在0.25um及以上工藝階段,芯片只是系統(tǒng)和子系統(tǒng)的組成元件。芯片設(shè)計(jì)師無(wú)需考慮架構(gòu)問(wèn)題。隨著深亞微米和納米工藝的出現(xiàn),將整個(gè)系統(tǒng)整合在單芯片上成為可能。這意味著晶片設(shè)計(jì)師現(xiàn)在必須考慮架構(gòu)問(wèn)題。而傳統(tǒng)的EDA綜合器和布局、布線工具已經(jīng)很難實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)者的要求。這些EDA工具不能有效地解決互連延時(shí),串?dāng)_噪聲或其它的工藝影響。
2002年,半導(dǎo)體技術(shù)開(kāi)始支持0.13微米特征尺寸。對(duì)光刻膠上電路圖形曝光所需的光源波長(zhǎng)要小于可見(jiàn)光,因此制造商使用 RET(中間掩模增強(qiáng)技術(shù))和 OPC(光學(xué)鄰近效應(yīng)校正)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)所需的線條銳度,因而要求EDA工具用新的或增強(qiáng)的DFM(可制造性設(shè)計(jì))工具支持新的制造方法。較小晶體管幾何圖形帶來(lái)的其他許多后果,對(duì)設(shè)計(jì)方法產(chǎn)生了更大的影響。因此物理綜合代替了邏輯綜合。物理綜合工具要與布局布線工具協(xié)同工作,以確定電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。另外,當(dāng)IC設(shè)計(jì)由主流的0.18和0.13um向90和65nm發(fā)展,驗(yàn)證百萬(wàn)門、千萬(wàn)門IC設(shè)計(jì)的時(shí)序和邏輯成為設(shè)計(jì)行業(yè)的最大挑戰(zhàn)之一。因此,必須采用新的方法來(lái)改變傳統(tǒng)EDA的瓶頸。
EDA市場(chǎng)增長(zhǎng)一再放緩,希望則寄托在ESL與DFM上。EDA業(yè)界三大巨頭Synopsys、Cadence和Mentor,以及其他許多公司預(yù)計(jì)都將在2005年推出ESL新工具?深A(yù)見(jiàn),2005~2006年,EDA行業(yè)的新增長(zhǎng)點(diǎn)將體現(xiàn)在ESL(電子系統(tǒng)級(jí))和DFM(可制造性)設(shè)計(jì)領(lǐng)域。
ESL設(shè)計(jì)
ESL一般指允許設(shè)計(jì)師在用RTL代碼實(shí)現(xiàn)架構(gòu)之前探測(cè)和驗(yàn)證架構(gòu)的工具。十年前ESL工具一度成為EDA產(chǎn)業(yè)的焦點(diǎn),但由於相關(guān)技術(shù)無(wú)法配合而漸被淡化。由於深亞微米和奈米時(shí)代的來(lái)臨,ESL工具的需求將受到重視。十年來(lái),某些EDA供應(yīng)商一直試圖銷售這種產(chǎn)品,但由於缺乏系統(tǒng)級(jí)驗(yàn)證工具和標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言,ESL工具市場(chǎng)受到很大的限制。根據(jù)EDA聯(lián)盟的統(tǒng)計(jì),ESL工具約占2004年第一季度EDA總收入的4%。但許多觀察家相信,隨著芯片設(shè)計(jì)師轉(zhuǎn)向90nm工藝技術(shù)并開(kāi)發(fā)1億門規(guī)模的芯片,ESL的市場(chǎng)份額將迅速上升。
Dataquest公司定義了三大ESL市場(chǎng):設(shè)計(jì)和仿真、行為綜合以及測(cè)試和驗(yàn)證。Dataquest表示,ESL測(cè)試與驗(yàn)證市場(chǎng)將一馬當(dāng)先,到2007年達(dá)到2.7億美元的年收入。ESL設(shè)計(jì)與仿真市場(chǎng)預(yù)計(jì)到2007年將達(dá)到1.68億美元。促進(jìn)兩大市場(chǎng)增長(zhǎng)的一個(gè)積極因素是SystemC已經(jīng)被普遍接受為用于建模和驗(yàn)證的標(biāo)準(zhǔn)ESL語(yǔ)言。
今天,ESL工具的最大推動(dòng)者仍是那些中小型EDA供應(yīng)商,如CoWare、Summit、Forte、 Celoxica、AccelChip和Verisity等。2004年產(chǎn)生了真實(shí)的ESL產(chǎn)品。設(shè)計(jì)復(fù)雜性的提高,使業(yè)界早就關(guān)注從系統(tǒng)級(jí)入手設(shè)計(jì)IC產(chǎn)品,ESL設(shè)計(jì)使這個(gè)夢(mèng)想成為現(xiàn)實(shí)。ESL工具能夠在系統(tǒng)級(jí)上考慮功耗,可編程性,成品率等多種問(wèn)題。預(yù)計(jì)ESL工具至2009年達(dá)到與RTL類工具持平。
