EDA上云關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)已至，中立平臺(tái)將挑大梁？

發(fā)布人：芯東西時(shí)間：2022-05-12 來源：工程師

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千余芯片創(chuàng)企涌現(xiàn)，EDA云平臺(tái)時(shí)機(jī)已至。

作者 | 高歌
編輯 | Panken
芯東西5月12日?qǐng)?bào)道，2022年以來，新冠肺炎疫情對(duì)上海、深圳等地造成了較大影響，居家辦公在各行各業(yè)中變得十分普遍。上海作為芯片產(chǎn)業(yè)的聚集地，很多芯片設(shè)計(jì)公司也因此轉(zhuǎn)向居家辦公。那么芯片設(shè)計(jì)在家就能夠完成嗎？對(duì)芯片工程師來說，他們“畫”出芯片的“筆”就是EDA（電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化）工具。云端的EDA工具就是芯片工程師能夠居家辦公、用家用設(shè)備設(shè)計(jì)出芯片的關(guān)鍵。但同時(shí)，上云對(duì)芯片企業(yè)來說并不輕松。如何兼容各類EDA工具、保障數(shù)據(jù)安全和運(yùn)行速度穩(wěn)定，并能讓工程師快速上手，都是云平臺(tái)需要面對(duì)的挑戰(zhàn)。如今，EDA云平臺(tái)產(chǎn)業(yè)遇到市場良機(jī)，而質(zhì)疑仍存。為此，芯東西采訪到了為芯片設(shè)計(jì)公司提供EDA云平臺(tái)的速石科技創(chuàng)始人、CEO陳熹，講一講芯片設(shè)計(jì)到底如何能夠在家完成。
01.2021年芯片設(shè)計(jì)創(chuàng)企新增592家云端EDA成居家辦公關(guān)鍵

疫情之下，芯片創(chuàng)企正遭遇資金短缺、工作效率降低、流片時(shí)間不確定等多種困境。根據(jù)2021年中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)，中國共有2810家芯片設(shè)計(jì)企業(yè)，較2020年多了592家，同比增長26.7%。這些芯片設(shè)計(jì)公司大多集中在上海、深圳和北京三地，目前都面臨疫情影響。從2017年至今，中國芯片設(shè)計(jì)企業(yè)數(shù)量從1380家增長到2810家，新增1430家。這意味著，全國一半以上芯片設(shè)計(jì)企業(yè)的創(chuàng)建時(shí)間不超過5年。2020和2021兩年，業(yè)界更是涌現(xiàn)出1030家新的芯片設(shè)計(jì)創(chuàng)企。

▲2010-2021年芯片設(shè)計(jì)企業(yè)數(shù)量增長情況（圖片來源：2021年中國集成電路設(shè)計(jì)業(yè)年會(huì)魏少軍演講PPT）

對(duì)于芯片設(shè)計(jì)公司來說，EDA（電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化）工具是他們賴以生存的必需品。疫情下，居家辦公的芯片工程師要依靠云端的EDA平臺(tái)工作。如果芯片設(shè)計(jì)公司選擇自行搭建云平臺(tái)，就意味著加大IT部門的投入。而當(dāng)芯片設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行仿真和驗(yàn)證時(shí)，往往需要調(diào)用大規(guī)模的算力集群，其算力節(jié)點(diǎn)的數(shù)量從幾臺(tái)到幾千臺(tái)不等。在這樣大的算力環(huán)境下，整個(gè)集群算力的管理和調(diào)度、算力集群和存儲(chǔ)系統(tǒng)的交互，同樣需要一支專業(yè)的IT團(tuán)隊(duì)進(jìn)行操作。但對(duì)大部分芯片創(chuàng)企來說，如果想要生存發(fā)展，就要盡早實(shí)現(xiàn)芯片流片，將產(chǎn)品交付客戶，芯片設(shè)計(jì)效率至關(guān)重要。這個(gè)過程中，芯片設(shè)計(jì)公司每一分錢都要花到刀刃上，往往缺乏額外的精力和資源搭建、運(yùn)維自己的云平臺(tái)。在芯片設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)尚不完備的情況下，專業(yè)IT團(tuán)隊(duì)過于奢侈。當(dāng)被迫居家辦公時(shí)，芯片設(shè)計(jì)公司正在面對(duì)種種挑戰(zhàn)。作為資深從業(yè)者，一站式云平臺(tái)供應(yīng)商速石科技的創(chuàng)始人、CEO陳熹告訴芯東西，家庭、個(gè)人設(shè)備缺乏芯片設(shè)計(jì)所需的專業(yè)并行計(jì)算環(huán)境、EDA工具、硬件以及支撐服務(wù)體系。芯片工程師在居家辦公時(shí)會(huì)遇到硬件/網(wǎng)絡(luò)帶寬不達(dá)標(biāo)、家用環(huán)境無法保障安全、團(tuán)隊(duì)協(xié)作不順等諸多困難。同時(shí)芯片創(chuàng)企的業(yè)務(wù)規(guī)模會(huì)快速擴(kuò)張，算力資源需求存在不確定性。因此，對(duì)初創(chuàng)公司來說，一種可擴(kuò)展、避免大量資金投入、能夠快速采用的云平臺(tái)或許是解決這些問題的關(guān)鍵。
02.EDA云平臺(tái)產(chǎn)業(yè)已至關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)國內(nèi)市場規(guī)模達(dá)百億元

