國(guó)產(chǎn)EDA產(chǎn)業(yè)面臨哪些難題

　　所謂的 EDA ，其實(shí)是電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（Electronic Design Automation）的簡(jiǎn)稱，是從計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）、計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試（CAT）和計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）的概念發(fā)展而來(lái)。

　　隨著芯片的集成度越來(lái)越高，一片芯片中有集成了上億個(gè)晶體管，人工設(shè)計(jì)電路、繪制的工作量巨大，只有借助電腦工具才能完成，EDA工具對(duì)芯片設(shè)計(jì)的重要性不言而喻，可以說(shuō)離開(kāi)了EDA，企業(yè)就不可能研發(fā)設(shè)計(jì)出高端芯片。

　　國(guó)產(chǎn)化替代面臨哪些難題

　　我們首先要理解EDA產(chǎn)業(yè)的特點(diǎn)。EDA是集成電路產(chǎn)業(yè)鏈當(dāng)中極其重要的關(guān)鍵基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，但又是產(chǎn)值相對(duì)較小的一個(gè)高度集中化的產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)。

　　2018年相對(duì)于近五千億美金的芯片產(chǎn)業(yè)，整個(gè)EDA 的市場(chǎng)規(guī)模僅為97.15 億美元。而其中有70%的市場(chǎng)份額都由EDA 三巨頭Synopsys、Cadence 和西門(mén)子旗下的Mentor Graphics 占據(jù)。全球EDA產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成了三巨頭公司寡頭壟斷格局，在中國(guó)市場(chǎng)上，EDA的市場(chǎng)份額中三巨頭更是占到了95%以上，集中度更高。

　　這不僅極大的擠壓了我國(guó)EDA產(chǎn)業(yè)的發(fā)展空間，同時(shí)也嚴(yán)重影響了我國(guó)EDA軟件的國(guó)產(chǎn)化的研發(fā)節(jié)奏。90年代，當(dāng)美國(guó)解除了對(duì)中國(guó)的EDA禁令之后，美國(guó)的先進(jìn)的EDA軟件迅速來(lái)華，一路攻城略地，致使中國(guó)剛剛起步的EDA自主研發(fā)的節(jié)奏被打亂，“市場(chǎng)換技術(shù)”成為了此后十幾年的路徑依賴。

　　與美國(guó)高端、成熟的EDA產(chǎn)業(yè)鏈相比，我國(guó)在EDA產(chǎn)業(yè)發(fā)展上面有哪些難點(diǎn)呢？

　　首先是技術(shù)門(mén)檻。EDA工具是一個(gè)“多工具”組成的軟件集群，目前我國(guó)的企業(yè)在部分工具上實(shí)現(xiàn)了突破，但目前在完整可用的全流程工具鏈上，還需要更多的技術(shù)積累，而這并非短期之內(nèi)就能完成。

　　其次是技術(shù)集成度高。EDA是芯片設(shè)計(jì)公司、晶圓廠、EDA軟件商長(zhǎng)期協(xié)作的成果，需要大量的人才投入、數(shù)學(xué)優(yōu)化和經(jīng)驗(yàn)積累，并非一朝一夕可一蹴而就。目前許多EDA企業(yè)不僅提供EDA軟件，同時(shí)也提供IP設(shè)計(jì)，既能降低成本，又能通過(guò)開(kāi)發(fā)一些定制化EDA功能來(lái)提高IP質(zhì)量，成為當(dāng)前主要流行的模式。我國(guó)在先進(jìn)制程上面的集成設(shè)計(jì)能力顯著落后于國(guó)外2-3代。

　　再次是人才門(mén)檻。在EDA軟件研發(fā)人才方面，國(guó)內(nèi)設(shè)立EDA專業(yè)的高校不太多，而且互聯(lián)網(wǎng)和金融行業(yè)吸引了大量的軟件開(kāi)發(fā)人才，導(dǎo)致EDA軟件研發(fā)人才嚴(yán)重不足，我國(guó)在EDA技術(shù)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)上面也亟待加強(qiáng)。

　　EDA市場(chǎng)三足鼎立

　　到目前為止，全球EDA市場(chǎng)被 新思科技 （Synopsys）、 鏗騰電子 （Cadence）、 明導(dǎo) （Mentor）三巨頭瓜分，基本形成三足鼎立的格局。

　　Cadence：

　　Cadence（鏗騰電子）由SDA Systems和ECAD兩家公司于1988年兼并而成，是一個(gè)專門(mén)從事電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）的軟件公司，也是全球最大的電子設(shè)計(jì)技術(shù)（Electronic Design Technologies）、程序方案服務(wù)和設(shè)計(jì)服務(wù)供應(yīng)商。在世界范圍內(nèi)，市場(chǎng)份額遙遙領(lǐng)先于其它競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，蘋(píng)果、三星、惠普、戴爾、愛(ài)立信、華為等都是其客戶。

