?。▉?lái)源：工業(yè)軟件行業(yè)觀察（作者：原力，原標(biāo)題：國(guó)外怎么看中國(guó)EDA的發(fā)展）

　　美國(guó)對(duì)于華為的制裁也是長(zhǎng)達(dá)兩年之久，在今年美國(guó)也是加大了制裁的力度，這次全面的禁令直接讓華為命懸一線(xiàn)，甚至被傳要出售榮耀來(lái)斷臂求生。大家討論最多的就是華為芯片代加工的問(wèn)題，只要任何一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)使用了美國(guó)的軟件以及硬件設(shè)備就無(wú)法和華為合作，這也是讓華為的芯片供應(yīng)出現(xiàn)問(wèn)題，相比另外一條禁令，斷供芯片還算是小事。

　　這就是華為設(shè)計(jì)芯片時(shí)使用美國(guó)EDA工具也需要向美國(guó)申請(qǐng)?jiān)S可證，目前針對(duì)這一禁令是難以找到解決的辦法，這可謂是華為的命門(mén)。

　　到目前為止，EDA等工業(yè)軟件就是目前中國(guó)制造最大的短板，EDA是整個(gè)集成電路領(lǐng)域規(guī)模最小，但是又不可替代的重要存在，其實(shí)整個(gè)EDA的市場(chǎng)規(guī)模還是較小，但是少了這個(gè)工具，全球的芯片設(shè)計(jì)、研發(fā)和生產(chǎn)就會(huì)停滯不前。最關(guān)鍵的是這一重要的工具還處于了壟斷的地位，Cadence、Synopsys和西門(mén)子旗下的Mentor Graphics，這三家公司就是全球EDA市場(chǎng)的絕對(duì)壟斷者。

　　EDA工具就是典型的“卡脖子”技術(shù)，目前國(guó)內(nèi)在模擬IC擁有自主的完整設(shè)計(jì)平臺(tái)，例如華大九天，而且他在平板顯示器也擁有全流程的設(shè)計(jì)平臺(tái)，并與國(guó)際上主要平臺(tái)顯示器大廠合作；還有一些單點(diǎn)或芯片某些制程階段上的專(zhuān)用的EDA工具；也有一些工具在一定程度上滿(mǎn)足AI芯片這樣相對(duì)簡(jiǎn)單的芯片設(shè)計(jì)。這些都是相當(dāng)不錯(cuò)的成果，而且更重要的是，這些是在和國(guó)外巨頭們競(jìng)爭(zhēng)的夾縫中完成的，既沒(méi)有投資商的青睞，也幾乎沒(méi)有什么像樣的扶持。

　　國(guó)內(nèi)“卡脖子”和受制于人的大討論已經(jīng)持續(xù)了相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，觀點(diǎn)五花八門(mén)，這里就不作評(píng)價(jià)了。編譯整理本文的主要目的是想看看國(guó)外EDA領(lǐng)域的專(zhuān)家怎么看待國(guó)產(chǎn)EDA的發(fā)展，或者從這些專(zhuān)家視角，或者過(guò)來(lái)人的看法上揣摩一下國(guó)產(chǎn)EDA發(fā)展的路徑。

　　為了讓文中有些專(zhuān)業(yè)說(shuō)法更容易理解，先在這里把有些可能造成疑問(wèn)的知識(shí)簡(jiǎn)單普及一下：

　　1、 XXnm 制程是什么意思？

　　芯片的制程就是制造工藝，芯片制程常常用90nm、65nm、40nm、28nm、22nm、14nm來(lái)表示。CPU內(nèi)集成了以?xún)|為單位的晶體管，這種晶體管由源極、漏極和位于它們之間的柵極所組成，電流從源極流入漏極，柵極則起到控制電流通斷的作用。所謂的XXnm其實(shí)指的是，CPU上形成的互補(bǔ)氧化 物金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管柵極的寬度，也被稱(chēng)為柵長(zhǎng)。柵長(zhǎng)越短，則可以在相同尺寸的硅片上集成更多的晶體管。

　　2、 什么是FinFET？

　　FinFET 全稱(chēng)Fin Field-Effect Transistor，中文名叫鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管，是一種新的互補(bǔ)式金氧半導(dǎo)體晶體管。FinFET命名根據(jù)晶體管的形狀與魚(yú)鰭的相似性。這種設(shè)計(jì)可以改善電路控制并減少漏電流，縮短晶體管的閘長(zhǎng)。