除了創(chuàng)企，非初創(chuàng)芯片設(shè)計(jì)公司也對(duì)云平臺(tái)有著需求。從算力上來說，隨著芯片設(shè)計(jì)公司規(guī)模的不斷擴(kuò)大、所研發(fā)芯片制程的演進(jìn)，其算力需求也會(huì)增加。如果擴(kuò)充本地計(jì)算集群，芯片設(shè)計(jì)公司需要在硬件、場地、人員、運(yùn)維等方面進(jìn)行大量投入，且芯片設(shè)計(jì)的算力需求存在波動(dòng)：任務(wù)數(shù)量低谷時(shí)算力閑置，高峰時(shí)任務(wù)需排隊(duì)進(jìn)行。

▲芯片設(shè)計(jì)公司算力需求與實(shí)際曲線

有業(yè)內(nèi)專家稱，投片前3個(gè)月，芯片設(shè)計(jì)公司對(duì)算力的需求是“無限”的。對(duì)這種波動(dòng)型的需求，芯片設(shè)計(jì)公司單純地?cái)U(kuò)大本地?cái)?shù)據(jù)中心規(guī)模，并不能很好地解決問題。即使是大型芯片設(shè)計(jì)公司，在計(jì)算需求不斷增大后，傳統(tǒng)的托管IDC計(jì)算模式仍可能出現(xiàn)問題，不能及時(shí)輸出成果，降低設(shè)計(jì)效率。相比之下，云平臺(tái)可以更靈活地調(diào)用算力，任務(wù)高峰時(shí)可調(diào)用海量云端算力，低谷時(shí)則減少調(diào)用算力，能夠顯著提升芯片設(shè)計(jì)效率。因此，自2010年、2011年起，Cadence、Synopsys等國際EDA巨頭開始提出了EDA上云的概念。之后，英特爾、英偉達(dá)等芯片巨頭開始探索EDA云工具的應(yīng)用。2015年后，公有云架構(gòu)逐漸穩(wěn)固，數(shù)據(jù)安全體系逐漸成熟。如今，EDA云平臺(tái)的工具和運(yùn)行環(huán)境已逐漸整合在一起，且產(chǎn)品能夠規(guī)模化地復(fù)制到不同的行業(yè)，并提供給客戶?？梢哉f，EDA云平臺(tái)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)到了商業(yè)化發(fā)展的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。隨著技術(shù)發(fā)展，EDA云市場正快速擴(kuò)大。其中，大量新增的中國芯片企業(yè)撐起了一個(gè)價(jià)值百億的EDA云平臺(tái)市場。陳熹估計(jì)，截至2021年年底，中國EDA云平臺(tái)的市場規(guī)模大概達(dá)到一百億元，年復(fù)合增長率在20%以上。快速發(fā)展的EDA云市場中，速石科技這樣的企業(yè)正在逐漸成為重要力量。盡管亞馬遜、阿里云、華為云等主流云廠商的解決方案較為完善，但其產(chǎn)品和服務(wù)數(shù)量較為龐大，對(duì)芯片設(shè)計(jì)行業(yè)沒有針對(duì)性，界面也較為復(fù)雜，工程師學(xué)習(xí)存在一定門檻和成本。而較Cadence、Synopsys、西門子EDA等國際EDA巨頭的云平臺(tái)，速石科技采用EDA廠商中立、多云的環(huán)境和架構(gòu)，能夠?yàn)樾酒O(shè)計(jì)公司提供兼容、完善的EDA工具鏈，以及“在任何時(shí)間點(diǎn)、任何應(yīng)用場景中，最適合他們、最具性價(jià)比的云資源”。

▲速石科技解決方案架構(gòu)

