關(guān)于國產(chǎn)eda發(fā)展?fàn)顩r分析

EDA是集成電路領(lǐng)域內(nèi)很小但又非常重要的存在。從數(shù)據(jù)上看，整個(gè)EDA的市場規(guī)模僅為六十億美元，過去幾年的成長率也不過是區(qū)區(qū)4%左右，相對(duì)于幾千億美金的集成電路產(chǎn)業(yè)來說，不值一提。可是如果你少了這個(gè)產(chǎn)品，全球所有的芯片設(shè)計(jì)公司都得停擺。

雖然EDA很重要，但這又是一個(gè)供應(yīng)商高度集中的市場。

經(jīng)過幾十年的發(fā)展之后，現(xiàn)在的EDA產(chǎn)業(yè)主要由Cadence、Synopsys和西門子旗下的Mentor Graphics壟斷。以中國市場為例，去年EDA在該地區(qū)的總銷售額約為五億美金，而當(dāng)中95%由以上三家瓜分，給華大九天、芯禾科技和Ansys等其它公司留下了5%的份額，且后者在工具的完整性方面與三強(qiáng)相比，有明顯的差距。加上早前的“中興禁售”事件給我國集成電路產(chǎn)業(yè)帶來的陰影，發(fā)展國產(chǎn)EDA產(chǎn)業(yè)迫在眉睫。

國產(chǎn)EDA的篳路藍(lán)縷

談國產(chǎn)EDA的發(fā)展歷程之前，我們先要了解一下EDA產(chǎn)業(yè)的歷史。上世紀(jì)八十年代，芯片的迅速發(fā)展，推動(dòng)商業(yè)計(jì)算機(jī)進(jìn)入高速度道，進(jìn)而推動(dòng)了CAD產(chǎn)業(yè)的興起。而EDA就是當(dāng)中一個(gè)典型代表。

在集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展早期，芯片設(shè)計(jì)是通過人工去布線實(shí)現(xiàn)的。但隨著芯片集成度的提升，人工布線越來越顯得捉襟見肘，恰逢計(jì)算機(jī)的興起，于是EDA就應(yīng)運(yùn)而生，進(jìn)而催生了Calma、ComputerVision、Applicon、Mentor Graphics、Daisy和Valid等公司，借助這個(gè)電子自動(dòng)工具，工程師們就可以在電腦上對(duì)芯片設(shè)計(jì)的前后端技術(shù)和驗(yàn)證技術(shù)進(jìn)行操作，幫助芯片更好地走線、驗(yàn)證和仿真。

經(jīng)過多年的收購兼并以后，集成電路EDA領(lǐng)域只剩下了Cadence、Synopsys和Mentor這三個(gè)巨頭。市場的影響力也日益集中。但其實(shí)國內(nèi)其實(shí)從上世紀(jì)八十年代中后期開始，就投入到EDA產(chǎn)業(yè)的研發(fā)當(dāng)中。

資料顯示，當(dāng)時(shí)國內(nèi)包括集成電路在內(nèi)的高科技領(lǐng)域都受困于“巴統(tǒng)”的禁運(yùn)，發(fā)展倍受掣肘。國內(nèi)為了更好發(fā)展發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)，在1986年動(dòng)員了全國17家單位，200多位專家齊聚原北京集成電路設(shè)計(jì)中心，開發(fā)我國自由的集成電路計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)——熊貓系統(tǒng)。

攻堅(jiān)多年之后，國產(chǎn)首套EDA熊貓系統(tǒng)終于在1993年面世，此后的發(fā)展以10年一臺(tái)階來形容不為過。2001年國內(nèi)IC設(shè)計(jì)單位推出了九天Zeni系統(tǒng)，在服務(wù)本土需求的同時(shí)，進(jìn)攻海外市場，到了2009年，更是成立了一個(gè)新公司華大九天來推動(dòng)國產(chǎn)EDA發(fā)展，這是后話了。