　　3、 為什么在14nm以下，電源及熱效應(yīng)控制非常重要？

　　制程工藝到一定程度下，電路與電路之間的距離降低到一定程度就會(huì)出現(xiàn)量子隧穿效應(yīng)，量子隧穿是一個(gè)量子力學(xué)概念，既這些電子呈現(xiàn)的是不可知規(guī)律運(yùn)動(dòng)會(huì)造成半導(dǎo)體的漏電率急劇上升，這就需要更多的能源來(lái)控制電子運(yùn)動(dòng)上。宏觀上表現(xiàn)為處理器的發(fā)熱量增加，但是性能沒(méi)有太大的變化。

　　4、 為什么說(shuō)7nm是物理極限？

　　柵長(zhǎng)大于7nm的時(shí)候一定程度上能有效解決漏電問(wèn)題。而在采用現(xiàn)有芯片材料的基礎(chǔ)上，晶體管柵長(zhǎng)一旦低于7nm，晶體管中的電子就很容易產(chǎn)生量子隧穿效應(yīng)，為芯片的制造帶來(lái)巨大的挑戰(zhàn)。除非尋找到新的材料來(lái)替代硅制作7nm以下的晶體管，不然現(xiàn)有材料能實(shí)現(xiàn)7nm量產(chǎn)就是已經(jīng)是極限了。

　　5、 為什么說(shuō)EDA在14nm制程上是個(gè)分水嶺？

　　芯片設(shè)計(jì)公司希望通過(guò)工藝升級(jí)生產(chǎn)更高性能，更低功耗和更小芯片。為解決7nm漏電效應(yīng)，為了滿(mǎn)足相應(yīng)工藝的生產(chǎn)規(guī)則，需要在支持芯片設(shè)計(jì)尤其是后端設(shè)計(jì)階段的EDA工具增加了大量的硬性規(guī)則，使EDA設(shè)計(jì)的變通性大大降低，而在14nm以上，則沒(méi)有太多硬性規(guī)則。所以在14nm以下，EDA工具必須結(jié)合特定芯片廠商的工藝制程，而在14nm以上則不需要。

　　上面的問(wèn)題也是在整理這些文章時(shí)候曾經(jīng)疑惑的，弄清楚這些問(wèn)題，那么國(guó)產(chǎn)EDA發(fā)展的最大瓶頸也就比較清楚了：如果沒(méi)有自主可控的14nm以下芯片設(shè)計(jì)、工藝及生成能力，探討國(guó)產(chǎn)EDA在未來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)就沒(méi)有意義。

　　而另外一個(gè)瓶頸則是人才，如果文中所說(shuō)的數(shù)據(jù)是準(zhǔn)確的，國(guó)內(nèi)EDA開(kāi)發(fā)的工程師只有1500名的話(huà)，那么顯然會(huì)面臨無(wú)人可用的困境。軟件本質(zhì)上就是勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，而工業(yè)軟件更是這樣，不僅僅需要程序員，還需要大量的工程科學(xué)家，數(shù)學(xué)家，物理學(xué)家等等參與其中。不過(guò)事實(shí)一再證明：再宏大的軟件，真正的核心人員也就是幾個(gè)人而已。

　　不過(guò)本人還是比較贊同Brian Bailey在文章中的觀點(diǎn)：“與半導(dǎo)體制造宏偉計(jì)劃的投資相比，EDA對(duì)中國(guó)來(lái)說(shuō)幾乎是小錢(qián)。 ”“如果有了足夠的時(shí)間和資金投入，又沒(méi)有什么壓力非得在明天就要從EDA軟件上盈利，那么中國(guó)的EDA開(kāi)發(fā)企業(yè)還不努力，那就真是瘋了。 ”

　　一、中國(guó)發(fā)展EDA的優(yōu)劣勢(shì)

　　這是Brian Bailey近期發(fā)表在《半導(dǎo)體工程》的評(píng)論文章，Brian Bailey是《半導(dǎo)體工程》EDA技術(shù)的編輯。

　　Semiconductor Engineering（半導(dǎo)體工程）由芯片設(shè)計(jì)師，工程師，新聞工作者，最終用戶(hù)，行業(yè)組織和標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)創(chuàng)建，旨在提供對(duì)日益復(fù)雜的設(shè)計(jì)，測(cè)試，驗(yàn)證，集成和制造半導(dǎo)體任務(wù)的見(jiàn)解，并深入探索行業(yè)發(fā)展的所有市場(chǎng)動(dòng)態(tài)。

　　像大家所知道的，如果沒(méi)有好的EDA流程，中國(guó)的半導(dǎo)體投資將會(huì)面臨風(fēng)險(xiǎn)。所以，雖然中國(guó)自己的商業(yè)EDA事業(yè)目前還未成功，但這項(xiàng)任務(wù)必然會(huì)繼續(xù)下去。