　　Cadence s：

　　Synopsys（新思科技）成立于1986年，是為全球集成電路設(shè)計(jì)提供電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）軟件工具的主導(dǎo)企業(yè)，為全球電子市場(chǎng)提供技術(shù)先進(jìn)的IC設(shè)計(jì)與驗(yàn)證平臺(tái)，致力于復(fù)雜的芯片上系統(tǒng)（SoCs）的開(kāi)發(fā)。Synopsys占據(jù)統(tǒng)治地位的產(chǎn)品為邏輯綜合工具DC（design compiler），時(shí)序分析工具PT（Prime TIme），這兩大產(chǎn)品在全球EDA市場(chǎng)幾乎一統(tǒng)江山。

　　Mentor：

　　Mentor（明導(dǎo)）成立于1981年，是電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)產(chǎn)商，提供完整的軟件和硬件設(shè)計(jì)解決方案，是全球三大EDA大佬之一。Mentor 除EDA工具外，還具備非常多助力汽車電子廠商的產(chǎn)品，包括嵌入式軟件等，在2016年被德國(guó)西門(mén)子收購(gòu)。Mentor 的策略是在主業(yè)即EDA工具方面持續(xù)加強(qiáng)自主研發(fā)，每年30%的銷售收入作為科研經(jīng)費(fèi)投入。

　　華大九天 ：國(guó)產(chǎn)EDA龍頭

　　華大九天成立于2009年，但是距今已有三十多年的軟件研發(fā)技術(shù)積累，其前身是中國(guó)華大集成電路設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司的EDA部門(mén)，具有國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的EDA研發(fā)團(tuán)隊(duì)，致力于為集成電路設(shè)計(jì)制造及面板設(shè)計(jì)制造行業(yè)提供專業(yè)的EDA解決方案：

　　1986年開(kāi)始研發(fā)熊貓ICCAD系統(tǒng)；

　　1993年發(fā)布熊貓系統(tǒng)；

　　2001年發(fā)布九天Zeni系統(tǒng)；

　　2006年，發(fā)布SoC時(shí)鐘分析與優(yōu)化工具Clock Explorer；

　　2008年發(fā)布時(shí)序優(yōu)化工具TIming Explorer；

　　2010年，推出AetherFPD解決方案，拓展在FPD領(lǐng)域的EDA軟件支持；

　　2012年，推出FPD全流程解決方案，并被京東方全面采用；

　　2013年，發(fā)布多款數(shù)?；旌螴P核；

　　2014年發(fā)布模擬電路EDA全系統(tǒng)工具；

　　2016年發(fā)布高精度大容量并行spice仿真工具ALPS；

　　2017年，發(fā)布Silicon-aware時(shí)序簽核及大數(shù)據(jù)分析工具XTIme和完整的時(shí)序ECO優(yōu)化解決方案XTop。

　　我國(guó)EDA雖然起步比較早，但是由于前期的發(fā)展過(guò)于緩慢，導(dǎo)致如今嚴(yán)重滯后，還存在產(chǎn)品不夠全、與先進(jìn)工藝的結(jié)合還比較弱、對(duì)技術(shù)了解不多，以及人才嚴(yán)重短缺等問(wèn)題，離產(chǎn)業(yè)的要求還相差很遠(yuǎn)。

　　從短期來(lái)看，現(xiàn)有國(guó)外EDA軟件的禁用不會(huì)對(duì)華為造成致命性的影響，但是受美國(guó)整個(gè)半導(dǎo)體技術(shù)限制升級(jí)，華為則面臨更兇險(xiǎn)的局面。積極博弈和尋求“備胎”成為當(dāng)下要同時(shí)進(jìn)行的兩手準(zhǔn)備。

　　從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，國(guó)家及業(yè)內(nèi)不能再對(duì)美國(guó)抱有“妥協(xié)”和“求放過(guò)”的幻想。產(chǎn)業(yè)各界必須拿出耐心和決心來(lái)投入基礎(chǔ)科學(xué)和核心技術(shù)的發(fā)展與研發(fā)當(dāng)中。

　　而在這條更加艱難的道路上，我國(guó)的芯片產(chǎn)業(yè)以及相關(guān)的科技產(chǎn)業(yè)，要做好長(zhǎng)期承受苦痛的心理準(zhǔn)備。對(duì)于EDA軟件產(chǎn)業(yè)，更是如此。

　　作為我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)安全的重要支撐，實(shí)現(xiàn)EDA工具自主可控是重中之重，就拿華為來(lái)說(shuō)，即使有海思的設(shè)計(jì)能力，但是沒(méi)有EDA工具同樣是白費(fèi)。而目前的現(xiàn)狀是，國(guó)內(nèi)集成電路設(shè)計(jì)公司幾乎全部采用國(guó)外EDA工具。

　　作為國(guó)產(chǎn)EDA的龍頭，華大九天一直以來(lái)都在為研發(fā)和推廣國(guó)產(chǎn)EDA軟件而努力，并且取得了一定的成就，希望中國(guó)在這方面能早日打破國(guó)外的壟斷，避免被美國(guó)卡脖子。