2018年，全球半导体资本支出将首次突破1000亿美元
06-06
去年，集成数亿个晶体管、性能强大的苹果M1 Max处理器的出现，让人震惊。
今年，NVIDIA最新的GPU H拥有1亿个晶体管，号称20个HGPU，即1.6万亿个晶体管，可以支持相当于全球互联网的流量。
处理器的性能越来越高，集成的晶体管数量越来越多，复杂度也越来越高。
那么我们怎样才能保证其正常工作呢？制作一个拥有数百亿个晶体管的芯片正常工作的难度，就像用细胞制作一个器官并让这个器官正常运作一样。
在这个实施过程中，验证是关键。
在二十、三十年前，虽然芯片的复杂程度很难与今天的5nm、4nm芯片相比，但为了保证芯片的功能符合他的预期，芯片设计者在芯片制造之前也需要进行仿真验证。
后来，随着芯片集成的晶体管越来越多、越来越复杂，仅通过仿真来实现全面验证变得越来越困难。
芯片设计者意识到芯片功能和性能的验证非常重要。
于是，各种芯片验证的方法相继出现，其中还有专门针对工程师的芯片验证。
如今，在一个典型的SoC（片上系统）芯片项目的开发中，验证占到了70%的工作量，40%是调试。
整个验证过程复杂且耗时。
因此，想要保证设计出来的芯片能够稳定高效的运行，用于验证和调试的电子设计自动化（EDA，Electronics Design Automation）工具至关重要，尤其是在芯片设计复杂度不断提高、研发投入不断增加的情况下。
成本正在增加。
。
“一方面，芯片验证场景日趋复杂，从简单的功能验证发展到如今的整个系统级、场景级验证；另一方面，面对激烈的市场竞争，芯片集成度规模不断提升。
规模不断扩大，但研发周期不断缩短，验证的重要性日益凸显。
”燧原科技高级架构师鲍敏奇指出了芯片前端验证面临的挑战。
不幸的是，芯片验证的挑战越来越大，但市场上现有的EDA验证和调试工具不能很好地满足当前芯片设计的需求。
新华章科技研发副总裁林阳春认为，当前工业调试解决方案面临创新不足、数据库碎片化、性能限制等多重挑战。
这给没有历史包袱、了解客户需求的新EDA公司带来了巨大的机会。
新华章首席市场战略官谢忠辉向雷锋网（公众号：雷锋网）表示，一款优秀的满足市场需求的EDA调试系统应该具备以下几个特点：第一，需要支持多种验证方式，以帮助今天的芯片被设计成可以很好地调试和诊断。
其次，拥有数百亿个晶体管的芯片变得越来越复杂。
为了快速呈现甚至定位问题，需要良好的数据格式和算法来支持大量的数据读写，这意味着需要高性能的支持。
最后，为了更智能、更快速地呈现和定位问题，需要人工智能。
由于传统方法严重依赖验证工程师的经验，在人工智能的帮助下，效率可以显着提高。
看到这些需求，提供综合数字验证EDA的新华章最近发布了数字验证调试系统Xiao Fusion Debug。
它不仅可以帮助芯片设计公司解决芯片设计过程中的调试问题，还可以填补多项多产技术空白。
首先，兆晓Fusion Debug是基于创新架构的综合调试系统，可支持新华掌之V验证平台所有产品的通用调试基础技术，促进不同产品的协同。
这主要得益于新华章从一开始就致力于底层框架和基础平台的研发，能够解决不同验证工具数据格式不同的问题，形成一个通用的数据库，包括XCDB（存储设计HDL信息） 、XNDB（记录设计网表）、XEDB（压缩并存储信号波形）、XCovDB（记录覆盖率）。
据雷锋网了解，国内EDA公司拥有面向设计的，例如布局布线或制造相关的数据库，但没有全平台验证的数据库。
新华章填补了这一空白。
其次，赵晓Fusion Debug在单机模式下可以带来2-3倍的性能提升，在分布式系统中可以支持额外5倍的速度提升。
据悉，传统主流EDA每次更新都有10%-20%左右的提升。
实现了5倍的提升，这是一个巨大的突破。
实现这一性能飞跃的关键是数字波形格式。
兆晓Fusion Debug采用完全自主研发的高性能数字波形格式XEDB。