　　目前，中國(guó)還沒(méi)有向世界宣布它已經(jīng)準(zhǔn)備好推出一套EDA工具。世界其他國(guó)家只滿(mǎn)足于看到他們到目前為止所做的不合格的嘗試，并認(rèn)為他們不具備開(kāi)發(fā)具有競(jìng)爭(zhēng)力EDA軟件的能力而將把計(jì)劃取消。但實(shí)際是，鑒于當(dāng)前的國(guó)際政治氛圍，中國(guó)十有八九正在努力解決這個(gè)問(wèn)題。

　　中國(guó)正在致力于利用所有最新技術(shù)建設(shè)世界級(jí)晶圓廠產(chǎn)能。政府正在籌集必要的資金來(lái)確保實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，而且他們擁有實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的耐力。中國(guó)已經(jīng)擁有了14nm制程finFETs，并且正在致力于研究7nm制程。為了不依賴(lài)西方國(guó)家設(shè)備，中國(guó)甚至正在發(fā)展自己的EUV能力。

　　但是中國(guó)仍然存在一個(gè)巨大的弱點(diǎn)。他們后端設(shè)計(jì)軟件嚴(yán)重依賴(lài)美國(guó)EDA工具。14nm是在EDA中所說(shuō)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，因?yàn)樾∮?4nm晶圓廠無(wú)法獨(dú)立完成，需要晶圓廠和EDA之間進(jìn)行緊密合作。到那時(shí)，中國(guó)就不能再使用盜版軟件用于后端設(shè)計(jì)了。相反，他們將不得不與美國(guó)EDA公司合作，這可能會(huì)帶來(lái)問(wèn)題。但即使沒(méi)有這個(gè)問(wèn)題，如果美國(guó)決定不再向中國(guó)出售EDA軟件，或者向任何希望在中國(guó)晶圓廠制造芯片的公司出售EDA軟件，那么中國(guó)的晶圓廠就會(huì)閑置。我認(rèn)為這不會(huì)發(fā)生。

　　我確信中國(guó)現(xiàn)在正在政府支持下研究自己的EDA工具。這些工具目前可能不是很好，也不能與美國(guó)EDA達(dá)到同樣的優(yōu)化設(shè)計(jì)，但就像制造業(yè)一樣，自主必須從某一階段開(kāi)始學(xué)習(xí)和起步。中國(guó)不需要開(kāi)發(fā)EDA軟件賣(mài)給別人。他們只需要確保自己的要求能夠得到支持。而且，如果西方繼續(xù)提高技術(shù)壁壘，他們的芯片設(shè)計(jì)公司將會(huì)有一條退路。因此，我相信他們會(huì)對(duì)任何這樣的計(jì)劃保持沉默，并繼續(xù)購(gòu)買(mǎi)市場(chǎng)上最好的工具，直到他們擁有足夠的競(jìng)爭(zhēng)力。提前傳宣對(duì)中國(guó)沒(méi)有任何好處。

　　現(xiàn)在讓我們關(guān)注一下中國(guó)發(fā)展自己的EDA可能擁有的優(yōu)勢(shì)。

　　首先，雖然EDA公司能夠看到大量設(shè)計(jì)對(duì)發(fā)展EDA是有好處的，但這些EDA公司必須非常謹(jǐn)慎地處理這些數(shù)據(jù)。如果設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)被泄露，EDA公司就會(huì)遇到大麻煩。但中國(guó)卻不是這樣，他們的政府可以讓他們的EDA研究團(tuán)隊(duì)看到中國(guó)正在進(jìn)行的每一個(gè)設(shè)計(jì)的全部。而隨著人工智能能夠逐漸取代傳統(tǒng)啟發(fā)式技術(shù)，人工智能成為駕馭設(shè)計(jì)工具的一種方式，這種趨勢(shì)對(duì)中國(guó)來(lái)說(shuō)無(wú)疑是一個(gè)優(yōu)勢(shì)?？紤]到正在申請(qǐng)的專(zhuān)利數(shù)量，中國(guó)在人工智能各個(gè)領(lǐng)域可能處于領(lǐng)先地位，而且他們可以獲得更多用于人工智能擁有訓(xùn)練和學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)。

