前言

隨著中美競(jìng)爭(zhēng)的急速加劇，半導(dǎo)體/集成電路領(lǐng)域成為了雙方競(jìng)爭(zhēng)的主戰(zhàn)場(chǎng)。而在這主戰(zhàn)場(chǎng)中，“戰(zhàn)火”逐步在向設(shè)備、EDA軟件和材料三個(gè)最為焦灼的“陣地”集中。由于目前各大自媒體和行業(yè)媒體對(duì)于這三個(gè)細(xì)分行業(yè)討論較多，其中有不少精彩而不失真知灼見的作品。但是其中的謬誤也比較多，尤其是一些非專業(yè)出身的作者往往從網(wǎng)上一些公開信息出發(fā)來解讀，加上自己一知半解的解讀，容易給讀者造成很多錯(cuò)誤的引導(dǎo)。對(duì)于設(shè)備和材料，在我的知識(shí)范圍之外，而對(duì)于EDA軟件我自認(rèn)還是了解比較深入的。為了讓大家能夠較好地認(rèn)識(shí)EDA軟件這一細(xì)分行業(yè)，我將在接下來一段時(shí)間重點(diǎn)撰寫一系列相關(guān)文章來加以闡述。有不足和錯(cuò)誤之處，也希望大家及時(shí)指出。本期將作為第一篇，盤點(diǎn)一下目前我國(guó)在EDA軟件方面到底有哪些公司，也盤點(diǎn)一下我國(guó)在這個(gè)行業(yè)的“家底”。這篇文章將簡(jiǎn)單談三個(gè)問題：什么是EDA軟件？為什么EDA軟件非常重要？我國(guó)國(guó)產(chǎn)EDA軟件公司現(xiàn)在的情況如何？未來盡可能的照顧到更廣大的讀者，我將盡量把文章寫得通俗一些。但這個(gè)題目一旦稍微深入一些，就不可避免的會(huì)有閱讀的門檻。如果給各位造成閱讀上的不便，請(qǐng)見諒。

1.EDA軟件——面向集成電路的“工業(yè)軟件”

EDA全稱為是電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（Electronic Design Automation），EDA軟件就是實(shí)現(xiàn)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化這一工作的載體。EDA軟件本質(zhì)是一種工業(yè)軟件，其目的是為了提升設(shè)計(jì)能力、加快設(shè)計(jì)自動(dòng)化程度的軟件。廣義上任何一種對(duì)于工業(yè)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、組織、流通環(huán)節(jié)的軟件都可以稱為“工業(yè)軟件”。這種軟件本質(zhì)上和“工業(yè)母機(jī)”一樣，是工業(yè)能力的體現(xiàn)。“工業(yè)軟件”是信息技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用，也是“工業(yè)經(jīng)驗(yàn)”的載體。通過將工業(yè)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、組織等環(huán)節(jié)的經(jīng)驗(yàn)、流程固化為計(jì)算機(jī)軟件，利用計(jì)算機(jī)自身的運(yùn)算能力可以極大的提升整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)的效率。

大部分工科學(xué)生都學(xué)習(xí)過的《工程制圖》，課程中必然會(huì)講到的AutoCAD就是一種非常典型的工業(yè)軟件。通過以計(jì)算機(jī)輔助作圖的方式，可以快速地實(shí)現(xiàn)從小到各類零件，大到飛機(jī)樓房的各種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，除了可以精確地標(biāo)定各類參數(shù)以外，還可以進(jìn)一步生成3D模型對(duì)其進(jìn)行全面的模擬。

而AutoCAD還只是相對(duì)較為“初級(jí)”的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法，EDA則是20世紀(jì)90年代初從計(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)展而來的。時(shí)至今日，雖然大家對(duì)于EDA軟件的自動(dòng)化程度仍然有很大不滿，但其相比于其它行業(yè)的設(shè)計(jì)輔助軟件的自動(dòng)化程度已經(jīng)是大大領(lǐng)先，這種領(lǐng)先是在“摩爾定律”的推動(dòng)下，單個(gè)芯片內(nèi)部的晶體管數(shù)量沿著18個(gè)月翻一番的速度高歌猛進(jìn)了幾十年的過程中，市場(chǎng)對(duì)技術(shù)的推動(dòng)造成的。2000年出品的奔騰4威拉米特，生產(chǎn)工藝為180nm，cpu晶體管數(shù)量就已經(jīng)到達(dá)了4200萬(wàn)個(gè)。如果沒有一套高度自動(dòng)化的設(shè)計(jì)工具和設(shè)計(jì)流程保障，這4200萬(wàn)個(gè)晶體管的芯片設(shè)計(jì)圖是無法完成的。10年后的2010年，Intel的Corei7，制作工藝為32 nm，晶體管數(shù)量約為12億個(gè)。到了2020年，雖然摩爾定律已經(jīng)有所減緩，但是高端CPU的晶體管數(shù)量也毫無懸念的突破了300億。64核心128線程的AMD EPYC霄龍處理器據(jù)稱有395.4億個(gè)晶體管。

