EDA上云，助力中國芯片業(yè)起飛

近年來，中國大陸的芯片設(shè)計(jì)業(yè)取得了長足進(jìn)步。根據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會提供的最新數(shù)據(jù)，截止到2020年底，中國大陸有2218家芯片設(shè)計(jì)企業(yè)，同比增長了25%，廣泛分布在消費(fèi)電子、汽車、智慧園區(qū)、建筑業(yè)等多個行業(yè)。

如何才能幫助中國芯片設(shè)計(jì)業(yè)取得更快的發(fā)展？4月22日，中國芯片行業(yè)的重鎮(zhèn)西安，陜西省半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會主辦、紫光云技術(shù)有限公司承辦、啟迪之星（西安）協(xié)辦了一場“芯云智聯(lián) 擎領(lǐng)未來 云上芯片設(shè)計(jì)技術(shù)沙龍”。會上，紫光云公司CTO辦公室主任鄧世友給出了紫光云的建議：“上云”。

芯片設(shè)計(jì)“上云”

芯片設(shè)計(jì)之所以需要“上云”，首先是因?yàn)槭袌鲂枨蟀l(fā)生了很大變化。一方面，異構(gòu)計(jì)算的流行，使得市場對于CPU、GPU、AI等“大芯片”的需求有了長足的增長，這對芯片設(shè)計(jì)所需的算力和CAD環(huán)境提出了挑戰(zhàn)。另一方面，我們正在進(jìn)入萬物互聯(lián)時代，對于物聯(lián)網(wǎng)芯片的需求日益劇增，產(chǎn)品迭代速度卻進(jìn)一步加快，要求芯片設(shè)計(jì)的周期更短。

其次，芯片設(shè)計(jì)的前端和后端又呈現(xiàn)出完全不同的作業(yè)特征：前端設(shè)計(jì)要求高并發(fā)、多線程、混合隨機(jī)訪問、元數(shù)據(jù)密集、百萬級小文件；后端設(shè)計(jì)則需要單線程、內(nèi)存密集型、有序訪問、長時間運(yùn)行、大文件……

最后，隨著工藝的不斷演進(jìn)，芯片設(shè)計(jì)的總成本還在不斷攀升。其中，EDA軟件成本和驗(yàn)證成本占到了整體成本的70%。再看時間分布，驗(yàn)證和仿真占到了研發(fā)時間的70%。

與上述變化相對應(yīng)的，則是如今芯片設(shè)計(jì)企業(yè)最關(guān)注的三個難題：一是在性能上如何用最優(yōu)的配置滿足復(fù)雜的芯片設(shè)計(jì)場景；二是上云的成本優(yōu)化，即云廠商提供的方案能否真正做到快速擴(kuò)容和回收；三是能否保障芯片設(shè)計(jì)各層級的安全。

“上云”，恰恰能夠有效解決以上三個難題。從2019年開始，海外芯片巨頭紛紛“上云”。例如，臺積電、新思、益華電腦利用微軟Azure云服務(wù)，在20分鐘內(nèi)構(gòu)建了10萬個虛擬運(yùn)算單元，極大地縮短了開發(fā)時間。AMD則與合作伙伴一起，將EPYC 7納米芯片的實(shí)體驗(yàn)證“上云”，僅僅10個小時就完成了全部流程。

老冀認(rèn)為，中國大陸芯片設(shè)計(jì)企業(yè)的“上云”需求更為迫切。要知道，目前中國大陸這2218家芯片設(shè)計(jì)企業(yè)中，87%都是規(guī)模在100人以下的小型Design House。如果僅僅依靠企業(yè)自身十分有限的資源，顯然不足以解決海外芯片巨頭都難以解決的難題。

幸好有了紫光芯片云。當(dāng)初，阿里云、騰訊云等云服務(wù)平臺，幫助眾多中小互聯(lián)網(wǎng)公司實(shí)現(xiàn)了高速發(fā)展；如今，以紫光芯片云為代表的專業(yè)云服務(wù)平臺，也將助力眾多芯片設(shè)計(jì)企業(yè)邁出關(guān)鍵的那一步。

彈性、協(xié)同、安全

為什么說芯片設(shè)計(jì)要上紫光芯片云？在老冀看來，這是因?yàn)樽瞎庑酒仆瑫r做到了彈性、協(xié)同、安全，而這也是芯片設(shè)計(jì)企業(yè)最關(guān)注的三點(diǎn)。

第一點(diǎn)是彈性。客戶對于芯片的交付時間催得緊，怎么辦？芯片設(shè)計(jì)企業(yè)可以利用紫光芯片云，用算力換時間。以前只有一臺機(jī)器的時候，要完成驗(yàn)證和仿真需要100個小時；上云之后，可以同時用100臺機(jī)器來做，一個小時搞定。此外，用了紫光芯片云，設(shè)計(jì)仿真驗(yàn)證環(huán)境的速度也要遠(yuǎn)遠(yuǎn)快過企業(yè)自建的速度。

紫光芯片云之所以如此有信心，是因?yàn)樗麄冊?jīng)接了個非常有挑戰(zhàn)的項(xiàng)目。去年8月，紫光展銳，這家全球第三大獨(dú)立手機(jī)芯片設(shè)計(jì)企業(yè)，在開發(fā)至關(guān)重要的7納米5G SoC芯片的時候，選擇了紫光芯片云進(jìn)行設(shè)計(jì)仿真和驗(yàn)證。

結(jié)果讓紫光展銳非常滿意。此前預(yù)算需要服務(wù)器1500臺月，經(jīng)過云端資源性能優(yōu)化，實(shí)際使用992臺月，資源需求節(jié)省了33%；IT部門的人力投入也從30人月降低到18人月，整體資源運(yùn)維人力投入降低了多達(dá)40%。

