华大九天余涵:以Q-EDA为底座,抢占后摩尔时代量子科技制高点

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5月29日,在第十届集微大会同期举办的“EDA IP工业软件”论坛上,华大九天高级总监余涵发表题为《超越摩尔——国产Q-EDA全流程系统赋能下一代量子计算》的演讲,这也是国内EDA企业首次在公开场合,系统性阐述在量子计算领域的探索与思路。

余涵首先从宏观层面介绍了量子科技的战略意义。他指出,量子科技已站上国家战略高地。在“十五五”规划建议中,量子科技已被列为六大未来产业之首。这意味着,量子科技已不再是实验室里的阳春白雪,而是国家核心竞争力的关键组成部分。

随后,余涵从集成电路产业发展的视角,指出了发展量子计算的重要意义。余涵表示,面对摩尔定律的放缓,业界正在通过“延续摩尔”(先进工艺与封装)、“优化摩尔”(AI赋能设计)和“超越摩尔”(新材料器件)三个维度寻找突围路径。其中,量子计算作为“超越摩尔”的核心路径,正在打开后摩尔时代全新算力空间。

在技术路线的介绍中,余涵详细剖析了当前量子技术的三大方向:量子通信、量子计算、量子传感与测量。其中量子计算是当前全球竞争焦点,共有超导、光量子、离子阱、硅半导体、中性原子五条主流技术路线。以最成熟的超导量子计算为例,核心芯片需工作在10mK极低温环境,通过约瑟夫森结,构建非线性二能级系统,实现0与1的量子叠加与纠缠,从而带来超指数级计算能力。光量子计算则依托光子偏振、路径等自由度实现量子态操控。两者都需要高度定制化的异形版图与精密测控,传统EDA无法满足,而Q-EDA则成为量子芯片从实验室走向产业化的关键。

据余涵介绍,量子芯片Q-EDA全流程系统可概括为四大环节:算法设计与逻辑综合、量子版图设计、多物理场仿真调优、DTCO设计工艺协同优化,对应需要量子逻辑综合、AI布局布线、电磁仿真和保真度计算、量子TCAD等一整套工具链。

谈及全球范围内的竞争格局,余涵指出,海外以是德科技、Ansys为代表,依托射频微波与电磁仿真优势构建Q-EDA能力。而在国内,华大九天凭借深厚的技术积淀,成为国内量子芯片设计领域最具发展潜力的EDA企业。具体而言,华大九天具备以下三方面的竞争优势。

一是成熟的射频微波EDA基础。华大九天AetherMW射频微波全流程平台已推出多年、服务了百余家商业客户,是国内唯一贯通射频微波设计全流程的工具,天然适配量子芯片高频、低温、精密耦合的设计需求,可覆盖当前Q-EDA工具链约70%功能。

二是AI驱动的版图设计和仿真调优。支持AI驱动自动布局布线、异形物理验证、寄生参数提取与EM/IR分析,可高效支撑超导、光量子等异形纠缠单元设计;在仿真层面,拥有完备的射频仿真引擎,效率优于海外商用工具,同时融合已收购的电磁仿真技术,打造面向量子的多物理场仿真能力。

三是先进封装全流程解决方案。由于量子器件难以像半导体器件一样在平面上进行大幅尺寸微缩,Chiplets技术是目前最可行的通向百万比特“量子霸权”的技术路径。华大九天已基本实现Chiplets全流程设计工具链,可望为量子芯片规模化扩展提供关键支撑。

随后,余涵介绍了同类成功案例。在AI+全流程EDA基础方面,华大九天解决方案Andes系统已具备全定制电路的一站式的工艺自动迁移和自动优化功能,某先进工艺真实ADC项目显示,设计周期可从7天压缩至1天,人力从5人降至1人,部分后仿真指标优于人工优化。余涵强调,未来量子Q-EDA系统成熟后,华大九天所积累的AI+EDA方法学也可快速进行复制和赋能。此外,华大九天也已将AetherMW成功拓展至硅光EDA系统,依托AetherMW初步形成国内唯一一套硅光芯片EDA设计全流程工具,而光量子计算芯片设计过程中有很多步骤与硅光芯片的设计是一致的。

最后,余涵强调,量子时代的大幕已然拉开,Q-EDA作为连接量子技术与产业落地的核心底座,正成为国产EDA迈向新征程的关键赛道。面向国家战略需求与后摩尔时代的产业变革,华大九天将全力赋能下一代量子计算产业发展,为我国量子科技自立自强筑牢根基。

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