芯華章傅強：后摩爾時代下，EDA 2.0 賦能數字化未來 | GAIR 2021

雷峰網(公眾號：雷峰網)按：2021 年 12 月 9 日-2021 年 12 月 11 日，2021 第六屆全球人工智能大會（GAIR 2021）于深圳正式召開。歷經五年，見證數次潮水的轉向，成為目前為止粵港澳大灣區人工智能領域規模最大、規格最高的學術、工業和投資領域跨界盛會。

在大會第二天舉辦的“集成電路高峰論壇：國產高端芯片之路”上，匯聚來自學術界、產業界和投資界的 15 位大咖，共同探討了國產高端芯片的實力以及 RISC-V 帶給中國芯片的機會。

數字化時代下，科學研究范式正在發生革命，人工智能、云原生技術等前沿科學正在顛覆芯片產業過去的經驗和模式。

回顧 EDA 的歷史可以發現，在過去 30 年，芯片的集成規模提高了數萬倍、設計難度和成本也急劇增加，但是 EDA 作為集成電路設計工具，在方法論革新與顛覆式技術創新卻一直沒有突破，無法支撐快速增加并急劇分化的應用需求。EDA 工具和方法學需要全面進階，才能降低技術門檻，進一步提升芯片技術發展的速度和創新的效率。

芯華章科技 COO傅強表示，在后摩爾時代中，芯片設計環節必須得到革命性的變革和發展，而未來的數字化系統是由“系統+算法+軟件+芯片”深度融合集成的。

系統應用的創新對芯片產生了更多的定制化需求，現在 EDA 的發展速度越來越跟不上芯片設計規模和需求的快速增長，我們必須研究和發展下一代的 EDA 2.0 技術并構建面向未來的全新生態。

面向未來的 EDA 2.0 有三大關鍵技術路徑：

• 開放和標準化

• 自動化和智能化

• 平臺化和服務化

在傅強看來，EDA 2.0 不再是工具的組合，而是一個服務化、可定制的完整平臺，可以直接服務不同的應用需求，支持其快速設計和部署芯片產品，實現更高效更簡單的應用創新周期，讓芯片設計更簡單、更普惠。

以下是傅強在 GAIR 2021 的演講內容，雷鋒網進行不改變原意的整理編輯：

今天想跟大家交流一下 EDA 是什么？芯華章在做什么，以及芯華章的未來想做什么？

大家知道新冠病毒的尺寸是多少嗎？大概是 250 納米。那芯片的 7 納米、14 納米是什么概念？相當于要將新冠病毒切十下，芯片比這個尺寸還小，這一定需要工具來實現；這個工具就是 EDA。

EDA 是貫穿半導體產業所有環節的底層工具，有數以千計、萬計的底層算法做支撐。芯片支撐了整個數字系統的生產，每個自然人、每個終端都是在跟社會發生互聯，而這些互聯發生的數據，數據的處理背后支撐的技術是芯片，而支撐芯片設計更前沿的技術就是 EDA 和 IP。

左圖是世界消費者大會，1967 年開始叫消費者電子展，舉辦至今已超過 50 年，是全球非常有名的消費電子展覽。近年來，出現在展會上的電子廠發生了變化，大量車企都會參加。試想，汽車成為消費電子了嗎？它是個玩具嗎？是個機器人嗎？這種變化很有意思。

右圖是上海車展，已經舉辦了 20 年。在 2021 年，參加汽車展的企業出現了很多消費類電子，包括華為、阿里巴巴、百度、大疆等。再次思考，這些企業為什么會參加車展？

一定是產業發生了變化。

按照這一思路進行回溯可以發現，系統廠商做芯片已經成為主流，Google 開始做芯片的時候我們并無在意，覺得Google 這個公司喜歡干所有的事情，而當小米開始做芯片的時候，我們開始關注到這件事。

在過去的三到四年，我們發現，大的系統廠商很少不做芯片，科研的范式在發生深刻變化。系統廠商需要什么東西他最清楚，所以會驅動整個下游企業為他服務。而當驅動過程中發現有些問題需要自己解決的時，就會跳進去做芯片。

系統廠商的角度、思維邏輯和關心的層次都不太一樣，他們不是只考慮芯片，而是會將系統、芯片、算法、軟件放在一起綜合考慮。我們發現，芯片公司的軟件工程師已經超過硬件工程師。