更重要的則是搶出了時間。此前，這個項(xiàng)目預(yù)計(jì)需要3個半月的時間，最終只用了兩個半月就順利完成，足足提前了一個月。這也使得紫光展銳能夠有更多的機(jī)會將這顆芯片推薦給手機(jī)客戶，創(chuàng)造更大的商業(yè)價(jià)值。

第二點(diǎn)是協(xié)同。如今，很多芯片設(shè)計(jì)企業(yè)都是多地設(shè)立研發(fā)中心。例如，做安全芯片的華興半導(dǎo)體就在北京、上海兩地設(shè)有研發(fā)中心。紫光芯片云為其提供了云端芯片研發(fā)設(shè)計(jì)協(xié)同混合云方案，同時在云上為其構(gòu)建了云桌面方案，通過云專線把上海北京兩個辦公室聯(lián)通，進(jìn)行云上的研發(fā)設(shè)計(jì)協(xié)同。由此看來，在紫光芯片云的助力之下，芯片設(shè)計(jì)企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)更好的研發(fā)設(shè)計(jì)協(xié)同。

第三點(diǎn)是安全。針對企業(yè)數(shù)據(jù)安全，紫光芯片云推出了云端核心數(shù)據(jù)透明加密解決方案。加密算法和軟件在操作系統(tǒng)層面完成，無需EDA工具適配，無感知加密。在設(shè)計(jì)終端安全接入與管控方案中，數(shù)據(jù)不落地，集中管控用戶權(quán)限，保證數(shù)據(jù)安全接入。

做產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺

如今的紫光芯片云已經(jīng)超出了行業(yè)云的范疇，而是正在成為芯片設(shè)計(jì)的產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺。

鄧世友介紹，如果說紫光芯片云1.0更多聚焦在算力與設(shè)計(jì)環(huán)境提供，滿足與算力、設(shè)計(jì)環(huán)境相關(guān)的痛點(diǎn)和需求的話，全新升級后的紫光芯片云2.0服務(wù)則更加全面配套——它聯(lián)合了紫光旗下包括西安紫光國芯、新華三半導(dǎo)體這樣具有強(qiáng)設(shè)計(jì)能力的團(tuán)隊(duì)進(jìn)行能力輸出，為芯片設(shè)計(jì)企業(yè)提供整體的設(shè)計(jì)服務(wù)與云服務(wù)打包方案。

在4月22日的技術(shù)沙龍上，西安紫光國芯半導(dǎo)體有限公司設(shè)計(jì)服務(wù)部總監(jiān)王成偉表示，公司擁有的數(shù)字電路和混合電路專業(yè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，能夠提供基于世界領(lǐng)先工藝的ASIC設(shè)計(jì)開發(fā)驗(yàn)證服務(wù)，包括設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)、功能驗(yàn)證、綜合和DFT、物理實(shí)現(xiàn)、時序、物理檢查及流片和測試開發(fā)等全部流程。新華三公司產(chǎn)品經(jīng)理李強(qiáng)則分享了基于桌面云的協(xié)同開發(fā)辦公解決方案，能夠幫助其他芯片設(shè)計(jì)企業(yè)“全面上云”，將辦公應(yīng)用、數(shù)據(jù)、辦公環(huán)境等部署在云上，并進(jìn)行統(tǒng)一管理、集中控制。此外，國微思爾芯技術(shù)股份有限公司高級工程師梁琪還介紹了構(gòu)建驗(yàn)證云的技術(shù)難點(diǎn)和重要性。

這套整合了紫光集團(tuán)豐富資源的整體解決方案，讓不少芯片設(shè)計(jì)企業(yè)怦然心動。今年年初，紫光云與一家GPU芯片設(shè)計(jì)企業(yè)接觸，僅用了兩個星期的時間就達(dá)成了合作。這家GPU企業(yè)之所以這么快就選擇了紫光云，主要基于兩點(diǎn)原因：

一是紫光芯片云提供的設(shè)計(jì)服務(wù)加上云服務(wù)打包的方案，二是可以跟紫光云以及紫光集團(tuán)旗下企業(yè)互為生態(tài)、互為客戶。GPU芯片產(chǎn)品做出之后，不但可以搭載新華三的服務(wù)器出貨，還可以應(yīng)用到紫光建筑云，用于建模與渲染。

老冀還發(fā)現(xiàn)，紫光芯片云不僅限于紫光集團(tuán)企業(yè)之間的協(xié)作，而是將其向芯片行業(yè)開放，鏈接更多的生態(tài)伙伴和資源供應(yīng)方，聯(lián)動整個芯片設(shè)計(jì)和混合云產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)由單純芯片設(shè)計(jì)工具云，向芯片設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的生態(tài)化轉(zhuǎn)型升級。

芯片設(shè)計(jì)包括IT資源、CAD環(huán)境、EDA軟件、IP（知識產(chǎn)權(quán)）、PDK（工藝設(shè)計(jì)套件）共五大件，對于自身無法完全覆蓋的“后三大件”，紫光芯片云采用了生態(tài)合作的模式。鄧世友表示，紫光芯片云已經(jīng)聯(lián)合多個國內(nèi)EDA、IP合作伙伴提供設(shè)計(jì)工具和IP服務(wù)，并與芯片制造商探討PDK合作，通過同芯片行業(yè)上下游產(chǎn)業(yè)鏈與工具廠商的深度合作，共同構(gòu)建全棧服務(wù)，實(shí)現(xiàn)多贏。

2021年，中國芯片業(yè)的騰飛之路上，紫光芯片云必將助一臂之力。

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