信息技术飞速发展,电子设计自动化(EDA)作为连接电子系统设计与制造的关键桥梁,其重要性日益凸显。

EDA 也被称为“芯片之母”,是集成电路产业战略基础支柱之一,利用计算机软件完成大规模集成电路的设计、仿真、验证等流程,不仅能提高设计效率,还可降低开发成本。

然而,目前 EDA 巨头大都来自海外,国内的 EDA 产业处于发展早期阶段,仍然面临一些挑战,尤其是在技术积累、市场接受度以及人才储备方面。

比如,EDA 工具经过长期迭代才能具有较高的稳定性和可靠性,一些国内 EDA 工具在实际应用中的表现还有待验证,市场信任度稍低;再比如,EDA 行业对专业人才的需求极高,国内相关人才的培养和储备方面存在缺口。此外,EDA 工具的技术更新速度快,从设计、仿真到验证的各个环节都需要不断迭代升级,导致企业需要持续投入大量资金进行技术研发。

围绕 EDA 工具开发及该领域的发展现状,近期「问芯」采访了弈芯科技(杭州)有限公司(下文简称“弈芯科技”)创始人黄继辉,他在访谈中针对公司开发的 EDA 工具产品、研发进展、技术优势,以及国内 EDA 行业发展趋势、未来前景等多个方面进行了分享与解读。

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图|弈芯科技创始人黄继辉博士(来源:受访者)

黄继辉本科毕业于清华大学基科班,博士毕业于俄亥俄州立大学数学系。“2014 年是个转折点,机缘巧合之下我有幸在硅谷参与了一家专注于计算光刻领域初创的早期成立,让我能够全身心地投入到芯片产业中来。其实在当时计算光刻属于一个非常小众的领域,全球从业者也就区区数百人。”黄继辉介绍道。

2021 年,黄继辉回国,在杭州创立了弈芯科技,专注于为先进工艺芯片制造提供计算光刻和版图优化验证相关的 EDA 产品链。“创立弈芯科技很大一部分原因是希望能够延续我们当初在硅谷创办公司的技术愿景,汇集一些有技术情怀、志同道合的资深人士,一起重新回到计算光刻行业进行创新技术研发,开发有价值的产品,这也是我们创立弈芯科技的初衷。”他表示。

围绕 EDA 开发已布局三个业务板块

据介绍,弈芯科技组织结构采用的是小型团队化的模式,多个小团队各自开发核心模块。“由于我们开发的多款产品很大程度上存在对底层架构的复用性,每个小团队独立在相对比较统一的产品体系下去开发核心模块(或核心功能、核心产品),最后让这些核心功能、核心产品能够形成比较有效的联动。”黄继辉解释说。

在他看来,对于早期阶段的公司至关重要的一点,是在相对统一的技术架构框架下把底层搭建完善。“我们的定位是面向先进工艺半导体行业,但目前还需要在一些成熟工艺制程上进行不断地打磨和完善,毕竟半导体行业存在一个长周期的迭代过程。”他说道。

“此外,我们目前也在探索大模型。就我们自身而言,能够开发强大的底层把大规模算力调度起来以支撑先进工艺的发展和迭代,毕竟,我们开发的 EDA 工具也迫切需要借助大规模算力。所以,我们希望用超强算力来支撑先进工艺半导体行业的发展和迭代,这也是我们的企业愿景。”他补充说。

“我们参与到 EDA 行业中的时间并不算长,正逐渐在客户中形成一些信赖度,同时也在与客户联合开发和打磨,让 EDA 产品不断完善和成熟。”他说道,“好在我们拥有一些重视技术的客户拉动我们对市场的认知,以及理论探索的先进性和深度,然后用这种创新性理论赋能到工程化体系,最后工程化体系又可以落地到客户进行验证和推进,形成一个良性循环。”

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图|芯片版图物理验证产品(来源:公司官网)