雖然由于主觀和客觀原因的影響，國產(chǎn)EDA產(chǎn)業(yè)沒有取得世俗意義上的成功，但在這個(gè)過程中，國內(nèi)已經(jīng)有了多個(gè)EDA廠商萌芽。據(jù)相關(guān)資料顯示，在2008年的時(shí)候，國內(nèi)從事EDA研究的公司也有了華大電子、華天中匯、芯愿景、愛克賽利、圣景微、技業(yè)思、廣立微和訊美等幾家。又經(jīng)歷了一個(gè)十年的發(fā)展之后，華大九天、芯禾科技、廣立微、博達(dá)微等幾個(gè)企業(yè)從國產(chǎn)EDA陣型中突圍而出：

承載了熊貓系統(tǒng)的技術(shù)的華大九天在EDA和IP方面擁有多年的積累，現(xiàn)在的他們能夠提供數(shù)模混合/全定制IC設(shè)計(jì)、平板（FPD）全流程設(shè)計(jì)及高端SoC數(shù)字后端優(yōu)化方向的EDA解決方案。尤其是在FPD領(lǐng)域，華大九天更是成為全球唯一的能夠提供全流程FPD設(shè)計(jì)解決方案的供應(yīng)商，獲得了大部分知名面板廠的市場份額。

而成立于2010年的芯禾科技則是國產(chǎn)EDA的另一股實(shí)力。

據(jù)公司官網(wǎng)介紹，。他們能為半導(dǎo)體芯片設(shè)計(jì)公司和系統(tǒng)廠商提供差異化的軟件產(chǎn)品和芯片小型化解決方案，包括高速數(shù)字設(shè)計(jì)、IC封裝設(shè)計(jì)、和射頻模擬混合信號(hào)設(shè)計(jì)等。這些產(chǎn)品和方案可以應(yīng)用到智能手機(jī)、平板電腦和可穿戴等移動(dòng)設(shè)備上，也可以應(yīng)用到高速數(shù)據(jù)通信設(shè)備上。

廣立微電子有限公司則由硅谷歸國精英和浙大資深科學(xué)家共同創(chuàng)立于2003年，該公司專業(yè)從事集成電路成品率提升服務(wù)和EDA軟件開發(fā)?，F(xiàn)在的廣立微能提供基于測試芯片的軟、硬件系統(tǒng)產(chǎn)品以及整體解決方案，幫助工程師實(shí)現(xiàn)高效測試芯片自動(dòng)設(shè)計(jì)、高速電學(xué)測試和智能數(shù)據(jù)分析，同時(shí)還能為晶圓代工廠的新工藝制程研發(fā)提供整合性的技術(shù)服務(wù)，幫助提高IC設(shè)計(jì)的可制造性、性能、成品率并縮短產(chǎn)品上市時(shí)間。

以SPICE Model參數(shù)提取著稱的北京博達(dá)微則致力于提供高速、高頻和高可靠性集成電路EDA解決方案和相關(guān)的設(shè)計(jì)支持服務(wù)。公司方面表示，他們能提供的業(yè)務(wù)范圍含括器件模型、PDK、標(biāo)準(zhǔn)單元庫相關(guān)EDA工具和設(shè)計(jì)服務(wù)和半導(dǎo)體器件量測系統(tǒng)。能夠針對(duì)高端設(shè)計(jì)公司和代工廠提供一站式的設(shè)計(jì)支持服務(wù)和完整的設(shè)計(jì)評(píng)估和加固技術(shù)服務(wù)解決方案 。

另外，專注于SPICE的概倫電子、從事TCAD的珂晶達(dá)與擅長仿真研發(fā)的創(chuàng)聯(lián)智軟等公司，都是國產(chǎn)EDA領(lǐng)域的一些力量。他們也都正在為國產(chǎn)的EDA崛起而努力。

差距非常明顯

雖然國產(chǎn)EDA有了進(jìn)步，但正如文章開頭所說，我們跟國外企業(yè)的差距還是相當(dāng)明顯的。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

