芯片设计被誉为人类历史上最细微同时也是最庞大的工程,芯片研发工程师需要把数百亿颗晶体管集成在面积最小至指甲大小的芯片上。如此精密的研发是完全不可能靠手工完成的,芯片研发人员所仰赖的是一种名叫电子设计自动化(Electronics Design Automation,EDA)的工具。电子设计自动化在 1983 年问世,释放了芯片研发人员的创造力,把手工设计完全升级为电子自动化的设计,从而促成芯片技术发展进入大爆炸时期。
 

经过近 40 年的发展,电子设计自动化工具市场份额主要集中在海外三大巨头上,分别是新思科技(Synopsys)、楷登电子(Cadence)和明导(Mentor),其总部均位于美国,这对于我国芯片设计产业形成了“卡脖子”
 

近两年在国家大力发展半导体产业的背景下,电子设计自动化工具的战略性,重要性被推到空前高度,媒体高度关注,从业公司包括华大九天、国微集团、国微思尔芯、鸿芯微纳、广立微、概伦电子、芯和半导体等本土电子设计自动化工具开发商纷纷受到资本追捧,获得大额融资。有业内人士表示,本土电子设计自动化工具的春天来了。
 


随着本土 EDA 企业如雨后春笋般涌现,正是考验投资机构专业判断能力的时刻。真正吸引投资机构的不是让人眼花缭乱的宣传,而是能潜心做事的团队和过硬的技术。
 

2020 年 9 月 1 日,思尔芯(上海)信息科技有限公司(“国微思尔芯”)宣布完成新一轮数亿元人民币融资,本轮融资由大基金下设的产业融资机构芯鑫融资租赁、资产管理机构中青芯鑫组建的实体领投,国投创业基金、上海半导体装备材料产业投资基金、浦东科创集团、君联资本等知名投资机构跟投,现有投资方上海临港科创投资继续追加投资。


国微思尔芯创始人兼 CEO 林俊雄表示,此次融资来自国内顶级投资机构,必将推动公司发展迈上一个新的台阶,为公司的长远发展打下更为坚实的基础。未来,国微思尔芯将进一步加大研发投入,同时通过各种形式的合作,推出更多满足客户需求的电子设计自动化工具,倾力打造国内领先数字电子设计自动化工具全流程平台。


近年来,国微思尔芯在业内获得了巨大关注。2019 年 12 月 30 日完成 3 亿元人民币的融资。国微思尔芯究竟拥有怎样的实力,能获得资本市场如此的青睐?下面让我们一起走进国微思尔芯,了解国微思尔芯的成长历程。
 

宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来。创立十七年的国微思尔芯,一路走过来,收获的不只是市场、鲜花和掌声,也有质疑、挫折与磨难。
 

艰辛创业

2003 年,在美国 EDA 行业打拼了近十年的林俊雄敏感地意识到芯片设计对 EDA 验证产品的依赖与日俱增。同时观察到,在美国,EDA 产业已经是一个非常成熟的行业,大公司形成寡头,小公司很难有生存空间。但是中国不同,中国拥有全球最大的集成电路市场,但芯片国产化率非常低,电子设计自动化工具软件更是少之又少。他看准了中国电子设计自动化工具市场的商机。然而中国 EDA 人才特别是高端人才匮乏,他与合伙人决计采用迂回策略,先在美国硅谷创立 S2C,聚集人才团队、累积技术,并于 2004 年带领初创团队来到中国,在上海创办了 S2C 在国内的总部 -- 思尔芯,开启了艰辛的创业之路。
 

理想总是饱满的,现实却都是残酷的。林俊雄回忆道,公司成立之初,因为公司对产品的认知和客户有一定的脱节,所以研发的第一代产品并没有获得客户和市场的认可,最终只卖出去 2 套。这对于当时的林俊雄和思尔芯来说无疑是“当头棒喝”。
 

“当头棒喝”让林俊雄和思尔芯清醒地认识到,好的产品必须有好的规划,必须要满足客户的差异化及定制化,于是林俊雄和技术人员一同拜访客户,反复了解客户的真实需求,倾听客户的疑问,在 2006 年推出第二代原型验证系统,并迅速获得市场和客户的高度认可。
 

由于当时国内的芯片设计市场还处于培育的阶段,加上市场竞争激烈,思尔芯的资金一直非常紧张,产品研发受到资金的限制。
 

综观全球电子设计自动化工具(EDA)发展之路,很多做点工具的电子设计自动化工具(EDA)公司的结局不外乎被三巨头收购或者倒闭。林俊雄表示,回国发展之后有很多公司提出收购思尔芯,但在他眼里,收购方对于公司未来的规划并不利于思尔芯的永续发展, 直至遇到了国微集团,双方对发展国产 EDA 的思考和对思尔芯的定位与规划一拍即合。

 

国微思尔芯布局

2018 年,思尔芯被国微集团收购之后,资金短缺问题得以解决,并且通过国微集团赋能、管理输出等方式,加强了行业影响力,销售业务也逐步提升,在研发技术方面取得了较大的突破和进展,思尔芯蜕变为国微思尔芯,进而开启了国产电子设计自动化工具研发的新征程。
 

