国微芯发布五大系列EDA工具，国产EDA向全流程工具链迈进

12月26日，国微芯EDA产品发布会在中国集成电路设计业2022年（ICCAD 2022）会暨厦门集成电路产业创新发展高峰论坛上举办，“芯天成”五大系列十四款EDA工具及系统重磅推出。

国微芯执行总裁兼首席技术官白耿先生在接受《电子工程专辑》等媒体采访时，就近年来国内EDA产业的发展情况进行了分享。他表示，EDA公司发展可以分为四个阶段：

第一阶段，实现基本功能，从无到有的突破；

第二阶段，能够支持芯片的实际设计和制造过程，达到“可用”的水平；

第三阶段，能够帮助客户提升良率，并且实现设计制造流程的再优化，从而达到“好用”的水平；

第四阶段，EDA 工具体现核心价值，实现多工具协同优化，并且形成较高的技术和生态壁垒及客户依赖度高、替代成本高，DTCO 贯穿设计与制造环节的多点工具，具备DTCO 工具实力的EDA 公司将具备生态壁垒。

国微芯执行总裁兼首席技术官白耿

“国微芯在国内EDA发展大潮中，需要利用自身的技术优势，在2023至2024年，逐步完成重点工具的开发和市场推广，达到第三阶段的水平。同时，通过与战略合作伙伴的通力协作，逐步实现工具协同优化，利用DTCO的理念建立生态壁垒，提高公司的竞争能力。”白耿说到。

谈到驱动公司业务未来的发展因素，白耿认为现阶段公司的战略重心是建立与国内工艺厂的充分交流与深度合作，从工艺定义初期开始，贯穿于工艺定义的全过程。通过国微芯、工艺制造厂、IC设计公司的各方面研究团队的共同努力，以实现更好的性能-成本追求。用这种模式，完成工艺线对公司后端/制造端工具的认证，完成对平面（28nm及更成熟节点）工艺和FinFET（14nm、7nm）工艺的支持。

他同时表示，公司非常重视建立高效的PE/AE团队，培养团队正向开发参考流程（PDK）的能力。“我们充分利用DTCO的理念，协同工艺厂和芯片设计公司战略合作伙伴，通过工艺目标和芯片设计目标协同优化，降低工艺线开发投入，加速量产，实现芯片产品更快TTM(Time to market)，优化PPAY（Performance，Power，Area，Yield），并在工艺定义的过程中形成定制化的设计和制造端EDA工具。”

五大系列十四款工具及系统介绍

据介绍，本次发布国微芯的EDA“芯天成”系列产品，包括芯天成物理验证平台EssePV（EsseDBScope、EsseFill、EsseColoring、EsseDiff）、芯天成光学邻近矫正平台EsseOPC（EsseRB-OPC、EsseRB-AF）、芯天成形式验证平台EsseFormal（EsseFECT、EsseFCEC、EsseFPV）、芯天成仿真验证平台EsseSimulation（EsseSIM、EsseSchema、EsseWave）、芯天成特征化建模平台EsseChar（EsseChar、EsseSanity），五大系列十四款工具及系统。

芯天成物理验证平台EssePV

• 芯天成版图集成工具EsseDBScope

提供了TB级版图数据的快速加载及快速查看能力，同时集成版图查询、定位、测量、标记、缩放等功能，支持快速trace、Metal Density、LVL等数据分析处理，是一个高效易用的版图集成平台。

• 芯天成填充工具EsseFill

可为各类技术节点提供高填充能力、稳定和高速的工业级的全芯片版图填充解决方案，以应对半导体制造CMP工艺中的dishing效应、erosion效应等造成的工艺窗口萎缩以及带来的良率问题。

• 芯天成版图拆分验证工具EsseColoring

国微芯EsseColoring版图拆分验证工具可根据工艺规则将同一版图层次拆分成双重版图，并可验证拆分后的版图，是16nm及以下的先进工艺中的双重或多重曝光核心技术方案。

