晶元巨頭新思科技：做好晶元, EDA 產業終極形式是 AI | 專訪

「很多 AI 公司不是晶元公司的思維，他們想很快做出晶元，但他們不太懂這個東西。因此這其實也給我們提出了一個問題——我們作為設計工具的人，能不能用更好地方法來支持他們？」

機器之能原創，撰文：宇多田。

在談及晶元時，我們通常更為關注知識產權（IP）模塊、器件以及晶圓流片等部分，卻鮮少提及 EDA 廠商在開發晶元過程中扮演的重要角色。

這是一個在集成電路晶元產業鏈最上游且技術極為高端的子行業。簡單來說，EDA 公司主要做的事情就是給晶元公司開發一系列設計工具。晶元工程師們必須要用這些專有工具給晶元板上的數億個晶體管「排兵布陣」，而單靠人力是無論如何都做不到的。

而實際上，布局布線僅僅是晶元設計工具中的一個功能，還有涉及到「物理驗證」、「模擬模擬」以及「硬體描述語言」等方面的幾十、上百種設計工具。

很有意思的是，設計工具分類較為複雜，但在這個產業里，幾乎把市場份額瓜分殆盡的公司卻只有三家——新思科技（Synopsys）、Cadence 以及 Mentor Graphics。

其中，作為全球排名第一的 EDA 解決方案提供商，新思科技的工具產品線最為全面，一直致力於開發適用於複雜的晶元系統（SoCs）的工具。

其邏輯綜合工具 DC（Design Compiler）與時序分析工具 PT（Prime Time）在全球 EDA 市場基本上已經一統江山。又據其官方數據顯示，在全世界所有晶元設計中，84% 用戶使用 Design Compiler, 65% 用戶使用 IC Compiler II, 90% 用戶使用 PrimeTime。

而最近風頭很大的晶元創業公司寒武紀就曾在 4 個月前向外界宣布，其雲端智能處理器晶元採用的驗證工具，正是新思科技 HAPS 原型驗證解決方案。

「智能 IP 產品研發越來越複雜，需要協同驗證的軟體數量也在成倍增加。因此，我們需要一種高性能原型驗證設備來執行實際驗證。」寒武紀 CEO 陳天石曾這樣表示，

「HAS-80 的性能、容量以及可擴展性都較為出色，能夠幫助我們靈活且更快地完成開發與系統驗證任務。」

實際上，像寒武紀這樣正在使用新思科技設計工具的新型 AI 晶元創業公司不止一家。

在與國內 AI 公司接觸越來越頻繁的過程中，新思科技人工智慧實驗室主任廖仁億感覺到，AI 技術正在深入影響到晶元市場的工具研究思路與發展方向。

譬如像新興的人工智慧晶元公司燧原科技，使用了 VDK/Virtual Platform 技術。廖仁億表示，這項技術可以讓公司在開發初期還沒有硬體的時候就能使用虛擬的 AI 硬體來開發 AI 軟體，並提早發現一些問題，而這對 AI 系統軟體的開發加速有很大的助益。

「如果要繼續提升我們設計工具的產品性能，我認為 AI 技術是最重要的力量之一。」廖仁億在蘇州舉辦的 AIIA 人工智慧大會演講時表示。

AI 給業務帶來的變化

廖仁億曾問過同事一個問題——「EDA 未來的終極形式是什麼」，對方被他問住了，所以反問了他，而廖仁億的答案是：就是人工智慧。

「如果放在以前，一個通用的晶元就可以解決所有事情，但是在摩爾定律減速之後，不可能用一塊 CPU 每年性能增加多少百分比來完成目標。這個既適用於 AI 公司，也同樣適用於晶元產業。」他告訴機器之心。

作為產業鏈最頂端的晶元巨頭，新思科技敏銳地感受到了「與過去不太一樣的氛圍」。

而現在，由於 AI 技術正在向各個產業終端滲透，不一樣的場景反而將需求倒推給上游，讓晶元設計也必須更有針對性。

「你看 AI 晶元有雲端用的、有訓練用的、有推理用的。你肯定不會用智能音箱的晶元拿來做監控。因此，大量雲端及 AI 技術公司開始受應用驅動來做晶元，這也給了我們 EDA 業務很大的啟發，就是怎麼去面向這群新型 AI 晶元公司，去開發更高效的設計工具。」

以往，為了將設計工具與晶元製造工藝進行更好地結合，以新思科技為代表的企業需要與晶圓流片廠進行緊密合作，以便迅速改進工具來支持先進工藝，進而順應市場。

「像很多我們做一些器件設計或繞線工具，需要根據代工廠的製造工藝進行刻制，而設計規則每一代都是要進行迭代演進的，因此，聯繫必須緊密。」廖仁億強調，

「反而是像 AI 軟體以及 AI 應用離我們比較遠, 基本都是他們已經做了一個應用或場景，現在需要做晶元了，然後找到我們。所以很久之前其實硬體和軟體分的比較開。」

譬如有一個演算法公司找到新思科技，想開發一款 AI 晶元。他們向廖仁億提出的需求和問題都非常直接：我在用 Tensorflow 或其他 AI 架構做好一個應用後，能不能用這個來做晶元？以及能不能很快流片？

「很多 AI 公司不是晶元公司的思維，他們想很快做出晶元，但他們不太懂這個東西。因此這其實也給我們提出了一個問題——我們作為設計工具的人，能不能用更好地方法來支持他們？」

而在這類晶元公司開發晶元的過程中，其思路也與傳統晶元公司有著本質區別：

什麼場景？在最終端用戶上想看到什麼效果？這個效果適合用什麼工具去做才能提升我的開發效率？

「譬如很多 AI 公司的晶元架構與傳統晶元有非常大的區別，為了能夠實現終端效果，他們的產品會有更大規模的 PE 陣列，在繞線以及布局上也更複雜，也給我們帶來了一些新的挑戰與工具設計思路。」

因此，廖仁億說道，現在已不是過去「晶元公司做好晶元再賣給所有人的時代」，而 EDA 產業也需要與時俱進。

EDA 巨頭的發展之道

作為百億 EDA 產業中的領袖級公司，成立至今已經 32 年的新思科技表示不會畏懼一些新入者的挑戰。

「我們的領導地位不是短時間內促成的，我們同樣也面臨很多競爭。」

其實儘管從目前來看，EDA 三巨頭幾乎壟斷了晶元設計工具市場，但是唯有不斷根據市場趨勢不斷迭代和開發新的工具產品，吸收新技術人才，才能維護和鞏固領先的市場地位。

據新思科技 2017 年財報顯示，公司 2017 全球收入達到 27 億美元，而研發費用占收入的比例高達 30%（8.1 億美元）；而 2018 年預計營業額更是達到 31 億美元。

而在人才方面，與很多公司一樣，新思一直通過與高校的緊密合作來尋覓人才。

譬如，從 1996 年首屆中國研究生電子設計競賽舉辦以來，這家晶元公司連續 22 年為比賽提供資金與人力支持；2017 年，新思科技也參與了《《中國集成電路產業人才白皮書（2017-2018）》的制定。

「我們在國內的團隊已經有 1000 多人，但我們非常需要新技術人才，不過因為 EDA 市場的人才太過緊缺，我們正在跟更多高校達成了合作，正在培養針對晶元設計軟體方面的人才。」

「馬雲有句話叫『讓天下沒有難做的生意』，那放在新思科技，可以叫做『怎樣幫助用戶把晶元做的更快更好。

我們受到這個氛圍的感染，持續創新，這才是長久經營之道。」