　　中國(guó)的第二個(gè)優(yōu)勢(shì)是，他們不必理會(huì)現(xiàn)有商業(yè)EDA工具中長(zhǎng)期起來(lái)的所有遺留問(wèn)題。由于EDA公司都曾在發(fā)展時(shí)期做過(guò)一些古怪和獨(dú)特的事情，現(xiàn)有的EDA中曾經(jīng)插入了無(wú)數(shù)的調(diào)整和變通方法，這些都成為了該工具遺產(chǎn)的一部分，即使軟件開(kāi)發(fā)公司已經(jīng)不再需要它們，但卻不能刪除這些遺留問(wèn)題（注：這說(shuō)的是軟件中的各種補(bǔ)丁問(wèn)題，一套軟件越龐大，越復(fù)雜，開(kāi)放周期越長(zhǎng)，其中包含的潛在的陷阱，和無(wú)法被取代的遺留項(xiàng)就越多，只能不斷的打補(bǔ)丁，這是任何軟件都存在的現(xiàn)實(shí)，對(duì)于存在大量算法的軟件來(lái)說(shuō)更是這樣，前人所寫(xiě)的編碼，對(duì)于后來(lái)者來(lái)說(shuō)，很可能就是不知所云，但商業(yè)軟件一般沒(méi)有能力和資本在新版本把代碼推倒重來(lái)，即使是微軟這樣的公司也做不到）。當(dāng)從一張白紙上開(kāi)始，更可能開(kāi)發(fā)出一套干凈的工具。還有一種可能，中國(guó)可能不允許自己的設(shè)計(jì)公司玩那種一次性的瘋狂把戲。如果一家公司開(kāi)發(fā)出了真正獨(dú)特而優(yōu)秀的技術(shù)，那么該技術(shù)更有可能與他人分享。合作往往會(huì)帶來(lái)更快的創(chuàng)新。

　　中國(guó)的第三個(gè)優(yōu)勢(shì)是，現(xiàn)在全球的EDA格局正在迅速變化。20年前，我們有邏輯綜合。后來(lái)，時(shí)序不能閉合時(shí)，合成必須完全重新設(shè)計(jì)以考慮布局和時(shí)序。于是，物理合成應(yīng)運(yùn)而生。我們正處在另一個(gè)可能導(dǎo)致EDA工具再次被改寫(xiě)的變革的風(fēng)口浪尖上，那就是電源。電源已經(jīng)上升為一個(gè)主要的優(yōu)化因素，但更重要的是，熱量會(huì)損壞芯片或?qū)е滦酒^(guò)早老化，不能在不考慮功耗和散熱性的情況來(lái)設(shè)計(jì)芯片了。此外，熟悉電源的布局和布線(xiàn)工具可能會(huì)產(chǎn)生更好的布局，從而使芯片運(yùn)行起來(lái)更冷更快。功率也必須在系統(tǒng)級(jí)考慮，尤其是當(dāng)需要進(jìn)行異構(gòu)硅集成時(shí)，熱模型和熱量/功率分析必須在芯片堆棧之間進(jìn)行。

　　因此，如果EDA公司打算進(jìn)行根本性的軟件重構(gòu)，他們就必須投入與中國(guó)公司相同的資金和精力來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。與半導(dǎo)體制造計(jì)劃的成本相比，EDA計(jì)劃對(duì)中國(guó)來(lái)說(shuō)幾乎是小錢(qián)。但是美國(guó)的個(gè)別公司卻并非如此，它們必須獲利才能實(shí)現(xiàn)融資。

　　現(xiàn)有EDA軟件的開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)規(guī)模并不是特別大，而且開(kāi)發(fā)一套合格的EDA所需要的時(shí)間也不是那么長(zhǎng)。這也是80、90年代有那么多EDA初創(chuàng)公司的原因。是的，雖然隨著當(dāng)今工具和方法論之間的緊密集成，這比那時(shí)創(chuàng)建EDA單一功能的工具要困難得多，但是如果有了足夠的時(shí)間和資金投入，又沒(méi)有什么壓力非得在明天就可以宣布要從EDA軟件上盈利，那么中國(guó)的EDA開(kāi)發(fā)企業(yè)還不努力，那就真是瘋了。

　　二、中國(guó)EDA之問(wèn)

　　這是Stewart Randall于2019年11月發(fā)表在《Technode》上的兩篇有關(guān)中國(guó)EDA軟件評(píng)論文章的第一篇。Stewart Randall是Intralink公司的電子和嵌入式軟件主管。

　　Intralink是英國(guó)一家專(zhuān)門(mén)為進(jìn)入東北亞的美國(guó)和歐洲公司提供市場(chǎng)準(zhǔn)入和業(yè)務(wù)發(fā)展服務(wù)的咨詢(xún)公司。公司大多數(shù)客戶(hù)是由機(jī)構(gòu)支持的技術(shù)公司，但它也適用于廣泛領(lǐng)域的中型和跨國(guó)公司。