该波形格式依赖于创新的数据格式和架构，具有高性能、高容量和高波形压缩比。
它提供高效的编码和压缩解决方案。
，在实际测试中，可以带来比国际主流数字波形格式高8倍以上的压缩率。
与其他商用波形格式相比，XEDB的读写速度最高可达3倍，并且支持分布式架构，可以充分利用多台机器的物理资源，提高整体系统的性能。
实际测量显示的波形写入速度比单机模式提高5倍以上。
同时，借助设计推理引擎和高性能分析引擎提供的动力，Zhaoxiao Fusion Debug可以支持统一高性能编译，快速加载仿真结果和信号显示，轻松进行信号连接跟踪和根本原因分析。
第三，赵晓Fusion Debug的数据结构已经具备深度学习框架，可以轻松支持AI技术。
EDA的智能化可以利用AI来帮助一些繁琐、重复、需要经验的工作，提高效率的同时降低对性能的要求。
例如，在调试过程中，如果逻辑经验丰富的工程师需要3-5天才能找到问题的根源，那么经验较少的工程师可能只需要1天就能找到问题的根源。
带来倍速效率提升。
合肥微电子研究院院长陈俊宁和电子科技大学电子科学与工程学院副教授黄乐天从不同角度指出，下一代EDA工具需要增强工具之间的融合，更加智能化，同时减少人力投入，进一步充分利用机器学习、云计算等创新技术，提高芯片验证和设计效率。
然而，人工智能严重依赖算法和数据。
国内EDA公司在数据积累上显然无法与巨头公司相比。
那么新成立的EDA公司还能拥有AI的优势吗？谢忠辉认为，“数据和算法非常关键，我们做的事情是基于算法和建模，我们首先构建底层架构。
至于数据，未来我们会用平台的理念来服务客户，共同聚集更多的用户”推动智能化EDA发展。
”业界在期待EDA调试工具智能化的同时，也期待接口的开放。
上海半导体技术IP验证及软硬件协同验证负责人张天放表示，“在实际应用中，每个芯片的产品调试特性都不同，这会对调试产生非常多样化的细分需求。
我们希望能够使用国内的EDA工具中有一些开放的接口，方便二次开发。
“开放的接口对于传统的EDA公司来说是一个很大的考验，无论是从业务角度还是技术角度。
但这也恰好是新进入者的机会。
可以看到，Zhaoxiao Fusion Debug提供了丰富的可编程数据接口，允许用户针对不同的调试场景进行定制，并且可以连接新华掌之V验证平台并支持用户现有的EDA工具。
雷锋网获悉，新华章将提供相关转换工具或接口。
用户和第三方工具可以轻松调用数据并利用其自主开发的数字波形格式XEDB。
谢忠辉强调，“使用我们的开放接口，用户可以调用我们的数据来改进验证和调试过程，这带来了一定的灵活性，并保持了性能优势。
”但回到最初的问题，我们要保证一个集成了数百亿个晶体管的芯片是否能够稳定运行，没有bug？这是一个折磨灵魂的问题，也是一个很难回答的问题。
但可以明确的是，像Zhaoxiao Fusion Debug这样的创新产品的推出，可以更大程度地满足当前芯片验证和调试的需求。
为了更好地满足芯片设计的需求，整个行业需要向EDA 2.0努力。
主要路径包括开放化和标准化、自动化和智能化、平台化和服务化。
EDA 2.0也是国内EDA行业实现快速发展的机遇。
赛迪顾问数据显示，每年全球EDA市场规模为5.8亿美元，中国EDA市场规模约为5.8亿美元，占全球市场的5.6%。
国内EDA厂商总营收不足4.2亿元，仅占全球市场的1%。
市场份额为0.6%，国产化率仅为10%左右。
国内EDA的强大需要国内EDA学术界和产业界的共同努力。
相关文章：国家级基金领投，EDA公司张新华宣布获得数亿Pre-B+轮融资。
新华社 张富强：后摩尔时代，EDA 2.0赋能数字未来 | GAIR AI+云原生EDA问世，国内EDA企业大放异彩 《王炸》原文转载自雷锋网。
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