（Source：www.perceptionsoftware.com）
整合接軌成關鍵
【撰文／姚嘉洋】
近年來，EDA業者都認定驗證流程是相當重要的市場，
理由在於眾家晶片業者所投入的成本也愈來愈高，
背後的原因在於IP授權業者的興起，
再加上先進製程的緣故所導致。
過往在晶片開發上，晶片業者為了能與其他競爭對手抗衡，甚至是超前，在自有技術與矽IP的開發上，一直都投入相當大的心力與資源，但製程不斷向前推移，為了確保良率與因應晶片推出時程的壓力，晶片業者無法兼顧自有IP的研發，所以ARM與Imagination等IP授權業者的趁勢而起，多少也解決了晶片業者在自有IP研發上的困境。
但衍生的另一個問題在於，正因為系統單晶片內部IP有不少是透過IP授權業者取得，不論是在品質或穩定性，相對不易掌握，所以晶片開發後期的驗證流程上，所花費的時間與成本就增加許多，其最終目的，還是希望在進入光罩程序後，能一次到位，避免不必要的開發成本出現。所以EDA三大業者在這幾年的市場重心之一，都是放在驗證流程上。
另一方面，除了與IP授權業者保持密切合作外，與主要的晶圓代工業者配合，也是必要的策略之一，只要能取得晶圓代工業者在製程上的認證，在晶片設計公司的眼中而言，對EDA業者們就是一種加分效果。所以廣泛來看，IP授權、EDA與晶圓代工三方之間的緊密合作關係，在這幾年可說是業界的常態。
驗證只是概念 無縫接軌的平台才是關鍵
談到驗證領域，Cadence亞太區系統解決方案架構師暨驗證平台總監張永專說，其概念就是從輸入訊號之後，來觀察輸出端的表現是否符合工程師的期待而已。不論是仿真（Emulation）、模擬（Simulation）或是原型建造（Prototyping）等，它們都是屬於驗證方法的一種而已，只是依其功能的不同，會給予使用者不同的圖表似參考之用，以原型建造為例，它就是偏重後端軟硬體整合的驗證工具為主，所以嚴格來說，使用者不太可能使用同一套工具來滿足所有驗證需求。
圖1
驗證成了EDA業者近年來十分重視的市場，如何提供友善的環境與工具，成了大廠們所思考的重點。（Source：明導國際）
明導國際亞太區技術總監李潤華指出，不論是模擬、仿真或是原型建造等，就明導國際的立場，是希望提供單一平台（亦或是環境）給客戶，舉例來說，近年來，業界在驗證流程已經開始出現統一協定：UVM （Universal Verification Methodology），三大EDA業者皆可以支援，但明導的工具可以協助客戶在無需轉換的情況下，就可以與UVM無縫接軌。反之新思科技的產品，在部份的格式不相容的情況下，就仍需要有格式轉換的工作，而這樣的情形也容易出現資料缺漏的情況。
呼應了李潤華的看法，Cadence執行副總裁暨系統與驗證事業群總經理黃小立博士似乎也頗為認同，黃小立博士認為，驗證本身就是一個相對複雜的流程，各家業者都在開發不錯的工具，問題是，彼此之間如何無縫連結，倘若無法連結，資訊溝通上就會產生一定程度的差距。另一方面，晶片驗證用硬體仿真跟原型建造的方式來處理，就會產生不同的RTL（Register-Transfer Level），在不停地來回修正之下，只會造成更多不必要的BUG，即便採用對應的工具來進行驗證，在生成RTL之後，在進行整合時，就是會有問題產生，所以解決RTL的整合問題，成了EDA業者們的共同考驗，而Cadence早在幾年前就已經著手處理相關課題，近期也看到其他的EDA業者們，在因應相同的課題。
所謂的驗證只是一種概念，
它其實包含很多方法，像是模擬、仿真，
都是屬於驗證的方法之一，
而關鍵在於如何將這些工具有效加以整合？
張永專表示，就Cadence在驗證方面的工具組，依其不同的設計流程，會提供對應的工具，一般來說，從最底層的IP驗證，就需要先經過形式驗證（Formal Verification）、模擬與加速/仿真（Acceleration/Emulation）等三道程序，其後是原型建造與軟體驗證等程序，但僅有這些流程的相關工具還不夠，如黃小立博士與XXX所言，提供單一平台或是環境，將這些工具加以串聯，有其必要性，所以Cadence有Indago與vManager等工具各自協助前述所提到的流程，扮演除錯與管理之責。
軟硬整合只求速度提升
李潤華進一步談到，軟硬體共同驗證，其處理的速度就要夠快，考量硬體驗證方案需要耗費大量電力與極佔面積的情況下，明導在相關方案的作法，採用虛擬化的概念，與一線的IT業者相同，提供類似於伺服器的硬體機箱與模組化板卡，可以進行抽換，同時採用氣冷式架構，在散熱能力上能有較佳的表現，所以也能省下不少電費，對於晶片設計業者來說，營運成本也是相當重要的一環，在這方面，明導的表現算相當不錯。同樣的，在原型建造領域也是秉持軟硬整合的概念，如新思科技可說是代表之一。
Design Rule確認 亦是箇中關鍵
除了驗證之外，先前已經提到，EDA工具若能取得晶圓代工業者的內部認證，對於EDA業者，有直接的加分作用。
李潤華直言，不論是在哪個製程節點，明導國際的Calibre都是最早導入台積電的，在先進製程上，像是線寬線距的調整或是雙重曝光等這類的問題，都必須用Design Rule（設計規則）來加以描繪，不過並不是每一代的製程節點都適用，只要Calibre工具完成驗證，才能交由客戶進行新一代製程產品的設計。所以嚴格來說，Design Rule的制定某種程度上可以視為該製程節點的標準程序，因此，即便是IP授權業者，也需要對應的Design Rule，如此一來，其IP方案才能順利導入晶圓代工業者的先進製程，簡言之，在先進製程的Design Rule尚未定案之前，IP方案是無法發揮作用的。也因此，即便是競爭對手的新思科技與Cadence的IP團隊，都必須要與明導國際有適當地配合，才能與台積電的先進製程無縫接軌。
圖2 引進先進製程後，若要讓晶片良率有所提升，Design Rule與設計流程的重要性不言可喻。（Source：www.wikiwand.com）
結論
可以確定的是，EDA三大業者努力耕耘驗證領域，或多或少都已經明白，單一工具雖然有其重要性，但各種工具之間的整合與接軌也是極為重要的一環。另一方面，在IP導入晶圓代工業者的先進製程前，Design Rule亦有其舉足輕重的地位，從這一點來看，即便是競爭關係的EDA業者們，也必須採取合作，以確保與晶圓代工業者之間的伙伴關係。未來在合作大於競爭已經成為唯一的生存法則的情況下，未來EDA市場的發展，值得繼續留意。
【全文刊載於《CTIMES雜誌》2015年10月號】-- CTIMES粉絲團】
