芯片签核工具为何难以替代？需整个产业链的突破。（强烈推荐）

微 信中聊到，有人竟然请朋友（开发过eco工具）帮忙开发pr工具。这是对pr工具有什么误会吗？pr算法一直是两大EDA公司的看家本领，核心机密。pr算法的好坏太容易判断了。拿一个极限的设计，比如高频cpu，哪个跑出来ppa好，那么哪个算法就好。评判标准简单，这就导致了除了优化pr算法外，没什么可以玩的花样。如今，这个市场上只有synopsys和cadence两家了。目前国内有公司已经开始在这方面发力了，不过距离真正商还早。

今天我们不细聊pr工具，聊一聊签核（signoff）工具。从算法上，签核工具开发难度比pr工具低，毕竟，不需要考虑太多物理层面的东西。但是，要替代他们，难度却更高，特别是时序签核工具。要在EDA上实现国产替代，签核工具才是最大的boss。

芯片签核工具主要包含IR分析签核工具，时序分析签核工具，物理验证签核工具。

各大公司对于更换设计实现的工具通常持开放态度，哪家的效果好，就愿意用哪家的。但是对于签核工具的更换，则非常谨慎。毕竟，这是最后一道工序。

IR电压降分析目前用得最多的是Redhawk以及Voltus。随着工艺尺寸越来越小，IR对于芯片的影响越来越大。

难点在于动态电压降，这个和仿真的pattern有很大的关系。因此，要获得非常准确的电压降的数据，是非常难的。究竟是vectorless还是vcd的分析方法，哪个更准确，也有争议。

物理验证工具，主流为Mentor的Calibre。物理验证工具，主要是对gds里面的各种图形，按照foundry给的rule进行检查。输入数据比较纯粹，最后再把违例报告出来。因此，这个工具应该说是在签核工具中最容易被替代的。Synopsys也搞了个工具，也还是有不少公司在用了。相同的图形，相同的rule，那么最后能把违例都能检查出来就可以了。因此，如果进行国产替代的话，物理验证可能是最先被替代的产品。话虽如此，先进工艺的各种图形检查数以万计，开发这样的工具也需要大量的人力物力的投入。另外，由于foundry提供的rule是用SVRF或者TVF格式，SVRF也是Mentor提供的标准，如果使用的话是否还需要Mentor的授权？

下面介绍最难被替代的EDA工具，时序签核工具。目前主流是Synopsys的PrimeTime以及Cadence的Tempus。Tempus是后起之秀，而PrimeTime一直以来就是业内的标准。

我们知道，很多大公司并不希望EDA公司一家独大，因此，他们多少会同时选择多家EDA公司的工具，引入竞争。PrimeTime除外。几年之前，STA签核，所有公司只认PrimeTime。随着工艺的演进，Cadence发力先进工艺。其工具Tempus也得到了行业老大台积电的认证。据说Tempus也已经有很多公司使用进行最后的STA signoff了。

不过，从PrimeTime中抢占市场份额并不容易。Cadence目前的做法是，买PR工具，送Tempus，或者换个说法，打包价。你不是不想用吗？免费的用不？有些客户本来想用PrimeTime，不过看到手头有了Tempus的license，primeTime又贵，何况Tempus也得到了foundry的认可，那就试试吧。Cadence其实也是借了Innovus的光，趁着ICCII还不成熟，Innovus大杀四方的时候，打包出售Tempus。不然，Tempus的首批用户可能很难找到。

foundry其实也不希望PrimeTime一家独大。不然，也容易被一家公司卡脖子。这也是他们会同时与多家EDA公司进行合作的原因。

对于EDA的客户，小公司和大公司考虑的方式不太一样。大公司需要采取一定的平衡策略。采众家之所长。而且不希望EDA公司一家独大，自己失去议价能力。小公司则更倾向于选择风险最小的产品。这也是为什么小公司更多地采用PrimeTime的原因。相对来说，Tempus更难打入小公司市场。

Tempus正是靠捆绑销售，半买半送等策略加上foundry的支持，才在先进制程上得到了一定的市场份额。但是在成熟工艺，foundry厂并不愿意再进行研发投入。

PrimeTime的地位是建立在数十年无数颗芯片，每年上千亿美元的芯片的检验基础上的。这个护城河够深吧。

后来者如果想和PrimeTime竞争，需要foundry的支持，客户的认可。当工艺开发完毕后，foundry会将精力投入到下一个节点的开发。基本上不会对原有工艺投入人力。因此，foundry的支持很难。客户呢？由于流片费用高昂，而STA签核工具是时序检查的最后一道关口，因此并不愿意冒险采用新的工具。

有人可能会想，我可以用新工具进行检查，最后再用PrimeTime进行double check。我们可以设想，如果PrimeTime和Tempus检查出timing有一些小的偏差，那么你是修还是不修呢？如果修，那么你怎么敢在下一个芯片不用PrimeTime。因此，同时用两个signoff工具检查毫无意义。

换掉签核工具，首先必须有大客户无条件信任，然后再拿出量产数据。小批量的数据没有意义。而大批量的芯片，哪家公司愿意冒这个风险呢？

后来者可以拿出和report和spice仿真之间的差异。差异足够小，至少不能比PrimeTime差，这已经很难了。后来者还要说服客户，自己的tool和PrimeTime的差异是可以忽略的。这是更难的一步。尽管Tempus已经有一些客户进行时序签核，但是仍然有很多客户固守PrimeTime。可见，让客户改变签核工具，是非常困难的。

芯片不仅产业链长，而且各个环节之间往往相互耦合。签核工具要和客户，foundry长期磨合，改进。合作程度非常深。如果要进行替代，必须相关foundry，客户共同协作。这就需要整个国产芯片产业链共同协作进步。如果寄希望于单点突破，则非常困难。

可以这样理解，国产签核工具完成替代之时，就是国产芯片产业链崛起之时。