珠海硅芯科技有限公司(简称“硅芯科技”)主要从事新一代2 .5D/3D堆叠芯片EDA软件设计的研发及产业化。创始人团队从2008年开始研究2.5D/3D芯片设计方法,是行业早期研究前沿芯片架构设计方法的研究团队之一。通过堆叠芯片设计实现更高性能、更高集成度、更高可靠性和更低功耗的芯片系统,不仅能够填补国产芯片EDA软件的差距,同时借助2 .5D/3D堆叠芯片的行业趋势,助力各类型国产芯片设计升级迭代,推动RISC-V,AI, GPU, CPU, NPU等各类芯片及终端应用领域发展。
编者按
AI算力需求持续井喷,对芯片性能提出更高要求。在先进制程受限背景下,2.5D/3D堆叠、先进封装、Chiplet集成等技术快速崛起,成为当下突破芯片性能上限、实现算力升级的主流路径,也让配套的EDA工具推上了产业风口。本期对话硅芯科技高级产品研发工程师吴明辉,拆解2.5D/3D堆叠芯片EDA赛道产业化落地难点、长期产业发展前景,探寻国产新一代3D堆叠芯片EDA的差异化破局之道。
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*以下为播客文字整理版,已获嘉宾确认和授权。
起点重构,告别 EDA 三十年代差桎梏
幻实:当下先进封装赛道热度高涨,行业关注度持续提升,硅芯科技研究的产品方向也很特别,能否先介绍贵司主营产品与业务板块?
吴明辉:硅芯科技是一家专注2.5D/3D堆叠芯片EDA工具研发的公司,也是目前国内少数拥有全流程堆叠芯片设计工具的核心企业。我们自研2.5D/3D堆叠芯片EDA全流程平台——3Sheng Integration Platform,覆盖五大核心板块:架构设计、物理设计、测试容错、分析仿真和多Chiplet验证。
3Sheng Integration Platform(图源:硅芯科技)
幻实:所以你们是属于纯软件 EDA 公司,对吗?
吴明辉:对,我们的核心产品就是针对先进封装技术的2.5D/3D堆叠芯片EDA设计工具。
幻实:2.5D/3D堆叠技术从实验室到产业化落地,行业普遍存在哪些卡点?你们作为较早布局这一领域的公司,对此感触应该更深。
吴明辉:我们创始团队的确是全球第一批研发人员。我们从2008年便开始研发2.5D/3D芯片堆叠工具,遇到的主要难点在于技术落地与产业链协同。一方面需要把理论技术转化为标准化商用工具;另一方面要打通芯片设计公司、封测厂协同链路,推动产业链认可国产堆叠芯片EDA 方案。
幻实:照这么看,行业还需要做大量的市场教育工作?
吴明辉:是的。先进封装是半导体行业明确的转型方向,但国内多数芯片设计公司缺少2.5D/3D堆叠开发经验。所以大多时候我们不只是工具供应商,还要配套提供设计服务,协助客户完成多芯片堆叠方案落地。
幻实:如果没有专业堆叠设计工具,企业传统方案如何实现多芯片集成?堆叠技术属于工艺迭代升级,还是完全替代原有方案?
吴明辉:属于产业技术升级,而非替代原有单芯片路线。当前AI、高算力芯片面临先进制程受限、国产化制程壁垒等问题,2.5D/3D堆叠是国内突破算力瓶颈的核心技术路径。即便英特尔、AMD、英伟达等掌握先进制程的海外巨头,也在大规模采用堆叠方案。
若缺少国产堆叠EDA工具,国内企业只能采购海外厂商授权,不仅授权费用高昂,核心设计数据还存在泄露风险,高端先进工艺配套功能也会受到限制。
幻实:国内外厂商技术差距如何?
吴明辉:目前国际主流供应商有三大家,分别是新思科技、楷登电子、西门子EDA。他们从2010年左右开始布局2.5D/3D IC堆叠工具,而我们团队是从2008年启动相关研发,是国内第一批攻坚该领域的研发团队,和海外厂商几乎是在同一起跑线。
幻实:也就是说,在2.5D/3D堆叠EDA赛道,我们并不缺技术积累,不像传统硅基2D EDA追赶难度巨大。
吴明辉:对。传统的2D EDA工具跟海外有将近30年的代差,就算我们一直更新自身技术去追赶,也很难实现替代。
系统级设计:从单芯片到多芯片的逻辑切换
幻实:我注意到你们提出系统级协同优化设计,该模式跟传统芯片研发模式有何差异?将给行业带来什么样的改变?
吴明辉:主持人提到一个很好的词:系统级规划。单芯片时代设计流程相对独立简单,而2.5D/3D堆叠需要多颗裸片通过硅中介板互联,芯片之间电学、散热、时序相互耦合,必须从全系统维度统一规划,才能为后续单芯片间设计、互联布局提供完整指导,这也是系统级协调设计的核心价值。
幻实:EDA公司牵头搭建全系统设计流程会不会比较难?需要突破哪些能力瓶颈?
吴明辉:作为国内唯一具备全流程堆叠芯片EDA工具链的公司,我们深刻意识到工具、设计与封测工艺深度耦合的特性。在工具研发过程中,我们深度绑定国内头部先进封测厂、3D IC设计团队,以EDA工具为中间枢纽,联动上游芯片设计公司和下游封测产线协同开发,共同搭建完善系统级堆叠芯片设计流程。
幻实:目前你们跟国际厂商有没有开始正面竞标?
吴明辉:海外对3D IC先进设计工具存在出口管控,不仅采购成本高,高端先进制程的技术也不对国内开放,国内市场供给相对空白,因此现阶段还未出现大规模正面竞标。未来我们拓展海外市场后,必然会与国际厂商存在竞争。
幻实:所以反过来看,当前的国际格局对你们这样的公司来说,反而留出了一个发展窗口期?
