不太好用了,必须有人不断地用,赚到钱才可以维护IP有效性。③个人IP开发者或IP工作室,这些人来自于现在的大公司或拥有核心技术、但没有市场能力的公司,他们将来可能会变成IP公司。

芯片设计的趋势2:系统级融合

Candence推出了新一代电热协同仿真工具:Celsius Thermal Solver(如下图),是热和电仿真的融合。今后,电子设计和系统设计的融合是怎么发展的?

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Cadence南京凯鼎电子副总裁刘矛解释道,Cadence做EDA已经有30年了,之前专注于芯片设计,这两年看到越来越多的系统公司也在做芯片,他们遇到的问题是芯片设计和系统设计如何更好地进行协同设计。

帝豪3不夜城彩票网以前芯片公司和系统公司是各自独立的,芯片公司根据自己对市场的理解把芯片做出来,销售给系统公司,系统公司再开发整个系统,这个周期非常长。随着系统公司自己做芯片,系统公司在做芯片的早期就想知道在系统里如何融合应用这个芯片,包括热分析、电磁分析等。

由于芯片设计越来越复杂。经常看到客户设计到后半段,由于芯片发热对芯片设计有很大的影响,芯片设计又要回到最开始,甚至有时候要重新做一个系统的架构来重新做芯片的设计,极大地影响了整个系统开发的设计时间和设计周期。

为此,Cadence从3年前推出了系统设计的概念,从整个系统角度,不仅是芯片,还包括封装、软件,最近又引入了电磁分析和热分析,主要目的是帮助系统公司包括芯片设计公司从最早期就可以把系统设计的每一方面都考虑到设计里面(如下图)。

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图:Cadence的新系统分析软件构想

通过这些软件导入,客户实际设计里出现了一个好现象:系统公司引入设计流程之后,相比于以前的传统设计流程,周期减少了30%以上的时间,使他们的系统推向市场的时间也变得非常快,变得更加有竞争性。

芯片设计趋势3:用AI提升EDA工具的效率

1)AI EDA

在此之上,Cadence还引入了一套全新的AI技术。在整套EDA和客户设计的流程里,Cadence还有一个大胆的想法:以后做芯片设计就完全不需要人了,只需要人写一个规格书,剩下的事情全部由EDA软件去完成。

对于把AI引入到系统设计流程里,Cadence已经发布了AI的EDA软件,有一些客户已经开始使用了。基于AI软件,通过学习之前的设计经验,就可以根据客户的需要,自动把最优化的设计快速地做出来(如下图)。通过这种AI EDA设计方法,会看到芯片设计周期比原来提高了10%~20%,PPA(性能、功耗、面积/成本)也有10%~20%的改进。这样可以大大减少芯片公司/系统公司对芯片设计人才的需求。

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图:Cadence的机器学习工具

另外,不仅是设计芯片,在整个设计方法学/设计流程上,Cadence也把AI引入进来。通过机器学习,把以前的芯片设计经验以抽象的数据库形式保存下来,以后在设计芯片的时候,不管在前端还是后端实现,甚至模拟电路的实现都可以把经验介入到芯片设计里,使芯片设计的效率和性能可以有很大的提升。

2)目前AI用得好的只有后端

关于AI EDA设计,目前相对比较成熟的是后端,是不是因为这部分因为有成熟的工艺规则书,比较容易标准化?其他的,诸如偏设计仿真部分相对比较难。另外,AI是需要数据来训练的,EDA这部分从哪儿得到足够的数据来训练?不断地越来越智能?     

的确,目前Cadence推出来的产品在后端布局布线上和模拟版图设计上,后续还有一些研发在进行中,Cadence有一个团队从七八年前开始研究AI对前端设计包括仿真上的帮助。

AI是越学越聪明的,如果没有足够多的数据,本身设计库大小容量有限。Cadence本身有上千的设计数据库,在给客户之前会先自己做训练,也会根据客户的需求去设计,使之变得越来越聪明。

帝豪3不夜城彩票网很多人不希望把自己的数据共享出来,放到一个大的平台上——如果放到大平台的理想可以实现,EDA软件可以有大量的数据库供学习,效率一定会更高。当然共享会面临很多问题,诸如专利、法务等。在目前的早期,Cadence还是以自己的数据为主,让客户通过这些数据慢慢去学习。

帝豪3不夜城彩票网SiFive首席执行官Naveed Sherwani博士补充道:后端的确更加容易实现AI。因为后端更多的是模拟验证、测试等。前端有非常大的挑战性,因为前端是人的发明创造,可以天马行空。Sherwani博士提出的解决方案是通过使用Template来限制设计的选择数。

另外,为了能够做AI工作,非常重要的一点是需要有开放的基础设施。如果是封闭的界面和接口,AI是无法进步的。必须每一个阶段的数据库能够和其他人分享,这时候你的原始数据不是个体数据,不同公司都可以做出贡献。

小结:中国蕴藏着半导体发展的机会

SiFive首席执行官Naveed Sherwani博士:中国正启动独立自主的产业,半导体是这一切的核心,在其中能够扮演非常重要的角色,相信未来帝豪3不夜城彩票网在中国将会有极大的发展。

基于,中国可以打造非常好的产品,并把这些产品输出到全世界。大约5到10年前,全世界很多穷人没有衣服和鞋子穿,现在已经穿上了衣服、鞋子,哪个国家在生产这些并且服务于全世界?是中国。中国应该感到自豪,不仅仅自己实现了扶贫脱贫,而且给全世界的穷人和扶贫工作做出了贡献。所以半导体行业如果在中国大力发展,也将会发挥类似作用,能够让全世界的穷人用上笔记本电脑、手机等实现现代化所需要的工具。无论什么样的中国公司,需要什么样的RISC-V技术,SiFive都愿意全力以赴地提供。

赛昉科技CEO徐滔:从地缘政治和商业模式角度看,中国半导体行业正处于转折点,这时痛苦而充满机会。如果拥抱RISC-V,会给中国半导体行业带来新契机。

Cadence南京凯鼎电子副总裁刘矛:Cadence对中国半导体的发展会持续支持。Cadence目前在中国已经有千名员工,在南京专门为适合中国半导体产业环境成立了南京凯鼎公司,希望在未来1年或更长的时间里,持续为中国的半导体产业贡献我们自己的力量。

摩尔精英董事长兼CEO张竞扬:摩尔精英的使命是:让中国没有难做的芯片。

注:

1:Cadence/南京凯鼎电子公司:最近Cadence推出了一个智能系统设计方案,帮助系统公司来进入半导体领域。南京凯鼎是Cadence在2017年年底成立的子公司,目的是为中国本土提供完全本土化的IP方案,南京凯鼎已有逾百名员工。

2:SiFive由RISC-V发明者创立。RISC-V是一个新的开源的处理器架构。SiFive提供RISC-V商业化处理器IP及芯片解决方案。

3:上海赛昉科技有限公司于2018年由SiFive和中国本土团队合作成立,立足中国市场,对现有的RISC-V IP系列进行维护及优化,并且开发更高端的RISC-V内核。

4:摩尔精英2015年成立,主要做三类业务:芯片设计服务、芯片生产供应链服务、人才和企业的服务。摩尔精英服务的对象是中国芯片创业公司,也包含华为等传统大客户。因为中国创业公司相对体量较小,每家公司约三四十人,所以摩尔精英做了一个一站式平台,使创业公司可以专注在他们的核心产品设计上。




关键词: EDA RISC-V IP
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