設(shè)計(jì)包含如此龐大數(shù)量晶體管的芯片離開了高度自動(dòng)化的工具顯然是無法完成的。而與大家很直白的認(rèn)識(shí)AutoCAD這類“制圖軟件”不同，芯片的最終加工雖然依賴于類似于圖2的這種版圖設(shè)計(jì)，但在得到這樣一張圖之前還有非常多的工作要做。在開始設(shè)計(jì)一顆芯片時(shí)，首先需要論證設(shè)計(jì)方案的正確性。其次需要確保設(shè)計(jì)輸入的正確性和完整性，確保設(shè)計(jì)輸入已經(jīng)完整且正確的覆蓋了設(shè)計(jì)需求。然后需要將設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換為具體的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，做進(jìn)一步的驗(yàn)證。此后還需要將設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換為實(shí)際的物理設(shè)計(jì)。

更進(jìn)一步，在芯片制造過程中依然需要EDA軟件的輔助，在芯片的良率分析、加工工藝仿真等環(huán)節(jié)，EDA軟件依然起到了非常關(guān)鍵的作用。

如果我們用建筑行業(yè)來做一個(gè)簡(jiǎn)單的類比，那么EDA軟件的作用可以不那么準(zhǔn)確的類比為“出設(shè)計(jì)圖紙”、“出施工圖紙”和“施工過程輔助”三個(gè)環(huán)節(jié)。

如同建筑設(shè)計(jì)要得到標(biāo)注了各種建筑尺寸、形狀、結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)圖一樣，集成電路設(shè)計(jì)首先要得到一張由各種電路器件符號(hào)標(biāo)注的“電路圖”。然后基于這張圖進(jìn)行“仿真”，確定設(shè)計(jì)的合理性和完備性。由于現(xiàn)在晶體管數(shù)量已經(jīng)非常龐大，所以很多時(shí)候這張圖不一定是以圖形的形式出現(xiàn)，而是以某個(gè)寫滿了各種代碼和符號(hào)的文本形式出現(xiàn)。這種文本被稱為“網(wǎng)表”，這其中記錄了各種元器件的參數(shù)以及連接關(guān)系。

而僅僅得到了設(shè)計(jì)圖/電路圖是不夠的，因?yàn)橹荒茯?yàn)證設(shè)計(jì)方案的合理性，而無法直接加以施工/制造。如果要施工/制造，還需要得到更為細(xì)節(jié)的“施工圖”。

因?yàn)榧呻娐返募庸み^程是依靠在硅片上刻蝕出各種形狀并注入不同的半導(dǎo)體材料而完成的，因此在施工前必須要得到這樣的形狀才有可能去完成生產(chǎn)。

以上得到“設(shè)計(jì)圖”的過程在集成電路中被稱為“前端設(shè)計(jì)”，而得到“施工圖”的過程則被稱為“后端設(shè)計(jì)”。由此可見，前端設(shè)計(jì)是要得到一個(gè)上百億個(gè)晶體管的設(shè)計(jì)參數(shù)和連接關(guān)系，并且確保這些參數(shù)和連接關(guān)系是完全正確且滿足設(shè)計(jì)需求的。而后端設(shè)計(jì)則需要將將這上百億個(gè)晶體管的參數(shù)和連接關(guān)系轉(zhuǎn)化為可以用于實(shí)際生產(chǎn)的“版圖”。這樣巨大的工作量，且不說依靠人力所耗費(fèi)時(shí)間的要多少年，單單是人本身由于自身可能存在的失誤就導(dǎo)致這一過程依靠人力是無法完成的。

因此，將設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、設(shè)計(jì)思想、設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)流程轉(zhuǎn)化到EDA軟件，通過發(fā)揮計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的計(jì)算能力和軟件本身重復(fù)執(zhí)行的可靠性，讓計(jì)算機(jī)去替代人力做這些工作量大、重復(fù)性高、容易出錯(cuò)的繁瑣工作就成為了一種必然的選擇。也由此可以看出，EDA軟件的發(fā)展是這么多年集成電路產(chǎn)業(yè)能夠持續(xù)發(fā)展的原動(dòng)力之一。

2.EDA軟件如何“卡住了脖子”