• 芯天成版图比对工具EsseDiff

可为各类工艺节点提供稳定、准确和高速的版图区别验证技术解决方案，以应对芯片设计中的ECO版图改变验证，以及版图修改预期符合验证等需求。

芯天成光学邻近矫正平台EsseOPC

• 芯天成邻近矫正工具EsseRBOPC

可为各类技术节点提供稳定、准确和高速的工业级全芯片版图修正解决方案，以应对半导体制造工艺中的光学临近效应、刻蚀效应和良率瓶颈等问题。

• 芯天成辅助图形工具EsseRBAF

能够高效的为工业级全芯片版图开发全面、精确的亚分辨率辅助图形，使芯片制造在光刻工艺中获得更大的工艺窗口、更稳定的晶圆成像和更优异的产品品质。

芯天成形式验证平台EsseFormal

• 芯天成高阶等价性验证工具EsseFECT

可以对黄金参考模型（C-Model）和Verilog实现做形式化等价验证，以保证两个实现功能完全形式等价，消除由于仿真验证不全面而带来的功能验证风险。

• 芯天成等价性验证工具EsseFCEC

可为各类技术节点提供稳定、准确和高速的工业级芯片等价性验证方案，以应对芯片设计与验证过程中的面积优化、功耗优化和验证速度瓶颈问题。

• 芯天成模型检查工具EsseFPV

使用形式化技术验证 SystemVerilog 断言 (SVA) 属性，为用户提供快速的错误检测以及预期设计行为的端到端的验证。

芯天成仿真验证平台EsseSimulation

• 芯天成模拟仿真器EsseSIM

国微芯自主研发的新一代SPICE精准度、大容量、高性能电路仿真工具，以应对今天高度集成的多功能电路设计仿真需要，如post-layout仿真，电路可靠性仿真等，旨在为模拟电路设计、电路单元特征化、混合电路和数字电路模块验证等提供更好的仿真解决方案。

• 芯天成电路图输入工具EsseSchema

一款国微芯自主开发的电路图设计软件，旨在为用户提供更加清晰快捷的电路设计界面，提供更加直观的参数设置界面和更简洁的模型导入窗口，以提高电路设计效率。

• 芯天成电路调试工具EsseWave

国微芯自主研发的高性能波形显示系统，支持读取主流商用仿真软件的输出文件，可以快速的载入数据和显示波形，系统具备强大的图形分析、计算、显示和诊断功能。

芯天成特征化建模平台EsseChar

• 芯天成特征化提取工具EsseChar

国微芯自主开发的新一代特征化工具，基于自主高效的负载均衡分布式系统，内嵌高速仿真软件以及机器学习引擎，能快速抽取客户在先进工艺节点所需要的先进模型（包括不同PVT下CCS, LVF, Aging等模型）。SoC设计平台一体化设计，能够快速简便的实现单元库特征化需求，并无缝反馈到时序分析平台，功耗分析平台，可靠性设计平台等，真正实现数字全流程一体化。

• 芯天成正确性检查工具EsseSanity

国微芯自主开发的单元库/IP验证工具，采用现代图形界面以及数据库技术，能快速验证海量单元库。趋势分析，表格分析，异常点检测等功能可以快速定位单元库的潜在问题，帮助加速签核。独创的时序报告分析功能可以快速对比不同条件下时序报告的变化，缩短设计人员响应时间。质量检测，单元库建库一体化设计，能够在同一个窗口管理所有工作，大大提高建库人员和设计人员的协同工作效率。

国产EDA迈向全球重要的一步

白耿表示，这十四款产品的发布，是团队从2018年以来在国产EDA领域厚积薄发的体现。

“我们先后完成了多个重大专项的结项验收，项目支持领域覆盖设计后端及制造端的全部核心工具，结合产业资本的引入，提前清晰的战略布局，集中资源打通了数字芯片EDA全流程工具开发的技术瓶颈，并产生超过百项的技术成果及申请专利。”他说到。