03.為客戶提供云端“超算”將仿真效率提升42倍

盡管EDA云平臺(tái)市場不斷壯大，但在半導(dǎo)體這樣一個(gè)極度追求穩(wěn)定性、數(shù)據(jù)安全的產(chǎn)業(yè)，很多芯片設(shè)計(jì)公司對(duì)這樣一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)抱有質(zhì)疑。有芯片創(chuàng)企高管透露，芯片設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)上云的安全性和云端任務(wù)的運(yùn)算速度，是他對(duì)EDA云平臺(tái)最大的擔(dān)心。面對(duì)質(zhì)疑，陳熹回應(yīng)稱，在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、運(yùn)行和計(jì)算資源的可靠性上，大規(guī)模云較本地?cái)?shù)據(jù)中心更加安全。在云的基礎(chǔ)架構(gòu)上，其可靠性能夠達(dá)到六個(gè)九（99.9999%）甚至十三個(gè)九（99.99999999999%）的程度，這是本地?cái)?shù)據(jù)中心很難達(dá)到的。同時(shí)，速石科技的一站式IC設(shè)計(jì)云平臺(tái)從設(shè)計(jì)之初就進(jìn)行了通盤考慮，添加了應(yīng)用層面上、端到端的數(shù)據(jù)安全和數(shù)據(jù)加密功能。這些功能使云供應(yīng)商和速石科技無法觸碰到客戶的芯片設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)資產(chǎn)，從技術(shù)架構(gòu)上保障了客戶的信息安全。陳熹稱，作為專業(yè)的云平臺(tái)廠商，速石科技能夠從流程、管理等方面給客戶一體式的數(shù)據(jù)安全保護(hù)。他強(qiáng)調(diào)：“客戶想到的問題我們都已經(jīng)想到，并且有相應(yīng)的解決方案；客戶還沒想到的問題，我們也有相應(yīng)的流程和方案?！?/span>

▲速石科技基礎(chǔ)架構(gòu)

在數(shù)據(jù)運(yùn)行方面，如今的云技術(shù)也可以滿足芯片設(shè)計(jì)所需的算力和穩(wěn)定性。以速石科技為例，其采用了專業(yè)計(jì)算領(lǐng)域較為先進(jìn)的無服務(wù)器架構(gòu)，有自己的調(diào)度器和并行文件系統(tǒng)，相當(dāng)于向芯片設(shè)計(jì)客戶提供一臺(tái)定制化的超級(jí)計(jì)算機(jī)。2019年，速石科技就以1.1626 Petaflops的成績排名第482名，成為全球第二、亞洲唯一一家以公有云算力躋身超級(jí)計(jì)算機(jī)TOP500的公司。更重要的是，速石科技調(diào)度這一全球TOP500的超算算力，只花費(fèi)了5530美元和4個(gè)小時(shí)，遠(yuǎn)低于其他上榜超算，展現(xiàn)了云平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)。

▲超算TOP500榜單中速石科技的系統(tǒng)參數(shù)

在實(shí)際應(yīng)用中，速石科技也收獲了很多經(jīng)典案例。據(jù)陳熹分享，有小型芯片設(shè)計(jì)公司使用速石科技的全云架構(gòu)方案，將在Synopsys HSpice工具上的仿真效率提升了42倍。原本需要30天的仿真流程，僅用17小時(shí)就順利完成。

▲在云端僅用17小時(shí)就完成HSpice仿真

2021年，速石科技成為了三星Foundry國內(nèi)首家SAFE（Samsung Advanced Foundry Ecosystem）云合作伙伴。陳熹透露，如今在半導(dǎo)體領(lǐng)域，速石科技已服務(wù)于中穎電子、納芯微、士蘭微、華大北斗、復(fù)旦大學(xué)等國內(nèi)的企業(yè)與高校。速石科技也希望為芯片設(shè)計(jì)公司提供最優(yōu)秀的產(chǎn)品，成為其成長過程中最重要的合作伙伴。
04.結(jié)語：芯片設(shè)計(jì)所需算力不斷升級(jí)中立EDA云平臺(tái)或成脫困關(guān)鍵

上云是EDA行業(yè)一個(gè)長期的發(fā)展趨勢(shì)。隨著芯片制程的演進(jìn)，芯片設(shè)計(jì)的成本快速上升，邏輯仿真、驗(yàn)證、版圖設(shè)計(jì)所需算力規(guī)模不斷增加。本地?cái)?shù)據(jù)中心的建造運(yùn)維投入、專業(yè)IT人員的招募、安全系統(tǒng)的構(gòu)建都是芯片設(shè)計(jì)公司需要面對(duì)的挑戰(zhàn)。全球疫情下，EDA云平臺(tái)的價(jià)值更是凸顯。作為一個(gè)新興的供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)，EDA云平臺(tái)正在高漲的下游需求中成長，成為EDA產(chǎn)業(yè)中的關(guān)鍵賽道之一。

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