　　中國(guó)能否在集成電路（IC）領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)獨(dú)立自主？這是一個(gè)經(jīng)常被問(wèn)到的問(wèn)題，在接下來(lái)的幾個(gè)月里，我們打算闡明中國(guó)在哪些方面有優(yōu)勢(shì)，哪些方面存在缺陷。這是個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題，但我們可以先給出結(jié)論：中國(guó)不會(huì)太快實(shí)現(xiàn)芯片獨(dú)立。

　　原因有很多，但一個(gè)重要原因是電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化工具（EDA），這是目前IC設(shè)計(jì)的一個(gè)關(guān)鍵層，基本上由美資或至少受美國(guó)出口管制的公司主導(dǎo)。對(duì)于一些專(zhuān)業(yè)應(yīng)用來(lái)說(shuō)，會(huì)有一些國(guó)產(chǎn)替代，而且更多的替代產(chǎn)品也即將出現(xiàn)，但EDA這個(gè)類(lèi)別是中國(guó)努力實(shí)現(xiàn)芯片獨(dú)立的阿喀琉斯之踵，特別是對(duì)于那些全球野心的中國(guó)公司來(lái)說(shuō)。

　　什么是EDA工具？

　　簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)EDA工具是用來(lái)設(shè)計(jì)IC和印刷電路板的軟件工具。盡管全球4，500-5，000億美元的芯片產(chǎn)業(yè)中，它們只占大約100億美元左右，但EDA對(duì)半導(dǎo)體的設(shè)計(jì)和創(chuàng)新至關(guān)重要。

　　不同功能的EDA工具在設(shè)計(jì)流程中完成不同的任務(wù)工作，所有的芯片設(shè)計(jì)人員不僅要進(jìn)行設(shè)計(jì)，還要對(duì)芯片進(jìn)行分析、驗(yàn)證和調(diào)試。這不是依靠手工就可以完成的各種，尤其是考慮到現(xiàn)代設(shè)計(jì)會(huì)可能包含數(shù)百億個(gè)晶體管的復(fù)雜性。EDA工具可以細(xì)分為五種主要的子類(lèi)別：設(shè)計(jì)、仿真、驗(yàn)證、制造準(zhǔn)備和功能安全。這些工具針對(duì)的任務(wù)混合在一起執(zhí)行也沒(méi)有問(wèn)題，但成熟的做好還是更傾向于堅(jiān)持一套流程，以保持芯片設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)單、快速和便宜。

　　誰(shuí)是主要供應(yīng)商？

　　雖然EDA行業(yè)出現(xiàn)過(guò)很多公司，但目前該行業(yè)主要由三家龍頭企業(yè)主導(dǎo)：Synopsys、Cadence和MentorGraphics。這些企業(yè)都是美國(guó)公司，直到最近，Mentor被西門(mén)子收購(gòu)，但它的總部仍然設(shè)在美國(guó)，并且除了所有權(quán)外其他都依然是一家美國(guó)公司。這三家公司加起來(lái)大約占據(jù)全球EDA市場(chǎng)的60%到70%，其中Synopsys就占了三分之一以上。

　　就我個(gè)人而言，我在中國(guó)還沒(méi)有遇到一家無(wú)工廠芯片設(shè)計(jì)供應(yīng)商說(shuō)過(guò)他們沒(méi)有采用Synopsys或Cadence的設(shè)計(jì)流程，或者沒(méi)有使用它們的工具。雖然有些公司可能會(huì)用其他公司的工具來(lái)補(bǔ)充Cadence或Synopsys的部分流程，但這通常針對(duì)的是極少情況，這些在他們的設(shè)計(jì)任務(wù)中并不占主要地位。

　　從我所掌握的情況來(lái)看，中國(guó)95%左右的EDA市場(chǎng)是由這三家公司瓜分掉的。

　　這對(duì)中國(guó)意味著什么？

　　與我的客戶(hù)和業(yè)內(nèi)的中國(guó)人交談后發(fā)現(xiàn)，Synopsys和Cadence無(wú)法再與華為或BIS實(shí)體名單上的任何企業(yè)合作。在華為昇騰910 AI芯片的發(fā)布會(huì)上，華為輪值董事長(zhǎng)進(jìn)一步證實(shí)了Synopsys和Cadence不能再與華為合作。