如果一項(xiàng)技術(shù)能夠被稱為“卡脖子”技術(shù)，說明其必然是有較高的難度和門檻的。這個(gè)門檻可能是來自于多個(gè)方面，可能來自于技術(shù)本身，也可能來自于技術(shù)背后的市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)力，還有可能來自于時(shí)間和積累。然而很不幸的是，EDA軟件在這幾個(gè)方向幾乎全部占了。

首先是技術(shù)本身的門檻。由于現(xiàn)代集成電路產(chǎn)業(yè)的經(jīng)過40年高速發(fā)展，其設(shè)計(jì)和生產(chǎn)復(fù)雜程度都已經(jīng)空前提高。在上一節(jié)中我們已經(jīng)可以看到，現(xiàn)在的高端芯片動(dòng)輒包含上百億個(gè)晶體管。單單是如何把這上百億個(gè)晶體管擺放在合適的位置這一很“基本”的問題，這就已經(jīng)是一個(gè)非常復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題了。更何況由于芯片設(shè)計(jì)存在上市時(shí)間這一“紅線”，因此如何讓計(jì)算機(jī)如何高效、準(zhǔn)確的求解這些復(fù)雜問題會(huì)讓技術(shù)門檻進(jìn)一步提高。隨著集成電路工藝的日益先進(jìn)，一些原來較老的工藝不存在的問題不斷出現(xiàn)。例如在先進(jìn)工藝下，由于晶體管已經(jīng)微縮到非常小的程度，加工工藝的誤差會(huì)導(dǎo)致每個(gè)晶體管的電氣參數(shù)誤差增大。尤其是在使用一些特殊的低電壓、低功耗設(shè)計(jì)時(shí)，其分析和仿真的方法又會(huì)有重大的革新。這些技術(shù)門檻就是一個(gè)實(shí)實(shí)在在的壁壘，讓后來者望而卻步。

而這些門檻如何到達(dá)今天這樣的高度，其實(shí)是和40多年來整個(gè)集成電路行業(yè)的積累所形成的設(shè)計(jì)方法學(xué)和核心算法“固化”與“演進(jìn)”分不開的。在1980 年 卡弗爾米德和琳康維發(fā)表論文《超大規(guī)模集成電路系統(tǒng)導(dǎo)論》，提出通過編程語(yǔ)言進(jìn)行芯片設(shè)計(jì)的思想， 被視為集成電路的設(shè)計(jì)方法從CAD開始向EDA演進(jìn)的標(biāo)志。而在發(fā)展的早期（20世紀(jì)80-90年代），整個(gè)EDA技術(shù)的鏈條并不完善。而當(dāng)時(shí)由于芯片規(guī)模還不算特別大，對(duì)于設(shè)計(jì)自動(dòng)化的要求尚不算太高。因此當(dāng)時(shí)很多EDA軟件以“點(diǎn)工具”，也就是一個(gè)具體的問題點(diǎn)為核心來開展設(shè)計(jì)。在20世紀(jì)80年代末，今天EDA軟件市場(chǎng)占有率最大的“三大家”Synopsys、Cadence和Mentor Graphics（2016年底被西門子收購(gòu)）相繼成立。而在整個(gè)90年代，各種出產(chǎn)點(diǎn)工具的創(chuàng)業(yè)公司不斷誕生，學(xué)術(shù)界也有大量的學(xué)者投入到EDA相關(guān)的研究中，當(dāng)時(shí)EDA領(lǐng)域的DAC、DATE等會(huì)議一度發(fā)展為“萬(wàn)人盛會(huì)”。伴隨著產(chǎn)業(yè)近300次的并購(gòu)與重組，“三大家”通過收購(gòu)大量的“點(diǎn)工具公司”逐步補(bǔ)齊了自己的產(chǎn)品，形成了“工具鏈”。即便如此，“三大家”也有自己各種的優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域，也做不到全鏈條通吃。這也足見了EDA軟件種類之多，流程之復(fù)雜。

技術(shù)之外更大的限制來自于市場(chǎng)。在整個(gè)電子信息產(chǎn)業(yè)中，越“前端”的產(chǎn)業(yè)規(guī)模越小，越“后端”的規(guī)模越大。2018 年整個(gè) EDA 的市場(chǎng)規(guī)模僅為 97.15 億美元，在整個(gè)集成電路產(chǎn)業(yè)中占比很小，和以互聯(lián)網(wǎng)為代表的信息技術(shù)服務(wù)產(chǎn)業(yè)相比更是九牛一毛。市場(chǎng)的容量在很大程度上限制了后來的競(jìng)爭(zhēng)者。尤其是在2000年以后“三大家”基本成型后，后來者的挑戰(zhàn)者在完全的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下已幾乎不存在反超的可能性。試想，誰(shuí)會(huì)愿意投資這樣一個(gè)技術(shù)難度高、研發(fā)周期長(zhǎng)、已經(jīng)被成熟公司壟斷且市場(chǎng)總?cè)萘坑植淮蟮念I(lǐng)域呢？

