?本文選自“華大九天：國產替代疊加景氣下游，國產EDA龍頭未來可期（2022）”。華大九天是國內唯一模擬電路全流程?EDA?工具供應商，電路仿真工具支持?5nm?制程。擁有模擬電路全流程?EDA?工具，包括原理圖及版圖編輯工具、電路仿真工具、物理驗證工具、寄生參數提取工具和可靠性分析工具等，致力于為用戶提供從電路到版圖、從設計到驗證的全流程模擬電路設計解決方案。??

具體來看，公司電路仿真工具?ALPS?支持最先進的?5nm?量產工藝制程，處于國際領先水平，其余EDA?工具則支持?28nm?工藝制程。當下，模擬芯片的生命周期較長、對先進工藝制程要求較低，大部分模擬電路芯片產品仍在使用?28nm?及以上的成熟工藝制程，下游芯片設計者更關注性能、可靠性和成本指標，公司的模擬電路設計?EDA?工具系統已經能夠滿足大部分的市場需求。

原理圖和版圖編輯工具?Aether：先進的多工具集成平臺，為用戶提供一站式的高效設計體驗。原理圖和版圖編輯工具主要用于幫助設計者實現符號庫和電路圖的創建和編輯。

電路仿真工具 ALPS ：搭載仿真加速和大規模矩陣智能求解技術，支持世界領先的5nm 制程。電路仿真工具可以模擬電路的功能和實時狀態，而不需要建立實際的電路，進而省去昂貴的實物建立成本。隨著電路規模顯著上升，平衡仿真時間和仿真精度成為電路仿真軟件的核心難點。面對行業痛點，公司創新性地開發了兩大核心技術：

1）CPU-GPU 異構系統的仿真加速技術，該加速技術利用 GPU 更適合進行運算量較大的特征，將仿真算法中的器件計算、矩陣求解交給 GPU，顯著提升仿真效率。

2）大規模矩陣智能求解技術，該技術可以根據電路中不同模塊的矩陣特點，自動選擇最優的矩陣求解算法，顯著提升了矩陣的求解效率。

物理驗證工具?Argus：兩大技術助力創新，大幅縮短設計周期。物理驗證工具主要用于檢查電路設計版圖與制造加工之間的適配性以及版圖設計與電路設計之間的一致性，起到消除設計錯誤、降低設計成本和減少設計失敗的作用。公司的物理驗證工具Argus?主要包括設計規則檢查（DRC）和原理圖版圖一致性檢查（LVS）。一方面，公司在傳統的掃描線技術基礎上，開發了基于邊的掃描線技術和版圖預處理技術兩大核心技術，以提升分析效率；另一方面，Argus?可以無縫集成到原理圖版圖編輯工具?Aether中，形成一站式設計和驗證解決方案。從下游客戶來看，Argus?已經取得了多家先進晶圓廠的認可，現已成功流片超過十億顆。

寄生參數提取工具?RCExplorer：兼顧高速與高精度要求。寄生效應在復雜?IC?設計中會對模型精確性產生顯著影響，寄生參數提取工具能對其進行分析和優化設計。公司寄生參數提取工具RCExplorer?能根據不同的精度要求，在側重速度和側重精度的提取模式之間進行切換，為芯片版圖設計的各個階段，進行準確快速的寄生效應分析，為優化電路性能和可靠性提供支撐。

速度方面，公司自研的電阻網絡快速提取技術通過多種先進的優化算法，對分析對象進行切割、等效簡化，實現大規模版圖電阻網絡的快速提取。

精度方面，公司自研的偏微分方程求解技術，能夠基于邊界元素法的區域分解加速算法、自適應網格劃分算法以及高效的迭代求解算法，實現高精度的寄生參數提取。

數字電路 EDA 實現點工具突破，數字電路設計可分為前端和后端兩部分：前端設計：將設計需求轉化為門級網表電路，主要流程包括規格制定、詳細設計、仿真驗證、邏輯綜合等。后端設計：將門級網表電路轉化為設計版圖，主要流程包括布局布線、寄生參數提取、時序分析優化、版圖物理驗證等。公司數字電路設計 EDA 工具已經涵蓋單元庫/IP 質量驗證工具、高精度時序仿真分析工具、時序功耗優化工具、版圖集成與分析工具、時鐘質量檢視與分析工具和單元庫特征化提取工具，除單元庫特征化提取工具外均已支持 5nm 級別工藝。

單元庫特征化提取工具?Liberal：采用分布式并行調度技術，有效提升仿真效率。標準單元庫是指集成電路設計過程中預先定義好的、特征化的標準模塊的集合，是數字集成電路設計的基礎模塊。

高精度時序仿真分析工具?XTime?：適應先進?5nm?制程，有效提升電路時序分析可靠性。時鐘節拍是數字電路的主要驅動邏輯，而時序直接影響到芯片的功能實現和性能發揮，因此時序分析是設計流程中的關鍵一步。

時序功耗優化工具?XTop：依托三大核心技術，提供一站式時序功耗優化解決方案。時序和功耗是數字電路設計最重要的兩大性能指標，設計者需要通過技術手段進行優化和改進。依托三大核心技術，公司的?XTop?可以針對先進工藝、大規模設計和多工作場景的時序功耗優化任務，提供一站式解決方案。

版圖集成與分析工具?Skipper：高效的一站式版圖集成與分析解決方案。隨著芯片集成度與規模顯著上升，芯片的版圖數據隨之劇增，常規的版圖查看和編輯工具難以適應超大規模的讀取和分析。

開拓晶圓制造類 EDA 業務，打造芯片設計制造的全方位解決方案。公司現有晶圓制造 EDA 工具包括器件模型提取工具、存儲器編譯器開發工具、單元庫特征化提取工具、單元庫/IP 質量驗證工具、版圖集成與分析工具等。伴隨公司數字電路 EDA 工具研發投入的增加和研發速度的加快，晶圓制造 EDA 工具有望獲得協同發展，覆蓋更多制造流程，開拓更為廣闊的市場。

器件模型提取工具?XModel：采用器件模型參數擬合技術，實現高效的模型擬合。器件模型是涉及工藝器件功能與性能的具體參數，精確描述器件電流電壓關系，為電路仿真提供依據。工藝發展帶動器件模型復雜度提升，高效的參數擬合技術成為應對器件提取難題的關鍵。

存儲器編譯器開發工具?SMCB：一站式儲存器編譯器開發方案。存儲器編譯器是用來生成不同容量儲存器和相關數據文件的基礎?IP，由晶圓廠提供給設計方。公司的存儲器編譯器開發工具?SMCB能提供電路拼接、版圖拼接、特征化提取及?IP?發布等功能，形成了發布多工藝、多類型儲存器編譯器的一站式解決方案。

從整個產業鏈來看，EDA?產品開發模式為鐵三角模式，EDA?的進步背后是整個產業鏈能力的提升。在這個三角中，第一個頂點為?EDA?廠商，其為?Fabless?提供支持；第二個頂點是?Foundry廠商，通過?Foundry?廠在工藝文件、工藝參數（PDK）上的支持，EDA?廠商才能將設計出的曲線與實際流片曲線進行擬合，吻合度越好說明工具越成熟；第三個頂點是?Fabless，其是?EDA?工具的主要使用者，EDA?的研發重點在于解決設計過程中遇到的問題，而新的問題來源都是新工藝和復雜設計，Fabless?廠商復雜設計的演進會帶給?EDA?廠商新的機會和改進空間。

編輯：黃飛

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