芯片eda是什么意思(逻辑芯片可编程是)
Author
生成
海报
公众号名称

公众号描述

关注
芯片eda是什么意思(逻辑芯片可编程是)
06-28

尽管很多人还在纠结光刻机,但是中国现在最难的其实并不是光刻机,而是EDA工具,EDA全称是Electronic design automation,也就是电子设计自动化,是指利用计算机辅助设计(CAD)软件,来完成超大规模集成电路(VLSI)芯片的功能设计、综合、验证、物理设计(包括布局、布线、版图、设计规则检查等)等流程的设计方式。

在二十世纪七十到八十年代,设计人员依靠手工完成电路图的输入、布局和布线。由于这一时期的电路集成度不高(几百到上千个晶体管),依靠手工在坐标纸上描绘出晶体管图形(版图),输入到图形发生器再用刻红膜的方式制作光刻版。

从1970年代开始,随着复杂的半导体以及通信技术的发展,大规模集成电路已经无法满足信息社会,集成电路的研究、发展也逐步展开。这个时候超大规模集成电路也开始应运而生,超大规模集成电路的集成度已达到600万个晶体管,线宽达到0.3微米。用超大规模集成电路制造的电子设备,体积小、重量轻、功耗低、可靠性高。

随着超大规模集成电路的应用,可编程逻辑器件开始成熟,通过编程语言设计、验证电路,利用工具综合得到底层物理设计,这样IC设计变得更加快速高效。

到目前为止,EDA工具已经是芯片设计不可缺少的工具,简单来说,人类社会运使用的数百种芯片都是通过EDA设计出来的,它就像是厨具和食材,可以烹调出各种各样的菜式。如果没有EDA工具,整个芯片产业都是为EDA设计的芯片所服务的。

如果没有EDA,高通、华为、苹果等一系列芯片厂商都将无法研制新的芯片,完成芯片迭代升级。

但是EDA并不是一种工具,而是数十种工具的集合,EDA工具分为三部分:前端(Verilog数字描述、以及数模混合);后端(Place&Routing布局与布线);验证(DRC/LVS 等)。

举个案列,制定要设计麒麟9000 ,那他就要先制定好芯片规格,也就像功能列表一样,包括芯片需要达到的具体功能和性能方面的要求。这样研发人员才能拿出设计解决方案和具体实现架构,划分模块功能。

然后芯片设计工程师就要进行硬件描述语言形成代码,然后再通过仿真验证来检验编码设计的正确性,检验的标准就是第一步制定的规格。看设计是否精确地满足了规格中的所有要求。规格是设计正确与否的黄金标准,一旦违反、不符合规格要求的,就需要重新修改设计和编码。

仿真验证通过之后进行逻辑综合,综合完成后需要再次做仿真验证,然后再进行验证,这个时候得到了门级网表电,就进行后端设计,这里面每一个步骤都需要用到不同的EDA工具,比方Design Compiler进行时树钟综合、Astro布局布线流程、时序设计软件primetime等等,所以很多人只关注芯片制造,但是却不知道芯片设计的重要性,中国还有非常多高端芯片无法通过EDA设计出来,比如FPGA、AD数模转化、射频等等。

利用DFT Compiler进行边界扫描

Astro布局布线流程

所以不要以为华为只是购买了ARM架构套个壳,ARM架构只是一个毛坯房,精装修还是要靠自己,而这个精装修难度是非常高的,需要的资金、人才都非常多。

某种程度上说,EDA就如工匠手中的工具,是芯片设计方案与半导体物理世界的纽带,失去了它,就切断了与原材料晶圆厂之间的联系,芯片也就无从谈起。

目前,Cadence、Synopsys和Mentor Graphics三家EDA厂商垄断了全球市场,规模来看,Synopsys目前全球最大,2018年市场份额32.1%,Cadence仅次于Synopsys,2018年市场占有率22.0%,Mentor Graphics的占有率在10%左右。

三大 EDA 供应商都能提供全套的芯片设计解决方案,包括模拟、数字前端(图形编辑、逻辑综合)、后端(Layout)、DFT(可测性设计)、Signoff 等一整套设计工具。Cadence 的强项在于模拟和混合信号的模拟仿真和版图设计,Synopsys的优势在于逻辑综合、数字前端、数字后端和PT signoff,而Mentor的优势是 Calibre signoff 和 DFT,在PCB设计方向更显特色。

中国目前也有自己的EDA厂商,那就是华大九天、广立微、芯禾科技三大EDA巨头。

虽然经过了整整20多年的发展,但是国内的EDA厂商EDA产品并不齐全,尤其在数字电路方面,我们整个国内EDA产业在这个领域短板明显。

其次,因为国内半导体产业并没有形成一个完善的产业链,像Cadence、Synopsys和Mentor Graphics,它们在新工艺开发阶段就与晶圆制造厂合作,因此对工艺理解很到位,反过来可以更好地改进工具以支持先进工艺。

但中国半导体产业不完善,整个半导体生态不够成熟国内EDA厂商与先进工艺结合比较弱。国内EDA产业与先进工艺结合不够的原因,从而在EDA的研发突破上难度会更高。

另外,因为EDA研发太难了,中国的EDA人才仅有数百人,完全不够支撑整个中国EDA工具的研发与突破。

目前,国家真正大力发展半导体产业,并且想要打造一个完善城市的半导体产业链,这是中国EDA工具发展的大好时机,中国EDA工具可以趁这个机会,多招募资金,多招募人才,多与上下游厂商配合,打造属于中国自己完整的EDA工具产品,并且与海外市场竞争!

本文由同城头条作者上传并发布,同城头条仅提供信息发布平台。文章仅代表作者个人观点,不代表同城头条立场,未经作者许可,不得转载。
阅读 1

第一次接受赞赏,亲,看着给啊

赞赏
0人赞赏
1
3
5
10
其他金额
金额(元)
赏TA
申请头条作者号

便民信息

更多

推荐阅读

热门评论
随便说点什么
发表评论