從客戶來講，任何軟件都有一個(gè)“用戶習(xí)慣”的問題。更何況EDA軟件還不是簡(jiǎn)單的用戶習(xí)慣，用戶從已成熟的EDA工具切換到新的工具上會(huì)不可避免的要付出較高的學(xué)習(xí)成本。此外，集成電路從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)不但是人才密集型，更是資金密集型。一顆先進(jìn)芯片的一次性研發(fā)制造成本已超過千萬(wàn)美元。這時(shí)候讓客戶從一個(gè)完整的、經(jīng)過多年驗(yàn)證的工具鏈條，切換到一個(gè)全新的、不完整的、客戶不熟悉的、還有可能存在著未知風(fēng)險(xiǎn)的EDA軟件，相信任何客戶都不可接受。

除了以上的壁壘以外，EDA軟件廠商還通過和IP商、代工廠們形成互相嵌合的生態(tài)網(wǎng)。新EDA、新IP、新工藝，互相促進(jìn)、互為一體滾動(dòng)發(fā)展，進(jìn)一步杜絕后來者趕超的可能性。同時(shí)也鎖死了通過“盜版”或者“破解”繞開EDA軟件的可能性。當(dāng)然，EDA領(lǐng)域的破解和防破解也是一個(gè)長(zhǎng)期的斗爭(zhēng)過程，有機(jī)會(huì)我會(huì)開一個(gè)“江湖往事”系列來談一談這些問題。

所以自2000年以后，雖然由于集成電路工藝和設(shè)計(jì)方法的持續(xù)發(fā)展還會(huì)有從事“點(diǎn)工具”的創(chuàng)業(yè)型EDA的公司誕生，但他們最好的結(jié)局或是被“三大家”收購(gòu)，變成“三大家”工具鏈的一部分；或是被Intel等集成電路設(shè)計(jì)巨頭收購(gòu)，變成這些巨頭的“私房工具”。而大部分創(chuàng)業(yè)公司的結(jié)局不過是塵歸塵、土歸土。

以上就是對(duì)于EDA工具如何卡住脖子的分析，也是我國(guó)發(fā)展EDA技術(shù)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)必須要面對(duì)的嚴(yán)峻現(xiàn)實(shí)。

3.逆風(fēng)而行的國(guó)產(chǎn)EDA軟件公司

“既然EDA軟件如此重要，為什么我們國(guó)家不早一點(diǎn)重視并發(fā)展EDA軟件？”相信這個(gè)問題一定是很多朋友的疑問。但其實(shí)這種問題的答案都是相似的，當(dāng)時(shí)我們國(guó)家是重視的，但是后期由于各種原因造成了產(chǎn)業(yè)的停滯。

在1984年，時(shí)任電子工業(yè)部部長(zhǎng)就在《紅旗》雜志撰文指出：“電子科學(xué)技術(shù)和電子工業(yè)門類繁多，面臨的科研、試制、生產(chǎn)的任務(wù)很重，而國(guó)家的財(cái)力物力有限，百事待興。這就要求我們從實(shí)際情況出發(fā)，堅(jiān)持量力而行、突出重點(diǎn)，即在一定的發(fā)展階段，確定有限目標(biāo)，集中力量抓最重要的產(chǎn)品、最關(guān)鍵的技術(shù)，通過重點(diǎn)突破、帶動(dòng)全局，爭(zhēng)取在有限投資的條件下取得最好的效益。在發(fā)展我國(guó)電子工業(yè)的戰(zhàn)略部署上，近期、中期應(yīng)該集中主要力量發(fā)展微電子工業(yè)和微型計(jì)算機(jī)工業(yè)，力爭(zhēng)在“七五”期間建立微電子工業(yè)的基礎(chǔ)，以加速軍事電子裝備、電子計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備以及其他生產(chǎn)資料類重點(diǎn)產(chǎn)品的發(fā)展，加速這些產(chǎn)品向微電子技術(shù)基礎(chǔ)轉(zhuǎn)移，在新的技術(shù)基礎(chǔ)之上實(shí)現(xiàn)電子工業(yè)綜合協(xié)調(diào)發(fā)展。” 應(yīng)該說當(dāng)時(shí)中央有很大一批有遠(yuǎn)見的領(lǐng)導(dǎo)，對(duì)于建立微電子工業(yè)的基礎(chǔ)的迫切需求有著非常清晰的認(rèn)識(shí)。

