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华大九天潜心力作,异构仿真助力设计验证再加速

2018-11-12

10月29日,华大九天在南京举行了新产品发布会暨用户研讨会。华大九天董事长刘伟平在发布会上致欢迎词。同时,华大九天还发布了三款重磅新品,GPU-Turbo模拟电路异构仿真系统Empyrean ALPS-GT、超快速Monte Carlo分析方案Empyrean Mcfly及AI-Powered IP质量智能验证方案Empyrean Qualib。


华大九天是首批落户南京江北新区软件园的集成电路企业之一,他们所专注的EDA工具研发是集成电路设计中的关键环节,是南京建设“两城一中心”产业链中的重要组成部分。


东南大学首席教授、南京集成电路产业服务中心主任时龙兴表示:“EDA工具和关键IP是目前我国集成电路设计中的短板,“工欲兴其事,必先利其器”,没有自主可控流程设计能力,没有优秀的EDA和IP供给能力对本土的集成电路发展制约极大。”


换句话说,EDA是集成电路产业进一步发展、实现自主可控的核心要素。华大九天落户江北新区,新区将支持华大九天在人才方面的需求,通过校企合作、人才培训以及科研院所的合作来促进其发展,助力国产EDA的进步。

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(东南大学首席教授、南京集成电路产业服务中心主任 时龙兴)


EDA作为IC设计中的利器在国际市场上的表现如何?与全球EDA发展情况相比,本土EDA工具在国内市场是什么状况?未来,国产EDA应该如何发展?华大九天总经理杨晓东就这些问题做出了分析。


杨晓东介绍:“2012至2017年,全球EDA市场增加了$1.13B,在此期间,中国EDA市场增加了$294M。其中,2017年全球IC设计收益为$80.6B,EDA的收益占比为7.4%,但2017年中国EDA占国内IC设计的收益比仅为1.7%。这些数据表明,中国EDA市场成长虽然迅速,但投入比例仍然远低于国际同行。”

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(全球EDA产业格局)

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(部分本土EDA企业)


要发展中国的EDA,不仅要加大人才的培养,还要加强自主创新能力。但创新不能靠灵光乍现的偶尔为之,而是要保持长期的紧贴市场和客户,根据市场的发展趋势,发现用户需求的痛点,以此来进行研发创新。

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(华大九天产品路线规划)

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(本次华大九天发布三款新产品)


近年来,随着工艺进入FinFet时代,AI、IoT、5G等设计迎来了爆发,但如何应对先进工艺和复杂设计带来的设计挑战,特别是因为先进工艺和低功耗设计带来的巨大的设计验证挑战,这要求作为芯片设计支撑的EDA软件必须从设计方法、核心算法和算力支撑等多方面进行创新。


随着设计规模的不断膨胀,加之先进工艺带来的复杂效应,使得模拟电路的仿真验证、特别是后仿真验证,成为了制约模拟设计发展的主要瓶颈。就此设计难题,华大九天潜心研发,重磅发布了GPU-Turbo模拟电路异构仿真系统Empyrean ALPS- GT。


ALPS-GT是全球首款模拟电路异构仿真系统,在这个产品中融合了华大九天独创的GPU-Turbo Smart Matrix Solver(SMS-GT)技术,可大幅度缩短后仿验证时间,尤其是底层矩阵的仿真时间。

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(模拟仿真算法对异构架构的适用性分析)


据华大九天副总经理董森华介绍,ALPS-GT异构仿真系统首个商用版本将于2018年底正式发布,第一代异构仿真系统将大规模电路后仿真性能提升5-10倍,第二个商用版本预计2019推出,后仿真性能可提升到10倍以上。同时,华大九天将会进一步拓展异构仿真技术的应用场景,开发更多基于异构仿真技术的产品。


将技术转化为产品,再将产品转化为商品,从来都不是一件容易的事。如何让市场接受新的产品?


按照董森华的说法,面对算力要求的大幅度提升,模拟仿真需要探索出一条新路来满足未来集成电路的发展,而异构仿真的出现是EDA行业为适应新的发展趋势而做出的一次大胆探索。


“2010年之后,CPU的性能增长逐步减缓,但GPU的性能开始以每年翻一倍的速度成长,这为华大九天选择GPU异构方案提供了动力,也是华大九天优先选择基于GPU/CPU异构解决方案的原因之一”,董森华补充说。


董森华指出,要想使产品变为商品,不仅需要解决用户痛点,还需要能够为用户提供完整的解决方案。只有完整的产品生态系统,才能使用户的接受度更高,愿意更深入去了解国产EDA工具。因此,华大九天在推出异构仿真系统ALPS- GT的同时,还推出了另外两款新产品:超快速Monte Carlo分析方案Empyrean Mcfly及新升级的AI-Powered IP质量智能验证方案Empyrean Qualib。


为解决先进工艺偏差带来的良率问题,华大九天研发团队在数学算法方面经过多年的深入研究,推出了超快速Monte Carlo分析方案Mcfly。其独创的SAT蒙特卡洛分析技术基于九天ALPS SPICE引擎构建,颠覆了“传统”蒙特卡洛分析技术。该技术专为大规模电路3σ蒙特卡洛分析设计,相较传统的蒙特卡洛分析,性能提升近1000倍,即便是与其他快速蒙特卡洛分析方案相比,性能也有20-50倍的提升。

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(Mcfly产品介绍)


为了更好地解决传统EDA技术无法解决的问题,华大九天一直在探索将AI与EDA相结合的技术方向。众所周知,IP的ARC验证一直是业界难题,现在的一款IP通常有数千个管脚,形成的ARC可能高达数百万甚至是上千万,传统的基于仿真验证的方法根本是不切实际的。但也正是这数百甚至上千万的ARC,为AI技术的可训练性及模型训练精度提供了充足的样本支撑,AI-Powered IP ARC验证也就应运而生了。


据董森华介绍,Qualib不仅可以做预测,还可以生成预测结果的分析报告,通过分析报告反馈训练系统,可进一步检验训练系统模型的精度,并提供更好的优化方向以提升模型训练精度,从而不断优化改进整个AI预测系统,提升ARC验证的精度和效率。华大九天本次发布的IP质量智能验证方案使得AI技术在IP功能验证方面实现了完美落地。

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(Qualib产品介绍)


在本场发布会中,中科院EDA中心和苏州芯禾等合作伙伴分享了行业前沿信息及产业链合作情况,通过来自芯原、紫光展锐、华为海思、上海兆芯和等实际用户分享的华大九天EDA工具使用体验,我们真切地感受到了国产EDA的进步。相比国外竞争对手,国产EDA在某些领域上甚至可以更好地解决用户在实际设计中碰到的问题。希望华大九天能够帮助中国集成电路产业走上一个新台阶。


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