吴明辉:是的,当前国际格局对我们来说是难得的发展窗口期,原因有二:
第一,时间上没有代差。传统EDA海外垄断了几十年,我们追不上;但3D IC/先进封装是全新赛道,国内外几乎同时起步,不存在历史差距。
第二,需求侧我们有更大优势。国内拥有全球最活跃的芯片应用市场和最迫切的自主可控需求,且龙头企业在设计端有大量真实、复杂的堆叠芯片需求,倒逼我们的EDA工具在实战中快速迭代打磨。这种“大规模应用场景驱动产品成熟”的节奏,是海外厂商不具备的条件。客户越多、需求越复杂,我们的工具进步越快——这就是硅芯的窗口期。
幻实:请您再跟我们分享一下,目前国内客户落地2.5D/3D堆叠芯片项目的整体成熟度如何?市场需求主要来自哪些场景?
吴明辉:好的,我从两方面回答。
需求端层面,人工智能、具身智能、自动驾驶对算力的需求持续爆发,CPU、GPU、NPU等芯片普遍转向堆叠架构,市场需求长期刚性。
产业端层面,越来越多芯片设计公司开始组建堆叠研发团队、启动项目融资布局,国内先进封装整体行业发展趋势稳步向好。
先进封装2.5D/3D堆叠芯片设计服务(图源:硅芯科技)
幻实:你们现在的客户导入状况怎么样?有没有形成稳定付费客户?商业化落地中的最大挑战是什么?
吴明辉:目前我们已经有一定的商业订单,也跟国内头部先进封装厂、主流芯片设计公司达成项目合作。我们的商业化路径比较明确,发展态势稳健。
遇到的最大挑战就是打消客户对国产工具的信任顾虑。传统的2D EDA国内外有将近30年代差,行业对国产工具天然存在偏见。但在2.5D/3D堆叠芯片EDA赛道,我们跟海外几乎是在同一起跑线上,我们会向客户完整展示我们多年的技术积累以及深度产业协同带来的独特优势。目前我们已获得了国内头部先进封装厂、设计公司的认可。
幻实:听你们聊下来,感觉你们对这个赛道充满了信心。国内研发同类全流程堆叠EDA工具的企业多吗?
吴明辉:不是很多。国内布局堆叠相关工具的企业不到10家,且绝大多数只提供单点工具;硅芯科技是目前国内唯一能够提供全流程2.5D/3D堆叠EDA工具(系统架构规划、物理设计、多物理场仿真、Multi-die测试容错、多Chiplet集成验证),且在这个细分赛道里起步最早、全流程覆盖最完整的领先企业。
堆叠不是过渡,是算力芯片的长期答案
幻实:展望未来五到十年,2.5D/3D堆叠技术会长期存续,还是阶段性过渡方案?整体市场空间前景如何?
吴明辉:3D堆叠属于长期核心解决方案。随着AI算力需求持续扩张,三星等存储龙头均围绕AI布局堆叠产品路线,全球芯片产业都会向多芯片堆叠演进。
对国内产业来说,先进制程发展受限,5纳米、3纳米芯片制程进展缓慢,依托成熟工艺搭配堆叠技术提升算力,是最可行的技术路线,未来十年市场规模将持续扩容。
幻实:作为行业内的先行者,如果要给赛道同行、新进从业者分享经验,您会重点强调哪些内容?
吴明辉:首先他要吃透半导体产业底层发展逻辑,理解行业从单芯片2D设计转向2.5D/3D多芯片堆叠的核心动因,以及各应用场景的算力需求底层逻辑。只有吃透产业演变脉络,才能找准EDA工具的研发方向,这也是我们推出STCO系统级协同设计新范式的基础。
STCO系统级协同设计新范式(图源:硅芯科技)
幻实:我最后再问您一个比较有挑战的问题,为什么是硅芯科技能够为客户提供完整国产化解决方案?
吴明辉:核心底气来源于长期的技术积淀。我们团队创始人2008年于英国南安普顿大学,跟随皇家工程院院士导师开展三维堆叠芯片设计研究,截至 2026 年已拥有长达18年的技术积累。之所以这么早就开始切入这个赛道,是因为我们看到了提升芯片算力、延续摩尔定律的根本解决路径是优化芯片互联性能。而高密度多芯片互联,需要配套全新的EDA工具链来匹配先进封装工艺。因此我们决定长期深耕3D堆叠这一技术方向。
幻实:长达18年的技术积累,在行业内属于非常资深的研发团队。所以我觉得半导体这个行业还是充满惊喜的。在传统2D EDA赛道,可能我们真的卷不过别人;但在3D堆叠这类新兴赛道,我们实现了同步发展。
吴明辉:借用我们创始人赵毅博士一直爱提的案例,就是说在传统燃油发动机领域国内长期追赶海外,而新能源赛道却能实现同步竞争;2.5D/3D堆叠同理,我们跳出传统2D EDA代差桎梏,也能实现产业弯道超车。
幻实:好的,感谢吴博士今天带来的分享,让我们看到国产EDA如何走出差异化突破路径,充分感受到了国内半导体产业生机勃勃的创新力。
吴明辉:是的,国内先进封装工艺经过多年沉淀,技术水平与海外代差极小,也为国产新一代2.5D/3D堆叠芯片EDA工具提供良好的产业土壤。
幻实:再次感谢吴博士,祝您和公司发展得越来越好,产品落地更多客户。
吴明辉:谢谢,感谢主持人的祝福。
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采访 | 幻实 编辑 | 小茄 审核 | 幻实
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