谈到公司的核心优势，白耿认为主要是技术创新、人才聚集。

国微芯的核心技术包括国内首创的统一数据底座+通用服务引擎、面向对象的规则描述语言（OOVF）+ 异种任务智能集群的分布式构架（DP），这些技术让工具开发效率较传统有极大的提高，用户也因此极大地提升其芯片设计效率。

此外，整个国产EDA行业当前的发展核心是人才。通过多年引进和培养，国微芯已经形成一个数百人的团队，规模还在不断扩大中。据介绍，公司研发团队硕博比超75%，目前是国内规模最大，聚集行业核心人才最多的EDA团队之一。

据白耿介绍，公司重点突破的核心EDA工具已经在客户端进行应用，在版图解析速度等多个核心指标上体现出了明显的竞争优势。“这代表着国产EDA工具已经在部分核心功能及效率上，可与国际领先的成熟产品一较高下，也为我们下一步推出具有国际市场竞争力的全流程解决方案打下了扎实基础。”

与同类产品的差异化优势

与同类产品相比，国微芯“芯天成”系列产品重点解决的行业痛点包括大规模版图解析速度慢、内存占用大、影响上层应用速度、版图文件格式复杂、反复读取成为流片前的效率瓶颈。

以版图集成工具EsseDBScope为例，具有以下优势：支持业界标准版图格式，解析速度可提高一倍，内存占用则缩减为50%左右。解析完标准版图，硬盘上自动生成自研的smDB数据格式文档，反复读取版图信息直接从smDB中获取，硬盘装载同样的版图信息，smDB提供10~100倍加速。

物理验证工具方面，国微芯的工具采用基于版图分割的软件架构，核心版图搜索引擎和几何运算引擎均无缝支持大规模并行运算。“在现代多CPU的硬件环境中（10~1000CPU），我们的物理验证工具将在速度上体现出独特的优势。”白耿说到。

另外国微芯还推出了面向对象的规则描述语言（OOVF），用法简单直观，热点版图图形直接转化为设计规则。PDK规则描述文件长度缩减50%以上的同时，具有可扩展性强的优点：提供灵活性的语法描述规则，在用户端针对新的热点图形进行敏捷开发和验证，新的规则可以方便地并入常规规则。结合内部版图可视化图的数据结构，最大地提升并行处理效率。

国微芯OPC工具则能提供人工智能（AI）及GPU异构加速技术，对OPC的核心计算模块提供加速。据悉，国微芯已经在这一领域，与产业界和学界在国际上技术领先的团队达成了战略合作，和物理验证工具类似，其OPC工具也支持异种任务集群的分布式架构（DP）。

积极部署EDA工具上云

近几年，国内中小型芯片设计公司数量不断增多。在ICCAD 2022首日，中国半导体行业协会集成电路设计分会理事长魏少军教授为大会作了题为《以持续创新赢得美好未来》的主旨报告。报告中提到，中国本土IC设计公司数量已达到3243家，比去年的2810家多了433家，增长15.4%。

在这些设计企业中，只有34家企业的人数超过1000人，占总数83.6%的企业是人数少于100人的小微企业，共2711家。对于小微企业来说，花费大量成本购置用于物理验证、仿真的服务器并不符合公司发展阶段的要求。他们更需要方便、高效、低成本的云上EDA解决方案。

正因如此，这两年来EDA上云的趋势明显。发布会上，白耿也宣布公司与腾讯云EDA云端达成战略合作。

白耿表示，国微芯的产品服务于芯片设计公司和工艺厂，随着芯片设计工艺的规模越来越大，对于服务器的要求也在加大。“作为降本提效的新方法，云计算与EDA工具结合越来越受到芯片设计公司和工艺厂的欢迎；这个模式已经在国际上得到了成功的部署应用。EDA行业云上相关的营收模式，近年来也逐年呈增长趋势。”