作為微電子工業(yè)整體投入的一部分，國(guó)內(nèi)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。國(guó)內(nèi)為了更好發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)， 在 1986 年開始研發(fā)我國(guó)自有集成電路計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)——熊貓系統(tǒng)。并在攻堅(jiān)多年之后，于 1993 年國(guó)產(chǎn)首套 EDA 熊貓系統(tǒng)問世。但這之后的國(guó)內(nèi)EDA發(fā)展曲折而緩慢，隨著國(guó)產(chǎn)EDA軟件的突破，國(guó)外迅速放棄了對(duì)于EDA軟件的封鎖和禁售。1995年“三大家”之一的Synopsys公司進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)。此時(shí)國(guó)產(chǎn)集成電路就面臨一個(gè)選擇：如果等待國(guó)產(chǎn)EDA軟件成熟，那么整個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的進(jìn)度將被極大的拖慢；而如果采用國(guó)外現(xiàn)成的成熟軟件，則國(guó)產(chǎn)EDA軟件則喪失發(fā)展的機(jī)會(huì)。其實(shí)這類問題在90年代以后我國(guó)的各行業(yè)的發(fā)展中不斷的被問起。在當(dāng)時(shí)“和平與發(fā)展”是主題的基本判斷下，“開放共贏”的“全球化”背景之下，集中力量于自己的“優(yōu)勢(shì)”并積極融入“全球化”分工確實(shí)是當(dāng)時(shí)最優(yōu)化的選擇。更何況當(dāng)時(shí)已全面落后的微電子工業(yè)已不具備在市場(chǎng)條件下與國(guó)外全面競(jìng)爭(zhēng)的能力，當(dāng)時(shí)國(guó)產(chǎn)芯片尚且在各種質(zhì)疑聲中，根本無力支撐國(guó)產(chǎn)EDA的發(fā)展。“融入”既是不得已的選擇，也是積聚力量、以待時(shí)機(jī)的策略。

所以我們不應(yīng)驚訝國(guó)產(chǎn) EDA 產(chǎn)業(yè)沒有取得實(shí)質(zhì)成功，而我們更應(yīng)該慶幸的是在歷史長(zhǎng)河中，國(guó)內(nèi) EDA 廠商的星星之火從未斷絕。無論是在逆境中堅(jiān)持的“熊貓系統(tǒng)后裔”華大九天等公司，還是在“三大家”工作的國(guó)人，抑或是在歐美高校中留學(xué)和工作的華人師生，以及在“五唯”甚囂塵上之時(shí)在國(guó)內(nèi)高校中隱忍堅(jiān)持的國(guó)內(nèi)學(xué)者。他們每一個(gè)人都是國(guó)產(chǎn)EDA軟件的火種。當(dāng)我們沿著“全球化”的自由競(jìng)爭(zhēng)規(guī)則奮力向前，依靠自身發(fā)展逐步在產(chǎn)業(yè)鏈上攀登的道路受阻之時(shí)，這些火種就成為了我國(guó)抵抗外部壓制構(gòu)筑防御的潛在力量。

經(jīng)過20年的默默發(fā)展，尤其是最近幾年以來中美對(duì)抗加劇后國(guó)家各個(gè)層面對(duì)于集成電路產(chǎn)業(yè)的重視，國(guó)產(chǎn)EDA軟件迎來了難得的黃金發(fā)展期。在除了原有的國(guó)產(chǎn)EDA軟件公司外，又涌現(xiàn)出了一大批新成立的EDA軟件公司。這些EDA軟件公司分別在EDA工具的不同環(huán)節(jié)上取得了一定的突破。

前文說到，EDA軟件可以分為服務(wù)“出設(shè)計(jì)圖紙”、“出施工圖紙”和“施工過程輔助”三個(gè)環(huán)節(jié)的軟件，而由于模擬集成電路和數(shù)字集成電路由于在設(shè)計(jì)流程和設(shè)計(jì)方法學(xué)上有所區(qū)別，設(shè)計(jì)相關(guān)的工具又分為模擬芯片設(shè)計(jì)相關(guān)的EDA工具和數(shù)字芯片設(shè)計(jì)相關(guān)的EDA工具兩類。

對(duì)于數(shù)字集成電路工具，可以分為和“出設(shè)計(jì)圖紙相關(guān)”的RTL仿真、門級(jí)仿真、設(shè)計(jì)輸入/虛擬IP、測(cè)試激勵(lì)生成、靜態(tài)仿真、原型驗(yàn)證、硬件加速等方向的專用工具以及和“出施工圖紙”有關(guān)的邏輯綜合、測(cè)試性設(shè)計(jì)、布局布線、物理驗(yàn)證、寄生參數(shù)提取、時(shí)序分析等。而對(duì)于模擬集成電路設(shè)計(jì)，和“出設(shè)計(jì)圖紙”有關(guān)的主要是Spice模型和晶體管仿真，和“出施工圖紙”有關(guān)的包括了版圖繪制、物理驗(yàn)證、寄生提取、后仿真等。面向“施工過程輔助”的則主要有掩模版對(duì)準(zhǔn)、工藝仿真、良率分析等三個(gè)方面。