　　這不是一場(chǎng)災(zāi)難。像海思這樣的公司將不再?gòu)腅DA供應(yīng)商那里獲得支持，但他們依靠當(dāng)前的授權(quán)還可以使用這些工具，并且知道如何使用它們。如果他們?cè)?020年之前繼續(xù)推出芯片，我不會(huì)感到驚訝。

　　美國(guó)海思的禁售成為法規(guī)，海思將無(wú)限期地失去授權(quán)。這將意味著海思得不到他的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手能夠獲得的技術(shù)支持，如所有最新的補(bǔ)丁、更新和改進(jìn)。也許當(dāng)前的許可證可能已經(jīng)到期，因此無(wú)法續(xù)簽。

　　那么中國(guó)企業(yè)能用什么工具呢？他們能多快地重新培訓(xùn)那些從大學(xué)時(shí)代就開(kāi)始依賴(lài)美國(guó)工具的工程師來(lái)使用一套全新的工具？顯然會(huì)使設(shè)計(jì)芯片的速度會(huì)放緩，這會(huì)導(dǎo)致競(jìng)爭(zhēng)落后于對(duì)手。

　　有替代品嗎？

　　一家純粹的中國(guó)公司可能會(huì)偷偷使用未經(jīng)許可的EDA工具。事實(shí)上，這種情況被認(rèn)為在中國(guó)比較普遍。我所接觸到的很多純國(guó)內(nèi)公司都會(huì)在設(shè)計(jì)流程的某個(gè)環(huán)節(jié)這樣使用工具。

　　不過(guò)上市公司，尤其像華為這樣的國(guó)際大公司，就無(wú)法心存僥幸了。因?yàn)榍址钢R(shí)產(chǎn)權(quán)所負(fù)的法律責(zé)任太大。

　　也許像華為這樣的公司可以使用第三方設(shè)計(jì)服務(wù)，這將繞過(guò)BIS實(shí)體名單這個(gè)問(wèn)題，但這意味著要外包設(shè)計(jì)。那這會(huì)意味著不再需要大量的設(shè)計(jì)工程師。而對(duì)于海思這顆中國(guó)IC設(shè)計(jì)皇冠上的明珠來(lái)說(shuō)，不可能承認(rèn)它不再設(shè)計(jì)芯片，至少不是整個(gè)設(shè)計(jì)。為了解決這個(gè)問(wèn)題，中國(guó)必須要有自己的EDA解決方案。

　　三、中國(guó)的EDA工具為什么落后

　　這是Stewart Randall于2019年11月發(fā)表在《Technode》上的兩篇有關(guān)中國(guó)EDA軟件評(píng)論文章的第二篇。

　　我在上周寫(xiě)道，電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）工具是中國(guó)爭(zhēng)取集成電路（IC）獨(dú)立自主的一個(gè)致命弱點(diǎn)。雖然這些工具在全球IC市場(chǎng)上只占100億美元，相對(duì)較小。 但這些由美國(guó)或與美國(guó)有關(guān)聯(lián)的三大龍頭企業(yè)主導(dǎo)的工具對(duì)所有IC設(shè)計(jì)都至關(guān)重要。

　　這種EDA依賴(lài)帶來(lái)的問(wèn)題不僅僅是華為和其IC設(shè)計(jì)子公司海思的問(wèn)題，不僅僅是美國(guó)實(shí)體名單上其他希望自己設(shè)計(jì)芯片的公司的問(wèn)題，也不僅僅是中國(guó)所有半導(dǎo)體公司的問(wèn)題，而是中國(guó)政府面臨的問(wèn)題。這聽(tīng)起來(lái)并不夸張，中國(guó)所有的“自主研發(fā)”芯片都在使用以美國(guó)為主的EDA工具進(jìn)行設(shè)計(jì)、驗(yàn)證、確認(rèn)等工作。中國(guó)芯片可能會(huì)搶占新聞?lì)^條，但中國(guó)政府知道中國(guó)企業(yè)并不都是像他們希望的那樣自力更生。

　　雖然只做中國(guó)國(guó)內(nèi)的企業(yè)有可能逃避版權(quán)的懲罰，但如果他們想成為全球范圍內(nèi)有力競(jìng)爭(zhēng)者，則肯定會(huì)采取遵守知識(shí)產(chǎn)權(quán)的做法。所以中國(guó)必須開(kāi)發(fā)自己的EDA工具。中國(guó)的國(guó)內(nèi)公司，乃至華為，都在一直堅(jiān)持開(kāi)發(fā)EDA工具，不過(guò)我們尚未看到任何公開(kāi)的顯著成果。華為公司所做的事情并不十分透明，而中國(guó)國(guó)內(nèi)其他公司所取得的成果在成熟度和功能尚存較大欠缺。