据介绍，国微集团参股公司已在前端工具上使用国内领先的云平台为国内头部设计公司进行服务。目前多个后端点工具也已经完成了在国产工业云上的试用。 

下一步，国微芯会与制造厂、IC设计公司战略合作伙伴一起，带动云平台设计模式，加速云上EDA生态成熟。“云上无限的并行计算资源，是国微芯多种核心工具（物理验证、OPC、特征化等）并行运算潜力最好的验证和应用平台。”白耿说到。

结语

最后，白耿分享了国微芯2022年大事记。据悉在今年，公司包括全国首款全系列形式验证工具在内的多个EDA工具均已入市，在国内多家知名AI芯片公司、知名GPU公司及知名FPGA公司正式商用，核心EDA工具已部署至包括深圳IC基地在内的多个公共服务平台。

“我们的五大系列14款工具，覆盖设计后端及制造端核心环节，在技术及产品应用上均有国际水准的表现。”他介绍到，高校是EDA技术储备和人才储备的重要环节，在高校合作方面，国微芯也走在行业前列。公司与西安电子科技大学合作，成立了全国首家高校EDA研究院，并且与华中科技大学、南方科技大学等多家集成电路领域学术领先的高校成立了联合实验室，目前已经与国内10余家高校都建立了人才及技术战略合作。

本次国微芯EDA发布的“芯天成”系列产品，是国微芯团队共同努力的成果，也是国产EDA迈向全球的重要一步。未来，国微芯将通过持续的核心人才团队建设，重点攻关数字EDA设计后端及制造端的核心技术难点，持续推动旗舰产品落地和商用打磨，吸纳专项资源和产业资本，与工艺厂、芯片设计公司及高校深度战略合作，推动国产EDA+IP平台+设计服务一体化方案，与业内同仁共同努力打造我们自己的行业标准，最终形成具备国际竞争力的全国产EDA全流程工具链。

受访人介绍：

白耿博士是深圳国微芯科技有限公司执行总裁兼首席技术官。分别于1994年和1996年在南开大学电子科学系获得学士和硕士学位。2002年，在美国伊利诺伊州厄巴纳香槟分校获得电机工程博士学位。白耿博士具有20年的EDA软件工具开发经验，曾任职于Synopsys和Nassda，从2007年开始一直在Avatar(前称Atoptech)公司工作。 在Synopsys和Atoptech任职期间，白耿博士亲自开发了一系列EDA方面的高级算法和模组，拥有6项与EDA相关的美国专利，并在主要的EDA会议上公布了六篇以上的论文。目前，他主要负责后端和制造端EDA平台的开发工作，研究方向包括超大规模集成电路设计中物理验证、OPC、可制造性、可靠性，等EDA工具的开发。

关于国微芯

深圳国微芯科技有限公司是一家具备国际竞争力的EDA企业，依托“通用服务引擎、统一的层次化数据库、面向对象的规则开发语言”等核心自主技术优势，搭建EDA+IP+设计服务一体化平台，向全球芯片设计及制造厂商提供安全、高效、便捷的国产EDA工具系统和服务。主要业务包括晶体管级仿真、特征化平台、形式验证、可测试性设计等设计类工具，以及物理验证、光刻掩膜优化、成品率等制造类工具，同时提供SoC设计、IP设计、DFT设计、物理设计、封装测试、Turn-Key等服务。

国微芯团队已顺利完成多个国家级重大专项结项验收，并已获得上百项相关专利和软件著作权，团队过往服务客户超百家，包括多家海内外一线集成电路设计企业及工艺厂。未来国微芯团队将秉持自主研发、吸收引进、产学研结合、投资并购并举的策略，致力于构建数字芯片设计与制造的桥梁，打造国产数字集成电路全流程EDA工具系统并实现规模化应用，支撑深圳乃至全国集成电路产业的持续、健康发展。