EDA 2.0 后摩尔时代下 赋能数字化未来 芯华章傅强 (鄂大2023分数线)

按：2021年12月9日-2021年12月11日，2021第六届全球人工智能大会（GAIR 2021）于深圳正式召开。历经五年，见证数次潮水的转向，成为目前为止粤港澳大湾区人工智能领域规模最大、规格最高的学术、工业和投资领域跨界盛会。

在大会第二天举办的“集成电路高峰论坛：国产高端芯片之路”上，汇聚来自学术界、产业界和投资界的15位大咖，共同探讨了国产高端芯片的实力以及RISC-V带给中国芯片的机会。

数字化时代下，科学研究范式正在发生革命，人工智能、云原生技术等前沿科学正在颠覆芯片产业过去的经验和模式。

回顾EDA的历史可以发现，在过去30年，芯片的集成规模提高了数万倍、设计难度和成本也急剧增加，但是EDA作为集成电路设计工具，在方法论革新与颠覆式技术创新却一直没有突破，无法支撑快速增加并急剧分化的应用需求。EDA工具和方法学需要全面进阶，才能降低技术门槛，进一步提升芯片技术发展的速度和创新的效率。

芯华章科技COO傅强表示，在后摩尔时代中，芯片设计环节必须得到革命性的变革和发展，而未来的数字化系统是由“系统+算法+软件+芯片”深度融合集成的。

系统应用的创新对芯片产生了更多的定制化需求，现在EDA的发展速度越来越跟不上芯片设计规模和需求的快速增长，我们必须研究和发展下一代的EDA 2.0技术并构建面向未来的全新生态。

面向未来的EDA 2.0有三大关键技术路径：

在傅强看来，EDA 2.0不再是工具的组合，而是一个服务化、可定制的完整平台，可以直接服务不同的应用需求，支持其快速设计和部署芯片产品，实现更高效更简单的应用创新周期，让芯片设计更简单、更普惠。

以下是傅强在GAIR 2021的演讲内容，雷锋网进行不改变原意的整理编辑：

今天想跟大家交流一下EDA是什么？芯华章在做什么，以及芯华章的未来想做什么？

大家知道新冠病毒的尺寸是多少吗？大概是250纳米。那芯片的7纳米、14纳米是什么概念？相当于要将新冠病毒切十下，芯片比这个尺寸还小，这一定需要工具来实现；这个工具就是EDA。

EDA是贯穿半导体产业所有环节的底层工具，有数以千计、万计的底层算法做支撑。芯片支撑了整个数字系统的生产，每个自然人、每个终端都是在跟社会发生互联，而这些互联发生的数据，数据的处理背后支撑的技术是芯片，而支撑芯片设计更前沿的技术就是EDA和IP。

左图是世界消费者大会，1967年开始叫消费者电子展，举办至今已超过50年，是全球非常有名的消费电子展览。近年来，出现在展会上的电子厂发生了变化，大量车企都会参加。试想，汽车成为消费电子了吗？它是个玩具吗？是个机器人吗？这种变化很有意思。

右图是上海车展，已经举办了20年。在2021年，参加汽车展的企业出现了很多消费类电子，包括华为、阿里巴巴、百度、大疆等。再次思考，这些企业为什么会参加车展？

一定是产业发生了变化。

按照这一思路进行回溯可以发现，系统厂商做芯片已经成为主流，Google开始做芯片的时候我们并无在意，觉得Google这个公司喜欢干所有的事情，而当小米开始做芯片的时候，我们开始关注到这件事。

在过去的三到四年，我们发现，大的系统厂商很少不做芯片，科研的范式在发生深刻变化。系统厂商需要什么东西他最清楚，所以会驱动整个下游企业为他服务。而当驱动过程中发现有些问题需要自己解决的时，就会跳进去做芯片。

系统厂商的角度、思维逻辑和关心的层次都不太一样，他们不是只考虑芯片，而是会将系统、芯片、算法、软件放在一起综合考虑。我们发现，芯片公司的软件工程师已经超过硬件工程师。