　　中國(guó)EDA發(fā)展滯后

　　中國(guó)從80年代中期就開(kāi)始在EDA研發(fā)上投入，開(kāi)發(fā)出了“Panda IC設(shè)計(jì)系統(tǒng)”。 不過(guò)，在我來(lái)到中國(guó)后，還沒(méi)有見(jiàn)到過(guò)真正使用這個(gè)系統(tǒng)的企業(yè)，所以我只能認(rèn)為它并未取得成功。目前在中國(guó)比較知名的公司，包括華大九天、芯和、廣立微電子、概倫電子、ProPlus、藍(lán)海微和奧卡思微電。

　　但這些公司大多不能提供完整的設(shè)計(jì)流程。 唯一例外的是華大九天提供完整模擬IC的設(shè)計(jì)流程，它在平板顯示器方面與一些最大的制造商合作，包括，三星，CSOT，HKC和京東方。其他客戶(hù)包括理光、SK Hynix、Marvell和Sandisk。

　　除了華大在它的最擅長(zhǎng)的領(lǐng)域相對(duì)取得了成功之外，中國(guó)的自主EDA軟件總體上一直非常艱難，不過(guò)這是什么原因?qū)е碌哪兀?/p>

　　造成這種差距有幾個(gè)原因：中國(guó)EDA工具不夠全面，沒(méi)有足夠具備開(kāi)發(fā)此類(lèi)軟件技能的工程師，市場(chǎng)準(zhǔn)入困難，以及中國(guó)企業(yè)沒(méi)有足夠的渠道跟上芯片制造業(yè)發(fā)展。

　　什么阻礙了中國(guó)EDA的發(fā)展？

　　全面性： 中國(guó)EDA工具根本不全面，尤其是在數(shù)字設(shè)計(jì)方面。大多數(shù)數(shù)字設(shè)計(jì)過(guò)程由Synopsys和Cadence主導(dǎo)。即使在設(shè)計(jì)流程的一兩個(gè)階段上，中國(guó)企業(yè)擁有具有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品很難打入市場(chǎng)，因?yàn)槿揞^具有支持用戶(hù)從規(guī)格到生產(chǎn)的開(kāi)發(fā)的能力而建立了行業(yè)壟斷的壁壘。所以中國(guó)企業(yè)只有打造一個(gè)整體解決方案，才能開(kāi)始在國(guó)內(nèi)展開(kāi)各種層面上的競(jìng)爭(zhēng)，但即便如此，也會(huì)由于各種因素而困難重重。

　　人才：中國(guó)大部分EDA工具開(kāi)發(fā)工程師實(shí)際上是為三大巨頭工作的：在中國(guó)有1500多名這樣的工程師，其中只有300名在國(guó)內(nèi)公司工作。再看Synopsys一家公司，在全球就擁有超過(guò)5000名這樣的工程師。另外想要進(jìn)入EDA行業(yè)的國(guó)內(nèi)企業(yè)還必須與利潤(rùn)更豐厚，待遇更好的行業(yè)爭(zhēng)奪軟件人才。例如在阿里巴巴、騰訊等公司進(jìn)行應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)，薪酬待遇要比在一家苦苦掙扎的中國(guó)EDA公司高的多。

　　市場(chǎng)準(zhǔn)入： 國(guó)內(nèi)超過(guò)95%的市場(chǎng)被三巨頭所占據(jù)，這造成市場(chǎng)準(zhǔn)入難度很高。即使有公司能夠開(kāi)發(fā)出一整套工具，短期內(nèi)也很難獲從三巨頭手里搶奪到可觀的市場(chǎng)份額。芯片企業(yè)已經(jīng)習(xí)慣了一定的設(shè)計(jì)流程，更麻煩的是，中國(guó)工程師們自大學(xué)時(shí)代起開(kāi)始就使用來(lái)自三巨頭的EDA。這些困難都使得國(guó)內(nèi)EDA行業(yè)對(duì)潛在的投資者吸引力降低，進(jìn)一步而限制了其發(fā)展。

　　與先進(jìn)工藝的集成： 設(shè)計(jì)與工藝之間的聯(lián)系是EDA流程的關(guān)鍵部分。三巨頭與世界領(lǐng)先的晶圓廠和晶圓代工廠合作，對(duì)他們的工藝流程有著深入的了解，而中國(guó)國(guó)內(nèi)企業(yè)往往只有在開(kāi)發(fā)出新工藝新流程后才能接觸到，即便能接觸到，也不一定能得到完全的準(zhǔn)入。這使得國(guó)內(nèi)企業(yè)很難設(shè)計(jì)和改進(jìn)自己的軟件，從而得以與三大巨頭的產(chǎn)品展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)。