除此之外，還有一個(gè)非常具有“特色”的工具是針對(duì)芯片分析服務(wù)的。而這個(gè)服務(wù)有很多不可描述的地方，我們?cè)谶@里就不詳細(xì)展開了。

對(duì)于這些環(huán)節(jié)中的國(guó)內(nèi)EDA公司，我們可以用這樣一個(gè)圖譜來加以表示。值得欣慰的是，在這個(gè)圖譜上很多環(huán)節(jié)已被國(guó)內(nèi)EDA公司分別覆蓋。但非常不幸的是，還有很多環(huán)節(jié)我們?nèi)詻]有合適的隊(duì)伍站上去。

接下來可以對(duì)這些公司加以逐一盤點(diǎn)。我們可以先從占位較多的公司盤點(diǎn)起。

談到國(guó)產(chǎn)EDA公司，必然繞不開華大九天這一傳奇公司。華大九天的前身是成立于1986年的華大集成電路設(shè)計(jì)集團(tuán)的EDA部門。該公司從研發(fā)“熊貓”國(guó)產(chǎn)EDA系統(tǒng)開始，幾經(jīng)沉浮，經(jīng)過數(shù)十年的技術(shù)積累與市場(chǎng)拓展。目前華大九天已經(jīng)在模擬和定制集成電路領(lǐng)域形成了相對(duì)完整的EDA工具鏈，雖然其整體性與國(guó)際主流技術(shù)還有差距，但是某些單點(diǎn)工具和平板顯示器領(lǐng)域的解決方案，已經(jīng)具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。是國(guó)產(chǎn)EDA公司中從業(yè)人數(shù)最多，本土耕耘歷史最久的本土公司，也是國(guó)產(chǎn)EDA公司的一面旗幟。

與華大九天相對(duì)應(yīng)的是芯華章。芯華章成立于2020年3月份，是國(guó)產(chǎn)本土EDA公司中相對(duì)較年輕的一家企業(yè)。但其創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)在EDA行業(yè)平均從業(yè)經(jīng)驗(yàn)超過15年，起點(diǎn)較高。尤其是該公司集中了在數(shù)字集成電路前端設(shè)計(jì)與驗(yàn)證工具開發(fā)非常有經(jīng)驗(yàn)的一幫人才，是值得期待的一家國(guó)產(chǎn)EDA公司。該公司瞄準(zhǔn)國(guó)內(nèi)技術(shù)空白，市場(chǎng)容量最大，芯片設(shè)計(jì)成本占比最高的數(shù)字集成電路前端設(shè)計(jì)與驗(yàn)證領(lǐng)域。在已有的EDA技術(shù)人員和知識(shí)積累的基礎(chǔ)上，計(jì)劃以人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)分析引擎從底層改造數(shù)字集成電路驗(yàn)證EDA技術(shù)，重塑數(shù)字EDA驗(yàn)證工具構(gòu)架，逐步實(shí)現(xiàn)包括RTL仿真到硬件加速的數(shù)字集成電路驗(yàn)證領(lǐng)域EDA工具全覆蓋。如果該公司進(jìn)展順利，不但可以彌補(bǔ)我國(guó)EDA工具的一大空白，還可以利用“后發(fā)優(yōu)勢(shì)”在追趕中通過“輕裝上陣”完成反超。

全芯智造成立于2019年9月，由國(guó)際領(lǐng)先的EDA公司攜國(guó)內(nèi)知名資本和科研機(jī)構(gòu)在中國(guó)聯(lián)合注資成立，總部位于合肥，在上海和北京設(shè)有分公司，是一家服務(wù)于芯片制造產(chǎn)業(yè)的EDA公司，主要為Foundry提供晶圓服務(wù)，如提供掩膜版的光學(xué)校準(zhǔn)，解決先進(jìn)工藝下短波長(zhǎng)紫外光在光刻過程中的衍射失真問題，計(jì)劃通過工藝級(jí)器件仿真技術(shù)和計(jì)算光刻技術(shù)入手，立志提升半導(dǎo)體制造業(yè)水平。