DFM設(shè)計(jì)
隨著工藝尺寸比光波長(zhǎng)還小,MFD(測(cè)試性制造)的概念開(kāi)始引起業(yè)界的廣泛關(guān)注,制造端的反饋數(shù)據(jù)成為保證高成品率的一個(gè)關(guān)鍵因素,而從EDA廠商的角度來(lái)看,提供功能更強(qiáng)大的DFM即將成為推動(dòng)EDA發(fā)展的一個(gè)主要因素。DFM意味著統(tǒng)一地描述芯片設(shè)計(jì)中的規(guī)則、工具和方法,從而更好地控制集成電路向物理晶圓的復(fù)制,通過(guò)促進(jìn)成品率的高效低成本快速提升、可預(yù)測(cè)的制造過(guò)程、具有競(jìng)爭(zhēng)力的設(shè)計(jì),使得從設(shè)計(jì)到晶圓整個(gè)流程的收益最大化。同時(shí),ASIC、ASSP、PLD/FPGA力量的不斷變化對(duì)EDA產(chǎn)業(yè)將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響,平臺(tái)設(shè)計(jì)的方式開(kāi)始成為電子工業(yè)廣泛適用的趨勢(shì)。
中國(guó)EDA應(yīng)用現(xiàn)狀
消費(fèi)電子的持續(xù)繁榮將是EDA發(fā)展的一個(gè)重要推動(dòng)力。無(wú)線技術(shù)革命亦然,特別是當(dāng)我們升級(jí)到下一代電話產(chǎn)品時(shí)。另一個(gè)巨大的增長(zhǎng)領(lǐng)域很可能是汽車電子技術(shù)。對(duì)那些正在為滿足未來(lái)需求做準(zhǔn)備的EDA公司來(lái)說(shuō),汽車市場(chǎng)代表著一個(gè)具極大潛力的領(lǐng)域。就ASIC技術(shù)而言,像Wi-Fi技術(shù)、超寬帶、RFID和智能卡這樣的東西將增加前沿EDA設(shè)計(jì)工具的需求量。
中國(guó)市場(chǎng)對(duì)電子產(chǎn)品的需求是巨大的,而這些電子產(chǎn)品是需要EDA工具來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的。在中國(guó),既有跨國(guó)公司,也有本土公司和新興企業(yè),他們都對(duì)EDA工具有很大的需求潛力。隨著歐美、日本等企業(yè)投下巨資到中國(guó)系統(tǒng)制造、晶圓加工和電子設(shè)計(jì)業(yè),他們都需要為他們的中國(guó)分支機(jī)構(gòu)部署EDA產(chǎn)品。隨著設(shè)計(jì)工藝進(jìn)步,中國(guó)IC設(shè)計(jì)工具中物理設(shè)計(jì)工具,包括電路設(shè)計(jì)和版圖設(shè)計(jì)工具的數(shù)量和比例也將增加。此外,許多原本主要從事PCB生產(chǎn)的中國(guó)本地公司現(xiàn)在也開(kāi)始做設(shè)計(jì),因此他們也將需要越來(lái)越多的EDA工具。中國(guó)EDA市場(chǎng)的迅猛發(fā)展并得到更多的EDA工具供應(yīng)商的關(guān)注。
中國(guó)EDA市場(chǎng)趨于成熟,不過(guò)大部分設(shè)計(jì)工程師面向的是PC主板和小型ASIC領(lǐng)域,僅有小部分的設(shè)計(jì)人員工發(fā)復(fù)雜的SoC器件。國(guó)內(nèi)IC設(shè)計(jì)公司目前的規(guī)模一般不大,在購(gòu)買EDA軟件上資金不足。另一方面,中國(guó)IC設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)人才非常缺乏,人員培訓(xùn)是一個(gè)重要問(wèn)題。主要原因是自身技術(shù)落后,但另一原因得歸咎于國(guó)外EDA供應(yīng)商在技術(shù)層面上對(duì)國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)公司的支持不足。這些不足主要表現(xiàn)為:缺少EDA設(shè)計(jì)技術(shù)培訓(xùn);缺少中文的EDA技術(shù)信息,不利于中國(guó)IC設(shè)計(jì)工程師的學(xué)習(xí)和提高;EDA工具供應(yīng)商在中國(guó)的技術(shù)中心少,用戶的設(shè)計(jì)困難不能得到及時(shí)的解決。目前,以政府和企業(yè)組織的EDA技術(shù)培訓(xùn)中心開(kāi)始出現(xiàn),EDA供應(yīng)商與中國(guó)大學(xué)合作培養(yǎng)IC專業(yè)人才,并組織各種EDA技術(shù)研討會(huì)進(jìn)行技術(shù)交流。
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