　　版權(quán)問(wèn)題：如上曾提到過(guò)的，EDA工具在中國(guó)存在比較嚴(yán)重的版權(quán)問(wèn)題。因?yàn)檫@些工具價(jià)格昂貴。芯片的知識(shí)產(chǎn)品很難“破解”，但是軟件就比較容易。一般只關(guān)注中國(guó)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的企業(yè)，就容易通過(guò)這種方法來(lái)節(jié)省成本。這也意味著政府可能會(huì)將EDA工具的投資排在較低的優(yōu)先級(jí)，因?yàn)榧词贡唤\(yùn)，仍然可能獲得用于軍用等專(zhuān)用芯片設(shè)計(jì)的軟件工具。

　　國(guó)家支持的EDA

　　中國(guó)政府已經(jīng)開(kāi)始在支持EDA工具的開(kāi)發(fā)，我預(yù)計(jì)未來(lái)幾年內(nèi)支持力度會(huì)加大?，F(xiàn)在，國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)EDA的企業(yè)可向政府申請(qǐng)返還30%的開(kāi)發(fā)成本，上限為3000萬(wàn)元人民幣（約合430萬(wàn)美元）。

　　中國(guó)政府還資助了一些公司。例如，國(guó)威集團(tuán)從中央和深圳市政府獲得了4億元人民幣開(kāi)發(fā)經(jīng)費(fèi)。另外，華大九天在過(guò)去幾年中也獲得了數(shù)億資金，它們不僅來(lái)自于風(fēng)險(xiǎn)投資，還來(lái)自于國(guó)有的“大基金”。

　　政府資助顯然值得歡迎，也起到了一定的幫助作用，但是和三大巨頭內(nèi)部的研發(fā)投入相比，這點(diǎn)小錢(qián)根本算不上什么。如果中國(guó)真的想在EDA領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)獨(dú)立，還需要做更多的工作。中國(guó)政府最近宣布的290億美元半導(dǎo)體基金，可能會(huì)在一定程度上對(duì)EDA的發(fā)展有所幫助，但是其中有多少會(huì)投入到EDA領(lǐng)域還有待觀察。我猜測(cè)，與投資于存儲(chǔ)器、晶圓廠設(shè)備和傳統(tǒng)無(wú)工廠芯片的金額相比，這個(gè)數(shù)字很小。

　　結(jié)束語(yǔ)

　　中國(guó)目前在EDA上的困境為國(guó)內(nèi)企業(yè)帶來(lái)了機(jī)遇。政府投資，加上龐大的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，意味著EDA行業(yè)有足夠的環(huán)境來(lái)成長(zhǎng)和改善。不過(guò)，中國(guó)需要以漸進(jìn)方式來(lái)發(fā)展EDA，不應(yīng)讓EDA企業(yè)過(guò)于依賴(lài)政府的扶持。如果把所有的東西都由國(guó)產(chǎn)同類(lèi)產(chǎn)品（如果有的話(huà)）替代，可能意味著產(chǎn)品上市時(shí)間變慢，最終產(chǎn)品也會(huì)落后。一刀切地采用國(guó)家采購(gòu)政策是有風(fēng)險(xiǎn)的，可能會(huì)阻礙創(chuàng)新。只有當(dāng)國(guó)產(chǎn)EDA工具或整個(gè)設(shè)計(jì)工藝在某種程度上處于相對(duì)公平的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境時(shí)，才應(yīng)該進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化轉(zhuǎn)換，而且扶持也應(yīng)該基于階段性目標(biāo)，以避免造成類(lèi)似國(guó)企的低效運(yùn)作。

　　我可以預(yù)見(jiàn)未來(lái)國(guó)內(nèi)EDA企業(yè)將在中國(guó)國(guó)內(nèi)某些芯片開(kāi)展競(jìng)爭(zhēng)，例如模擬設(shè)計(jì)或更簡(jiǎn)單的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)。不過(guò)在全球范圍內(nèi)的競(jìng)爭(zhēng)將會(huì)更困難，如果不能從國(guó)外晶圓廠和代工廠獲得最先進(jìn)的工藝技術(shù)，國(guó)內(nèi)EDA公司將始終處于劣勢(shì)。中國(guó)可以減少對(duì)國(guó)外的依賴(lài)，但至少目前還沒(méi)有辦法在這個(gè)領(lǐng)域完全獨(dú)立。