概倫電子成立于2010年，在北京、濟(jì)南、上海、硅谷、新竹、首爾設(shè)有分支機(jī)構(gòu)，該公司能夠提供高端半導(dǎo)體器件建模、大規(guī)模高精度集成電路仿真和優(yōu)化、低頻噪聲測(cè)試和一體化半導(dǎo)體參數(shù)測(cè)試解決方案，客戶群體覆蓋絕大多數(shù)國(guó)際知名的集成電路設(shè)計(jì)與制造公司。概倫電子致力于提升先進(jìn)半導(dǎo)體工藝下高端芯片設(shè)計(jì)工具的效能，屬于在國(guó)產(chǎn)EDA公司中少數(shù)在“點(diǎn)工具”上達(dá)到國(guó)際一流水準(zhǔn)的公司。

國(guó)微集團(tuán)起源于1993年，是深圳第一家半導(dǎo)體公司，先后承接國(guó)家集成電路908/909工程。于2016年在香港聯(lián)交所主板上市，其業(yè)務(wù)覆蓋安全芯片的設(shè)計(jì)和應(yīng)用領(lǐng)域。國(guó)微于2018年承接核高基EDA科技專項(xiàng)進(jìn)入EDA產(chǎn)業(yè)，同年收購(gòu)S2C公司擁有FPGA原型驗(yàn)證技術(shù)，并通過參股深圳鴻芯微納技術(shù)有限公司進(jìn)入EDA后端布局布線領(lǐng)域。國(guó)微集團(tuán)目前在原型驗(yàn)證和布局布線兩個(gè)點(diǎn)上具備較強(qiáng)實(shí)力，是國(guó)內(nèi)唯一一家在數(shù)字后端有成熟布局布線解決方案的國(guó)產(chǎn)EDA公司。“布局布線”的本質(zhì)是要確定晶體管的擺放位置和晶體管之間的走線方案，屬于后端設(shè)計(jì)的核心技術(shù)。國(guó)微集團(tuán)在這一關(guān)鍵技術(shù)上的突破為我國(guó)的EDA軟件占住了至關(guān)重要的一個(gè)點(diǎn)。

以上幾家公司都是在多個(gè)點(diǎn)上做出了一定成績(jī)的公司，接下來將介紹一下在某些“點(diǎn)工具”上取得了突破的公司，并順帶介紹一下他們突破的這些點(diǎn)在整個(gè)設(shè)計(jì)流程中的作用。

先還是從數(shù)字集成電路的EDA工具說起。先介紹一下奧卡思微電科技，這是一家從事靜態(tài)仿真和形式化驗(yàn)證工具的公司。該公司位于成都，2018年3月份創(chuàng)立，創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)曾在國(guó)際EDA公司從事靜態(tài)驗(yàn)證工具的開發(fā)工作，如今立足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)從事邏輯靜態(tài)驗(yàn)證EDA工具的產(chǎn)品研發(fā)，目前已經(jīng)有產(chǎn)品面世。靜態(tài)仿真和形式化驗(yàn)證是數(shù)字集成電路發(fā)展到極大規(guī)模以后提出的一種方法學(xué)，其目的是依靠靜態(tài)分析的方法替代傳統(tǒng)依靠隨機(jī)生成測(cè)試向量的仿真方法。雖然近年國(guó)際集成電路市場(chǎng)開始關(guān)注形式化驗(yàn)證技術(shù)，但容量和發(fā)現(xiàn)Bug的效率還有待提高。加上缺乏其他的成套驗(yàn)證解決方案，單獨(dú)形式化驗(yàn)證點(diǎn)工具被市場(chǎng)接受還需要時(shí)間。不過據(jù)最新的消息稱奧卡思微電科技的母公司已接受了大量投資，正在擴(kuò)展全流程的驗(yàn)證方案來補(bǔ)齊短板。

若貝電子是青島唯一的EDA公司，其創(chuàng)始人曾就職于國(guó)際著名FPGA芯片公司，多年前辭職回國(guó)后創(chuàng)立若貝。若貝電子從模塊化設(shè)計(jì)輸入入手，以模擬和定制芯片的原理圖理念布局?jǐn)?shù)字集成電路的設(shè)計(jì)輸入，用可視化的圖形界面展示數(shù)字邏輯的連接關(guān)系。然后通過內(nèi)嵌的標(biāo)準(zhǔn)例化模塊，生成可用于后續(xù)仿真的邏輯網(wǎng)表。這種設(shè)計(jì)方法對(duì)新入行的工程師或新接觸芯片設(shè)計(jì)的學(xué)生，更為直觀地理解電路行為，降低準(zhǔn)入門檻，減少網(wǎng)表輸入的低級(jí)錯(cuò)誤。同時(shí)其軟件具備仿真功能，可以完成邏輯仿真。若貝的優(yōu)勢(shì)在于設(shè)計(jì)輸入與代碼生成環(huán)節(jié)，但在其它的環(huán)節(jié)上的實(shí)力還有所不足。此前由于國(guó)內(nèi)EDA人才匱乏，而若貝本身受到的扶持力度有限。雖經(jīng)多年發(fā)展，篳路藍(lán)縷，仍然有較長(zhǎng)的路要走。希望此次國(guó)內(nèi)對(duì)于EDA產(chǎn)業(yè)的重視，能助力若貝上一個(gè)新的臺(tái)階。