据了解,弈芯科技现阶段的业务布局大体可划分为三个板块。其一,成熟工艺半导体相关业务,面向芯片生产制造端。

其二,先进工艺半导体相关业务。“我们一直希望能够更深入地参与到先进工艺的落地和迭代,当然,现阶段还是以合作为主,尚没有形成订单收入。”黄继辉表示,“围绕先进工艺的相关业务更多的是需要技术实力的证明,随着公司发展我们也逐步有较好的合作方能够进行深度配合。”

其三,硅光领域相关业务。“弈芯科技创立后不久,我们发现硅光领域(光电芯片)有很强的战略导向意义。虽然硅光领域的发展历史比较长,但真正有落地和量产的可能性也是在近两三年才逐步形成的。”他说道,“其实,硅光领域也在借助成熟半导体工艺,通过已有的成熟半导体工艺来支撑硅光芯片的大规模量产,所以它跟半导体产业存在一定关联性,而这也是为什么我们能够做这种迁移的原因所在。”他解释说。

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图|芯片版图掩模优化产品(来源:公司官网)

弈芯科技的在研产品分别围绕布局的三个业务板块,主要面向半导体晶圆厂,同时也拓展到了先进封装领域半导体设备领域。“我们的业务重点是服务芯片制造产业,偏向于仿真类和优化类产品,比如DFMDRCOPC以及硅光 OPC等。除此之外,我们也对这些产品进行了一些定制化适配,可应用于封装行业或半导体设备行业等。”他介绍说。

对于公司未来的中长期发展,“弈芯科技现在仍处于起步阶段,每个业务板块已经完成了面向 2-3 个客户的深度支持。中期来看,我们围绕现有的几个核心业务板块稳扎稳打,希望将每个业务板块拓展到十几个客户以上的支撑能力和服务能力;长期而言,我们希望超强算力可以更好的结合大模型,让我们自有的技术底座能够跟大模型技术底座有更好的互动。”黄继辉表示。

“与此同时,公司未来发展和技术创新探索离不开骨干人才。弈芯科技目前处于成长期,团队技术骨干随着公司一起成长,所以完善人才升级、蜕变是我们发力的方向,在技术落地过程中,技术实现迭代,人才完成蜕变。”他表示。

谈及弈芯科技的核心竞争力,黄继辉表示,底层架构以及在底层架构上开发出来的产品的稳健性、抗风险能力。

“我们构建了一个创新的底层代码和底层功能体系,这个体系打破了行业已有的惯性思维(传统固有底层),能够支持曲线工艺、先进工艺,乃至未来的 EUV 工艺,而在构建底层的时候,我们也已经做好了对超大算力的兼容。此外,把创新理论落地到产品中的能力,比如曲线光刻硅光领域以及光电混合仿真等,也是我们的优势之一。”他解释道。

“我们自创立以来取得了不少里程碑,相对比较有战略性的有两个:一个是 2022 年 10 月,我们推出第一款产品;另一个是在 2023 年中,我们获得了首个客户订单。”黄继辉表示,“除此之外还包括几次融资,这也是比较重要的里程碑。”他补充说。

原创性重构 EDA 技术底层

聊到 EDA 工具和技术,在黄继辉看来,EDA 行业的发展是配合芯片设计、芯片制造互相迭代的一个过程。“EDA 工具会影响芯片设计流程,当然,更多的是芯片生产在引导 EDA 工具的发展。”他指出。

“历史上来看,芯片设计和芯片制造本身的发展迭代在引导 EDA 工具的迭代,即先有设计过程、设计需求,然后来引导该如何用工具来进行配合,怎么来自动化这个流程。”他补充说。

“早期的 EDA 公司大都来自于一些大型 Design house 或半导体制造公司。”他表示。以英特尔为例,其拥有强大的芯片设计能力,团队在设计过程中也会同步去创造和开发一些工具,用来自动化、智能化这些流程,随着时间推移,这些工具也就慢慢沉淀在了这类公司。“后来,这类公司认为自身开发的工具可以赋能更多其他设计公司,于是就开始考虑将其剥离出来。所以,我觉得 EDA 工具来自于芯片本身的迭代和演进的。”他说道。