第一、產(chǎn)品不夠全，尤其在數(shù)字電路方面，我們整個(gè)國內(nèi)EDA產(chǎn)業(yè)在這個(gè)領(lǐng)域短板明顯。

以華大九天為例，據(jù)知情人士介紹，他們在這個(gè)方面大約只做了三分之一的產(chǎn)品，另外還有三分之二需要補(bǔ)上。而造成這個(gè)局面的一個(gè)重要原因就在于沒有足夠的人力去支撐全方位的研發(fā)。 產(chǎn)學(xué)研各界專家在過去的對(duì)中國EDA發(fā)展的討論中曾表示，如果國內(nèi)想把整套EDA工具做起來，這并不是某一個(gè)國產(chǎn)廠商一朝一夕能夠做到的，而是需要多樣化的合作。

第二，與先進(jìn)工藝結(jié)合的缺失；

在現(xiàn)代的集成電路產(chǎn)業(yè)里，芯片設(shè)計(jì)和制造的對(duì)接橋梁是很重要的，因?yàn)橹挥刑幚砗昧诉@部分，才能把芯片更好的制造出來，EDA正好充當(dāng)這樣一個(gè)角色，但我們在這個(gè)對(duì)接的時(shí)候，卻有兩個(gè)難以逾越的鴻溝：

一方面，國內(nèi)EDA廠商與先進(jìn)工藝接觸的機(jī)會(huì)少，限制了我們的提高。

據(jù)了解，現(xiàn)在工藝全球領(lǐng)先的晶圓廠臺(tái)積電和三星等廠商在開發(fā)新工藝的時(shí)候，基本不會(huì)優(yōu)先或著重考慮與國內(nèi)EDA廠商合作，這就讓我們無法從外資廠商獲得相關(guān)支持。當(dāng)然，在筆者看來，這也可以理解。畢竟廠商沒有這個(gè)冒風(fēng)險(xiǎn)的義務(wù)。

即使國內(nèi)EDA廠商在某些方面有了進(jìn)步，但類似臺(tái)積電這些先進(jìn)晶圓廠規(guī)劃新一代工藝的時(shí)候，會(huì)在開發(fā)早期就引入諸如Cadence和Synopsys這樣的廠商全方位合作，而不會(huì)選擇國產(chǎn)EDA廠商，前者在與新芯片廠商在新工藝上進(jìn)行相關(guān)合作的時(shí)候，又將更上一層樓。他們的強(qiáng)上加強(qiáng)，進(jìn)一步拉大了與國產(chǎn)EDA的差距。

知情人士表示，即使國產(chǎn)EDA有機(jī)會(huì)和臺(tái)積電這樣的廠商在先進(jìn)工藝方面合作，也不會(huì)在早期就引入，而是在工藝開發(fā)后期，才被納入進(jìn)來，且這些合作僅僅限于一部分，這就使得國內(nèi)EDA產(chǎn)業(yè)無法接觸到先進(jìn)工藝的核心部分。

另一方面，我們在PDK方面的不足，也對(duì)國產(chǎn)EDA的發(fā)展造成了一些不良的影響。

所謂PDK就是Process Design Kit的簡稱，中文譯名是集成電路工藝設(shè)計(jì)包。這個(gè)由晶圓廠提供的文件包包括了工藝電路模擬用的器件的SPICE（Simulation Program with Emphasis）參數(shù)，版圖設(shè)計(jì)用的層次定義，設(shè)計(jì)規(guī)則（Design Rule），晶體管，電阻，電容等元件和通孔（VIA），焊盤（PAD）等基本結(jié)構(gòu)的版圖，與設(shè)計(jì)工具關(guān)聯(lián)的設(shè)計(jì)規(guī)則檢查（DRC），參數(shù)提?。‥XT）和版圖電路對(duì)照（LVS）等文件，是設(shè)計(jì)好的芯片能在晶圓廠順利生產(chǎn)的關(guān)鍵。這是溝通IC設(shè)計(jì)公司、代工廠與EDA廠商的橋梁。

國產(chǎn)廠商在PDK方面的缺失，從某種程度上就影響了國產(chǎn)EDA產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。相關(guān)人士告訴半導(dǎo)體行業(yè)觀察記者。