从芯片生产流程来看，芯片生产制造需要6-9个月，流片大概需要3个月，但再加上芯片设计、流片，时间差不多要达到一年，芯片的设计周期至少以月为单位，有的甚至以年为单位。

一般情况下，软件迭代是以周，甚至是以天为单位，因此，对系统厂商、软件厂商来说，做芯片会遇到很大问题，设计周期不符合，理念也就不太一样。

EDA的所有设计经验是在设计方法学固化的工具，目前主要是专注于芯片上，EDA和系统发生的联系很少。

EDA工具的发展历程跟系统是一样的，华为徐直军在70年代曾说过，当年英特尔没有EDA也在做设计，用晶体管的方式在做。80年代，晶体管被做成小的门，叫非门与非门与门或非门、触发器这种，相等于做一个小的模块以实现固定的功能。再往前推进，把固定的小模块再组成完成特定功能的大模块，比方说接口的标准IP，PCIE、等等。

到了2020年，则是以IP+EDA的方式设计芯片。事实上，这种方式从1980年就开始被采用，已经有40多年，现在EDA设计方法的差不多是2000年前后的样子。

大约在2000年，当时芯片设计成本飙升，但芯片设计却没有发生大变化。但再往后，芯片设计成本就发生巨变。从图可以看出，左边坐标的单位是千，10的7次方就是100亿晶体管的数量。右边是生产设计的成本，整个成本是100万美元计，就是1亿美元。

如果要用1亿美元做7nm芯片，算得上是非常大的投入，从这个维度看芯片设计方法没有发生革命性变化，但即使如此，当前的技术水平依然保证产业可以健康的往前发展。

芯片的设计规模提升了数万倍，如果只是简单的罗列而不是靠设计方法学，如果没有工艺的演进、效率的提升，成本应该同等提升数万倍，意味着谁都用不起手机，看不起电视，这是不可能的事情。

但这还不够，我们还需要做更多事情，需要支持系统厂商定制芯片。定制芯片有很多种方式和方法，要改变当前的设计流程。

要实现EDA 2.0还需要很长的时间，2021年是中国"十四五"的元年，是EDA 2.0的元年。现在外界谈到EDA多是各自为政，行业需要更加开放、更加智能的EDA。谈到EDA不仅是AI和Machine Learning，只要减少人工干预的方法学都是智能的。

例如，Google的工程师在自动布局上没有用任何新的技术，而是将数据做成闭环，减少人的干预，可以将海量的算力，云的算力暴力求解，哪怕有一些方法和算法不是特别的先进，到哪利用已有的工业技术积累暴力求解，也能提升效率。

对EDA而言，天下武功为快不破，解决问题就是好工具。未来EDA将变成一种方法学，解决问题才是关键。

客观来看，EDA 2.0还有很多尚待解决的问题。一是历史包袱的影响，EDA从1980年到现在，经历了40多年的时间，如果要解决底座的问题，成本太高。众所周知，做加法远比做减法来得安全，但下一代EDA开始的时候，底层架构、数据库、接口重新定义会好很多。

二是人才问题，社会如何往前发展，产业如何解决问题，都需要人才。人民群众对美好生活的向往是不会停止的，那怎么办？人就是不够，所以，要用方法学做事。

这仅是其中两点挑战，EDA 2.0领域里要解决的问题还有很多。

这是芯华章11月24日发布的平台。行业很多人会谈EDA的点工具，这是做加法的方式，点工具做多了，点工具加点工具就成为了平台。芯华章是以终为始的定位产品开发的方向和目标，先发布平台，再搭载相应的技术，保证平台技术的需要。

芯华章已经发布四个产品，这四张牌出了以后，被产业定义为"炸"，我们公司不斗地主，但这是一个"王炸"。

芯华章在2020年3月11日成立，4月15日正式运营。到今天为止，芯华章有将近300多号员工，9个研发中心，研发人员占八成。芯华章是做底层研发的公司，这是基础技术研发和关键技术突破的产业，我们现在有大量的专利申请，这是形成芯华章护城河和创新的关键组成部分。

希望未来和大家能有更多交流，谢谢！

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