全球RISC-V芯片出貨量已突破百億,其開源、免費(fèi)的特性及“樂高式”模塊化設(shè)計(jì)賦予開發(fā)者前所未有的自由,可靈活組合指令集,打造從物聯(lián)網(wǎng)到AI加速器的全場景芯片。吸引了全球眾多企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)和開發(fā)者的參與,中國更是坐擁最大應(yīng)用市場和最活躍的開發(fā)者社區(qū),推動該架構(gòu)強(qiáng)勢崛起。
然而,國內(nèi)RISC-V發(fā)展的關(guān)鍵瓶頸已然顯現(xiàn)——電子設(shè)計(jì)自動化(EDA)工具的缺失。正如芯華章科技技術(shù)總監(jiān)所言:“RISC-V開啟了芯片設(shè)計(jì)的定制化時代,但我們的EDA工具仍停留在流水線階段?!?/p>
這種工具能力與架構(gòu)潛力之間的巨大鴻溝,揭示了問題的核心。它要求從封閉的單向流程轉(zhuǎn)向開放的協(xié)同生態(tài),從對標(biāo)準(zhǔn)工藝的被動適配轉(zhuǎn)向?qū)Χㄖ茍鼍暗闹鲃觾?yōu)化,從單點(diǎn)技術(shù)的零散突破轉(zhuǎn)向全系統(tǒng)層面的深度創(chuàng)新。
破局需提升四大核心能力
RISC-V架構(gòu)的模塊化特征,即基礎(chǔ)指令集與擴(kuò)展指令的組合模式,對EDA工具提出了多維度的技術(shù)要求。
其一,需高效支持用戶自定義指令(Custom Instructions)的開發(fā),以及微架構(gòu)優(yōu)化的快速驗(yàn)證與落地實(shí)現(xiàn);其二,面對碎片化配置引發(fā)的驗(yàn)證空間爆炸問題,工具鏈需具備處理海量組合場景的能力,涵蓋不同擴(kuò)展指令集的組合驗(yàn)證、多核一致性驗(yàn)證等復(fù)雜場景;其三,編譯器、操作系統(tǒng)與硬件的深度協(xié)同優(yōu)化,依賴EDA工具提供高效的虛擬原型(Virtual Prototype)及早期性能分析能力,以支撐全系統(tǒng)層面的設(shè)計(jì)迭代;其四,從物聯(lián)網(wǎng)到數(shù)據(jù)中心的全場景應(yīng)用中,芯片內(nèi)建安全機(jī)制(如內(nèi)存加密、信任根等)的需求日益凸顯,要求 EDA 工具支持安全架構(gòu)的自動化設(shè)計(jì)與驗(yàn)證流程。
基于上述需求,國內(nèi)EDA廠商需重點(diǎn)提升四大核心能力。
從產(chǎn)業(yè)價值而言,全流程自主工具鏈?zhǔn)菙[脫對外依賴、保障 RISC-V生態(tài)自主可控的核心支柱。只有實(shí)現(xiàn)從RTL設(shè)計(jì)、功能驗(yàn)證、物理實(shí)現(xiàn)到簽核的全流程工具自主可控,才能避免在RISC-V芯片設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)受制于外部工具壁壘,確保定制化創(chuàng)新的自由度與安全性。
在提升RISC-V專用增強(qiáng)能力上,國內(nèi)EDA工具要突出針對性。要能自動完成自定義指令的識別、RTL生成及編譯器集成,加快算法到硬件的轉(zhuǎn)化;要有類似Codasip Studio的國產(chǎn)可配置處理器生成平臺,實(shí)現(xiàn) “勾選式” 生成RISC-V SoC,降低設(shè)計(jì)門檻;還要搭建異構(gòu)計(jì)算驗(yàn)證平臺,解決RISC-V核與GPU、AI加速器的協(xié)同仿真及跨域通信問題。
系統(tǒng)級設(shè)計(jì)能力的強(qiáng)化,需重點(diǎn)構(gòu)建兩大核心技術(shù)支撐:一方面,需打造基于QEMU/SystemC的虛擬原型開發(fā)環(huán)境,通過早期建模實(shí)現(xiàn)軟件調(diào)試流程的前置化,例如借鑒龍芯LoongArch架構(gòu)的虛擬化經(jīng)驗(yàn),支持在Linux系統(tǒng)啟動前完成80%以上的軟件調(diào)試工作,大幅縮短軟硬協(xié)同開發(fā)周期;另一方面,需具備RTL階段的功耗與性能預(yù)測能力,參考Ansys PowerArtist等工具的技術(shù)路徑,實(shí)現(xiàn)芯片PPA(性能、功耗、面積)指標(biāo)的精準(zhǔn)預(yù)判,從而減少后端設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的迭代次數(shù),提升整體設(shè)計(jì)效率。