国微思尔芯的实力主要体现在三个方面:首先是近 20 年的技术积累,公司在原型验证领域比肩世界一流公司;第二是公司和国际上领先的企业建立了长期的研发合作关系,研发出的 EDA 产品满足最先进的芯片设计方法学;第三是公司客户除了国内的一线客户(如中兴、展锐、飞腾、豪威、全志等),还包括全球顶级客户(如三星、索尼和英特尔)。
 

芯片设计复杂度的不断提升与产品上市时间窗的不断缩小,使得设计和验证的困难度不断地提升,成本也不断增加。传统的软件仿真已经无法满足芯片验证需求而必须依靠硬件加速来完成。通过将寄存器转换级电路(Register Transfer Level)移植到现场可编程门阵列(FPGA)来验证专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)和片上系统(SoC)的功能和性能的原型验证技术,已经是功能验证环节必不可少的工具。业界领先的原型验证工具解决方案,提供了自动化编译技术,超图分割和时分复用技术,时序分析收敛技术,静态和动态探针自动注入技术,快速修改迭代(ECO)技术等大量 EDA 软件算法,将芯片开发者的设计映射到大量的 FPGA 阵列上,以实现高速仿真运行。同时,原型验证工具提供了强大的深度调试和波形分析工具以协助芯片开发者捕捉最隐蔽的设计缺陷(Bug),原型验证系统也提供了强大的软硬件协同仿真工具和丰富的接口库(IP),以供芯片开发者实现系统协同仿真(RTL/C)和快速在线调试(ICE)。
 

原型验证系统可以代表一个近乎精确的以高速运行的芯片设计的复制品。这些复制品足够便携,可用于现场测试。目前原型验证系统是所有功能仿真模拟技术中速度最快的一种。原型验证系统有助于降低设计成本并缩短上市时间,降低重新调整的风险,提升整体研发效率。
 

根据市调机构 Wilson Research Group 和明导的数据表明,导致专用集成电路(ASIC)第一次流片失利的原因中,逻辑(Logic)或功能(Functional)错误是第一原因,高达 50%。
 


逻辑或功能错误中,其中三项是和芯片设计验证不足而导致的。但另外两个原因是由于规格定义错误或改变而造成。而国微思尔芯推出的验证工具不仅要确保芯片设计正确,同时要帮助客户设计正确的芯片。

 

 

国微思尔芯提出基于验证云系统的统一验证平台,包括系统建模、软件仿真、硬件仿真、原型验证、形式验证等解决方案。这些解决方案采用统一的编译 / 控制脚本和统一的核心数据库,芯片开发者可以在项目生命周期的不同阶段选择最合适的一个解决方案,并可随着项目的开发进展平滑的迁移到更合适的解决方案,减少切换成本。统一验证平台确保各个阶段验证任务都可在一个环境中完成,由于采用混合验证,客户得以缩短芯片设计周期,加速产品上市。
 

2020 年对于国微思尔芯来说,注定是不平凡的一年。不仅获得众多国内顶级投资机构的认可,还陆续推出了多款新品。
 

2020 年 5 月,国微思尔芯发布全球首款验证仿真云系统 Prodigy Cloud System。这是为下一代 SoC 设计验证需要而特别开发的验证仿真云系统,可因需求扩充搭载的容量,不受时间、地点的限制,大幅缩短复杂 SoC 的设计验证流程。Prodigy Cloud System 配备了业界最大容量的 FPGA 元件, 并可通过标准服务器机架和 Prodigy 连接模组扩充, 单机架可实现超过 64 个 FPGA 组网, 达到超过 20 亿的逻辑门容量, 多机架可扩展成为无最高容量限制的验证仿真云系统服务集群。
 

2020 年 7 月 8 日,国微思尔芯推出新系列的原型验证系统 ProdigyS7,配备了 Xilinx Virtex Ultra Scale+FPGA,在性能和易用性上也进行了优化。此系列产品具有高比率的 DSP 和内存数量,对于验证高速连接和密集计算应用来说,是理想的原型验证平台。当今市场对于 I/O 吞吐量以及接口对各种新标准的支持度有越来越高的需求。ProdigyS7-9P 和 S7-13P 的高端设计确保了信号完整性,支持 25Gbps 收发器和 1.4Gbps 通用 I/Os。
 

2020 年 8 月 18 日,国微思尔芯与美国 Mirabilis Design 宣布合作推出了 SoC 架构探索以及设计验证解决方案,Mirabilis Design 的 VisualSim architecture exploration solution 将国微思尔芯的 Prodigy Logic System 集成为一个功能块。在系统探索中,无缝集成的原型验证系统作为最高速的模型提供准确的仿真响应。该解决方案不仅免去了构建模型的工程,同时也加速了复杂设计的仿真。这种方法让设计工程师不用花费大量的时间和精力在创建复杂设计的模型上,对于基于模型设计方法的设计项目而言,这不仅确保了模型的正确性,也大幅缩短了产品开发时长。
 

结语

小荷才露尖尖角,早有蜻蜓立上头。国微思尔芯经过十七年的砥砺前行,才有了今天的收获。未来本土 EDA 的发展之路,还得靠脚踏实地、一步一个脚印地走出来,最终实现真正的本土化。