從芯片生產流程來看，芯片生產制造需要 6-9 個月，流片大概需要 3 個月，但再加上芯片設計、流片，時間差不多要達到一年，芯片的設計周期至少以月為單位，有的甚至以年為單位。

一般情況下，軟件迭代是以周，甚至是以天為單位，因此，對系統廠商、軟件廠商來說，做芯片會遇到很大問題，設計周期不符合，理念也就不太一樣。

EDA 的所有設計經驗是在設計方法學固化的工具，目前主要是專注于芯片上，EDA 和系統發生的聯系很少。

EDA 工具的發展歷程跟系統是一樣的，華為徐直軍在 70  年代曾說過，當年英特爾沒有 EDA 也在做設計，用晶體管的方式在做。80 年代，晶體管被做成小的門，叫非門與非門與門或非門、觸發器這種，相等于做一個小的模塊以實現固定的功能。再往前推進，把固定的小模塊再組成完成特定功能的大模塊，比方說接口的標準 IP，PCIE、等等。

到了 2020 年，則是以 IP+EDA 的方式設計芯片。事實上，這種方式從 1980 年就開始被采用，已經有 40 多年，現在EDA 設計方法的差不多是 2000 年前后的樣子。

大約在 2000 年，當時芯片設計成本飆升，但芯片設計卻沒有發生大變化。但再往后，芯片設計成本就發生巨變。從圖可以看出，左邊坐標的單位是千，10 的 7 次方就是 100 億晶體管的數量。右邊是生產設計的成本，整個成本是100萬美元計，就是 1 億美元。

如果要用 1 億美元做 7nm 芯片，算得上是非常大的投入，從這個維度看芯片設計方法沒有發生革命性變化，但即使如此，當前的技術水平依然保證產業可以健康的往前發展。

芯片的設計規模提升了數萬倍，如果只是簡單的羅列而不是靠設計方法學，如果沒有工藝的演進、效率的提升，成本應該同等提升數萬倍，意味著誰都用不起手機，看不起電視，這是不可能的事情。

但這還不夠，我們還需要做更多事情，需要支持系統廠商定制芯片。定制芯片有很多種方式和方法，要改變當前的設計流程。

要實現 EDA 2.0 還需要很長的時間，2021 年是中國"十四五"的元年，是 EDA 2.0 的元年。現在外界談到 EDA 多是各自為政，行業需要更加開放、更加智能的 EDA。談到 EDA 不僅是 AI 和Machine Learning，只要減少人工干預的方法學都是智能的。

例如，Google 的工程師在自動布局上沒有用任何新的技術，而是將數據做成閉環，減少人的干預，可以將海量的算力，云的算力暴力求解，哪怕有一些方法和算法不是特別的先進，到哪利用已有的工業技術積累暴力求解，也能提升效率。

對 EDA 而言，天下武功為快不破，解決問題就是好工具。未來 EDA 將變成一種方法學，解決問題才是關鍵。

客觀來看，EDA 2.0 還有很多尚待解決的問題。一是歷史包袱的影響，EDA 從 1980 年到現在，經歷了 40 多年的時間，如果要解決底座的問題，成本太高。眾所周知，做加法遠比做減法來得安全，但下一代 EDA 開始的時候，底層架構、數據庫、接口重新定義會好很多。

二是人才問題，社會如何往前發展，產業如何解決問題，都需要人才。人民群眾對美好生活的向往是不會停止的，那怎么辦？人就是不夠，所以，要用方法學做事。

這僅是其中兩點挑戰，EDA 2.0 領域里要解決的問題還有很多。

這是芯華章 11 月 24 日發布的平臺。行業很多人會談 EDA 的點工具，這是做加法的方式，點工具做多了，點工具加點工具就成為了平臺。芯華章是以終為始的定位產品開發的方向和目標，先發布平臺，再搭載相應的技術，保證平臺技術的需要。

芯華章已經發布四個產品，這四張牌出了以后，被產業定義為"炸"，我們公司不斗地主，但這是一個"王炸"。

芯華章在 2020 年 3 月 11 日成立，4 月 15 日正式運營。到今天為止，芯華章有將近 300 多號員工，9 個研發中心，研發人員占八成。芯華章是做底層研發的公司，這是基礎技術研發和關鍵技術突破的產業，我們現在有大量的專利申請，這是形成芯華章護城河和創新的關鍵組成部分。

希望未來和大家能有更多交流，謝謝！

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