生態(tài)協(xié)同能力的提升,關(guān)鍵在于構(gòu)建開放的接口標(biāo)準(zhǔn)。需打造具備國產(chǎn)自主特性的開放API(如Python/TCL接口),通過標(biāo)準(zhǔn)化的接口設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)與主流生態(tài)的兼容互通,既能夠無縫集成KLayout、OpenROAD等開源EDA工具,也能為第三方開發(fā)者提供靈活的二次開發(fā)基礎(chǔ),從而打破工具間的壁壘,形成協(xié)同高效的生態(tài)體系。
事實(shí)上,國內(nèi)EDA廠商在RISC-V領(lǐng)域已有不少進(jìn)展。合見工軟的驗(yàn)證系統(tǒng)支撐了“香山”等RISC-V處理器的高效驗(yàn)證,實(shí)現(xiàn)多核系統(tǒng)快速調(diào)試,還推出新一代工具提升早期設(shè)計(jì)效率;湯谷智能研發(fā)出AI驅(qū)動的前端設(shè)計(jì)驗(yàn)證工具,構(gòu)建了覆蓋從RTL到版圖的全流程工具鏈,其原型驗(yàn)證產(chǎn)品支持大規(guī)模設(shè)計(jì),并參與建設(shè)開源芯片服務(wù)平臺;芯華章的驗(yàn)證平臺在RISC-V處理器驗(yàn)證中提升了調(diào)試能力和效率;思爾芯則通過IP評測助力RISC-V生態(tài)建設(shè)。
這些成果都為為國內(nèi)RISC-V芯片設(shè)計(jì)提供了實(shí)用工具支持。
并購整合打破“小而散”格局
近期,新思科技以350億美元完成對仿真EDA公司Ansys的收購,這一并購對RISC-V發(fā)展意義重大。
收購前,新思科技在RISC-V領(lǐng)域已有布局,而Ansys在仿真與分析產(chǎn)品組合方面優(yōu)勢顯著。收購?fù)瓿珊?,雙方優(yōu)勢融合,加速補(bǔ)全RISC-V設(shè)計(jì)全流程工具鏈。例如,在架構(gòu)仿真環(huán)節(jié),利用Ansys的多物理場仿真技術(shù),能讓開發(fā)者更精準(zhǔn)地模擬RISC-V架構(gòu)在不同場景下的性能表現(xiàn),提前優(yōu)化設(shè)計(jì);在硬件驗(yàn)證階段,結(jié)合新思科技原有的驗(yàn)證工具與Ansys的分析能力,可高效檢測出硬件設(shè)計(jì)中的潛在問題,大幅提升從架構(gòu)仿真到硬件驗(yàn)證的效率。
同時,新思科技積極將收購來的技術(shù)與自身生態(tài)及開源社區(qū)深度協(xié)同。新思科技擁有龐大的客戶群體和完善的生態(tài)體系,通過將Ansys技術(shù)融入其中,能為RISC-V開發(fā)者提供更全面、便捷的開發(fā)環(huán)境,降低使用門檻。在開源社區(qū)方面,新思科技會基于收購技術(shù),開發(fā)適配RISC-V開源社區(qū)的工具插件或模塊,促進(jìn)社區(qū)內(nèi)開發(fā)者交流與合作,加速RISC-V芯片在嵌入式、高性能計(jì)算等場景的落地,推動全球RISC-V生態(tài)從技術(shù)探索邁向產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的新階段。
2025年上半年,國內(nèi)EDA行業(yè)也同樣在延續(xù)近年來的整合趨勢,加速技術(shù)整合、拓展產(chǎn)品線、提升綜合競爭力的戰(zhàn)略方向,為RSIC-V的規(guī)模化應(yīng)用保駕護(hù)航。