第三、人才投入的不足；

人才短缺是限制國產(chǎn)EDA發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵因素，力量薄弱的研發(fā)隊(duì)伍難以支撐起海量的攻堅(jiān)任務(wù)。而造成這一表象的根本原因是產(chǎn)業(yè)對(duì)EDA的投入不足造成的。

數(shù)據(jù)顯示，我國約有1500人的EDA軟件開發(fā)工程師，但在本土EDA公司和研究單位工作的工程師加起來不到三百人，其他大部分都是在三大巨頭工作。而放大到全球，對(duì)比于Synopsys 7000多的研發(fā)人員（當(dāng)中有5000多從事EDA的研發(fā)，其他從事IP研發(fā)），這個(gè)差距更是明顯。

最后，在研發(fā)投入方面，國內(nèi)與巨頭相比也有差距；

據(jù)半導(dǎo)體行業(yè)觀察了解，目前的本土EDA企業(yè)中，即便是團(tuán)隊(duì)規(guī)模最大，成立時(shí)間最長的華大九天，他們在過去十年間所花費(fèi)的研發(fā)資金也只有幾個(gè)億而已，與國外先進(jìn)競爭對(duì)手每年數(shù)十億的投入相比（距離：Synopsys 2017年的研發(fā)投入約為8.1億美元），這根本就是杯水車薪。國產(chǎn)EDA如果想進(jìn)一步發(fā)展，加大投入也是勢在必行的。

如何突破？

既然知道了差距在哪里，國產(chǎn)EDA需要做的就是各個(gè)擊破了。

雖然現(xiàn)在三大巨頭在EDA行業(yè)的影響力已經(jīng)足夠巨大，EDA行業(yè)的利潤狀態(tài)也讓它不可能吸引足夠多的投資者、初創(chuàng)企業(yè)和足夠有天賦的工程師投入到這個(gè)領(lǐng)域，因此國產(chǎn)EDA想突破，還需要多費(fèi)點(diǎn)心思和功夫。

面對(duì)產(chǎn)品分散，不夠全面這個(gè)問題，相信那些已經(jīng)拿到幾輪投資的EDA廠商想必正在摩拳擦掌，在研發(fā)上加大投入，積極擴(kuò)展待開發(fā)領(lǐng)域，滿足下游設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域的多樣化需求。但如果能夠獲得國家基金等多方面的支持，對(duì)他們來說是一個(gè)更大的促進(jìn)和鼓舞。

至于與先進(jìn)工藝方面結(jié)合缺失這個(gè)問題，那就既需要國內(nèi)晶圓廠提高自身的制造技術(shù)，又需要加強(qiáng)和先進(jìn)晶圓廠的合作，但我們也要清楚明白到，打鐵還需自身硬。

來到人才不足的問題，那就需要從根源上解決。

我國EDA產(chǎn)業(yè)整體從業(yè)人員偏少的原因一方面在于EDA開發(fā)本身門檻高，需要計(jì)算機(jī)、數(shù)學(xué)等綜合型人才；另一方面，整體薪酬偏低。這就使得很多EDA工程師，尤其是年輕的EDA工程師轉(zhuǎn)向了AI和互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)，這寫問題就需要廠商去各個(gè)擊破。國內(nèi)外的EDA巨頭為了迎合人才的需求和流向，抓住人才這個(gè)核心，也紛紛在南京、武漢、成都等地建立研發(fā)中心。

但在我們看來，如果想解決EDA的人才問題，我們不但需要提升工程師的待遇，還要利用股權(quán)激勵(lì)等方式讓工程師用主人翁的精神來做產(chǎn)品開發(fā)，這樣才能吸引到更多的人投入其中，進(jìn)而產(chǎn)出更好的成果。

現(xiàn)在，本土EDA廠商目前均也在各自專長的領(lǐng)域單點(diǎn)突破，如果能夠再從點(diǎn)到面，齊頭發(fā)展，才能更上一層樓，打造本土EDA全方位競爭力，但這需要產(chǎn)業(yè)鏈各界的共同努力。