在他看来,现阶段 EDA 行业已经形成了比较强的垄断效应。“EDA 行业本身需要的研发投入非常大,也需要深厚的技术积淀。一家公司开发的 EDA 产品如果没有经历过长期的迭代和打磨,难以让客户信赖。因此,在需求刚出现的时候着手开发,随着时间的积累和行业的发展不断迭代,EDA 工具才会沉淀并达到一定的成熟度,进而形成垄断效应,客户也会比较信赖。”他解释说。

“就国内而言,国内 EDA 行业处在快速发展中,正在形成和强化对 EDA 工具的重视,逐步补齐早期缺失的研发周期,用 EDA 工具辅助芯片设计和制造过程并完成升级和迭代。与此同时,这个行业也会形成一个并购的过程。”他指出,“新的需求会催生新的 EDA 产品,产品早期是小公司配合 Design house 或 Fab 晶圆厂去打磨成熟,然后巨头公司可能会对它进行收购,进而对其商业进行更快的拓展。”

“EDA 行业发展到现在,基本上已经完成了大部分的并购,国际巨头也形成了较强的垄断。巨头公司拥有核心技术,它们可能并不愿外放给第三方,因此很大程度上 EDA 工具所带来的发展潜力保留在了巨头公司内部。”他补充道。

对于 EDA 行业的市场规模,黄继辉表示,“其实,EDA 整体的体量并不算大,而这就可能会导致,公司若没有强大的营收能力就很难吸引到更多优秀人才参与到这个行业中。”他指出。对于 EDA 行业的未来前景,他表示非常看好,“未来 5-10 年是一个比较重要的发展阶段,尤其是 AI 大模型带动芯片产业的快速升级。当然更多的是要有技术情怀的团队,去让 EDA 工具和芯片设计和制造形成更强力的配合。”他坦言。

除此之外,他认为 EDA 技术还有一定的“外溢性”。“虽然它主要面向芯片产业,但我觉得其底层技术未来可以拓展到 AI for science,或者,用 EDA 来对 AI for science 进行更好的探索,然后对于 AI for science 的这种技术方案和能力外溢到更广的其他领域。”他补充说。

“国际 EDA 行业经过数十年的发展已经颇为成熟,尤其是我们在研的面向 28nm、14nm 芯片的 EDA 工具已经有很多前人的技术铺垫了,我们可以从中学习很多,在这个背景下我们的发展迭代和其他领域的原创性发展迭代存在一定差异化。”他指出。

“基于此,弈芯科技的发展则需要去原创性地重构底层,满足成熟工艺和先进工艺的需求。”他说道,“一方面,我们尊重 EDA 行业已有的技术积累,在对行业需求深度挖掘的基础上去创造和迭代出自己的新底座、新底层架构,在这种底座和底层架构基础上生长出一种全新的产品形态。”

“另一方面,我们也在同步开展大量研究,现阶段已经开始转向已发表论文的落地过程,尤其是我们在完成流片的实践探索之后,我们认为自身更需要在做一些科研领域的输出。”他继续说道。

(来源:公司官网)

融资方面,黄继辉表示,“一些资本可能不太看好 EDA 领域,主要是因为这个行业是个慢周期,且市场规模也不是很大。”他说道,“投资这个领域的资本可能是战略导向上的,再就是国家层面的战略性的部署,此外,还有一些私人投资,希望在这个技术领域去贡献自己的支撑,也会给予支持。”

“我们明年计划完成一个技术落地以及对一个战略性客户的支持,需要团队的扩张,目前我们正在积极推进下一轮的融资,以期为更好的拓展我们新产品研发的寻求支撑。”他表示,“此外,我们也有上下游公司来形成战略合作,等到战略合作契机达到一定程度,我们可能会在行情好的情况下互相一起合并去考虑上市,这也是我们未来的一个规划。”黄继辉说道。

参考资料:

1.https://www.authenarc.com/

2.https://www.authenarc.com/news/

3.https://www.authenarc.com/project/

4.https://www.authenarc.com/guanyuwomen/