在RISC-V領(lǐng)域,驗(yàn)證環(huán)節(jié)尤其是硬件加速驗(yàn)證,是國內(nèi)全流程EDA廠商亟待攻克的關(guān)鍵領(lǐng)域。思爾芯在這方面技術(shù)底蘊(yùn)深厚,其產(chǎn)品能顯著提升芯片驗(yàn)證的效率與精度,足以應(yīng)對復(fù)雜芯片設(shè)計(jì)的嚴(yán)苛要求。
2025年,概倫電子以現(xiàn)金加股權(quán)的方式,完成了對思爾芯(S2C)的100%收購。此前,概倫電子在SPICE仿真器(NanoSpice)、良率分析(Yield Explorer)、建模與測試(BSIMProPlus)等點(diǎn)工具上實(shí)力強(qiáng)勁,但在驗(yàn)證環(huán)節(jié)稍顯薄弱。而思爾芯在FPGA原型驗(yàn)證和硬件加速仿真領(lǐng)域處于全球領(lǐng)先,在中國市場份額頗高。此次收購,極大地增強(qiáng)了概倫電子在數(shù)字電路設(shè)計(jì)和驗(yàn)證后端的能力,補(bǔ)齊了產(chǎn)品線短板,在RISC-V處理器設(shè)計(jì)中,可借助思爾芯技術(shù)加速驗(yàn)證流程,快速排查設(shè)計(jì)漏洞,確保指令集擴(kuò)展、多核架構(gòu)協(xié)同等關(guān)鍵設(shè)計(jì)的正確性,助力RISC-V芯片高效迭代。
國內(nèi)廠商也將目光投向海外,尋求優(yōu)質(zhì)資產(chǎn)并購以提升技術(shù)實(shí)力。2025年3月,專注芯片分析(逆向工程/ IP分析)和設(shè)計(jì)服務(wù)的芯愿景,收購了一家海外EDA公司的特定點(diǎn)工具資產(chǎn)組合。芯愿景意在補(bǔ)充芯片分析服務(wù)所需的核心EDA技術(shù)棧,提升技術(shù)壁壘與自動化能力。RISC-V 生態(tài)發(fā)展迅速,對芯片分析技術(shù)要求漸高,獲取這些特定點(diǎn)工具技術(shù)后,芯愿景有望將服務(wù)能力向RISC-V芯片正向設(shè)計(jì)支持延伸,或拓展至更專業(yè)的分析領(lǐng)域,如精準(zhǔn)解析RISC-V定制指令集在芯片中的運(yùn)行邏輯,為RISC-V芯片優(yōu)化設(shè)計(jì)、提高性能可靠性提供關(guān)鍵技術(shù)支撐 。
備受矚目的華大九天收購芯和半導(dǎo)體科技(上海)股份有限公司控股權(quán)案,雖然已于7月9日宣告終止,但華大九天在并購整合及產(chǎn)業(yè)投資方面的布局仍在持續(xù)推進(jìn)。上市以來,公司已收購芯達(dá)芯片科技有限公司,投資了上海阿卡思電子技術(shù)有限公司等多家企業(yè),并攜手專業(yè)投資機(jī)構(gòu)共同設(shè)立了兩只產(chǎn)業(yè)基金。
芯和半導(dǎo)體同樣是一家優(yōu)秀的專注于EDA軟件工具研發(fā)的高新技術(shù)企業(yè),在射頻、高速、多物理場仿真等領(lǐng)域技術(shù)優(yōu)勢顯著,其開發(fā)的多物理引擎技術(shù),能提供從芯片到整機(jī)系統(tǒng)的全棧集成系統(tǒng)EDA解決方案,支持Chiplet先進(jìn)封裝。
從國內(nèi)EDA公司上半年的并購動態(tài)中,可清晰洞察行業(yè)發(fā)展的深層趨勢與核心訴求:EDA企業(yè)完善業(yè)務(wù)布局的迫切性。當(dāng)前國內(nèi)EDA行業(yè)雖企業(yè)數(shù)量眾多,但營收規(guī)模過億元的主體較少,整體呈現(xiàn)“小而散”的格局。通過并購整合,企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)技術(shù)、人才與市場資源的高效協(xié)同,打破分散化發(fā)展的瓶頸;更重要的是,這種整合推動產(chǎn)業(yè)鏈加速構(gòu)建自主可控的工具生態(tài)聯(lián)盟,減少對單一外部工具的依賴,為中國RISC-V芯片從架構(gòu)創(chuàng)新走向規(guī)?;涞睾粚?shí)工具鏈根基,助力其在定制化指令開發(fā)、多核驗(yàn)證等關(guān)鍵環(huán)節(jié)形成自主可控的技術(shù)閉環(huán)。