行芯科技總部位于杭州，在上海擁有研發(fā)中心，由幾位歸國(guó)博士創(chuàng)立，致力于集成電路設(shè)計(jì)后端的功耗分析EDA工具的研發(fā)和國(guó)產(chǎn)迭代。目前已經(jīng)有內(nèi)部演示產(chǎn)品，計(jì)劃對(duì)數(shù)字和模擬集成電路的動(dòng)態(tài)功耗分析、電源完整性、電遷徙、電壓降等電源網(wǎng)絡(luò)上的可靠性問題提供國(guó)產(chǎn)EDA分析工具。對(duì)于時(shí)序、功耗、可靠性進(jìn)行分析是芯片制造前的必要檢查環(huán)節(jié)，也是保證芯片“品質(zhì)”的基石。如果不能對(duì)這些電氣特性進(jìn)行有效和可信的分析，所設(shè)計(jì)出的芯片可能會(huì)存在過熱、功耗過高以及穩(wěn)定性不足等問題。尤其是在現(xiàn)代集成電路已進(jìn)入到納米級(jí)工藝時(shí)，這些仿真的重要性會(huì)進(jìn)一步凸顯。

以上三家EDA公司分別在靜態(tài)驗(yàn)證、設(shè)計(jì)輸入以及功耗/時(shí)序分析三個(gè)環(huán)節(jié)上有所突破，但結(jié)合此前已介紹的芯華章和國(guó)微集團(tuán)，可以看出目前在數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)相關(guān)的EDA工具依然還有諸多空缺未能填補(bǔ)。尤其是在負(fù)責(zé)“出施工圖”的后端設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中的邏輯綜合、可測(cè)試性設(shè)計(jì)、物理驗(yàn)證以及寄生提取等環(huán)節(jié)尚未見有公司宣稱其具備成熟產(chǎn)品。而這幾個(gè)環(huán)節(jié)又是后端設(shè)計(jì)中非常“硬核”的環(huán)節(jié)，其產(chǎn)品研發(fā)難度相當(dāng)之高。希望在不久的將來能夠傳來捷報(bào)。

接下來再看一下模擬集成電路設(shè)計(jì)相關(guān)工具。由于華大九天和概倫電子的工具相互補(bǔ)充以后，基本上已經(jīng)完全覆蓋了模擬集成電路設(shè)計(jì)的全部流程。因此我國(guó)在模擬/定制化電路設(shè)計(jì)工具面臨的問題相比于數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)要小很多，起碼可以保證每個(gè)主要環(huán)節(jié)都還是有工具可用。但除了這兩家公司之外，國(guó)內(nèi)也還是有一些EDA公司有不錯(cuò)的“點(diǎn)工具”。

北京超逸達(dá)科技有限公司于2019年底注冊(cè)于北京海淀區(qū)，是一家從事寄生參數(shù)提取的國(guó)產(chǎn)EDA公司，由高校教授牽頭成立，注冊(cè)資金250萬(wàn)，立足于先進(jìn)工藝的的2.5D和3D寄生電阻電容提取，因?yàn)橄冗M(jìn)工藝下線延遲的影響已經(jīng)超過晶體管的延遲，同時(shí)線電阻的急劇增加也大幅影響電路的時(shí)序?qū)崿F(xiàn)，因此寄生參數(shù)在先進(jìn)工藝制程中變得越來越重要，同時(shí)對(duì)寄生參數(shù)提取EDA工具也提出了更大的調(diào)整。因?yàn)榧纳鷧?shù)提取工具與工藝關(guān)系密切，工藝廠商對(duì)合作的EDA廠商要求較多，目前市場(chǎng)上還沒有關(guān)于超逸達(dá)的產(chǎn)品信息。

天津藍(lán)海微國(guó)內(nèi)一家依托國(guó)際主流的EDA平臺(tái)，根據(jù)客戶的特殊需求，在已有設(shè)計(jì)流程上進(jìn)行定制化開發(fā)的服務(wù)公司，通過類似軟件外包服務(wù)，補(bǔ)充國(guó)際主流EDA平臺(tái)的在某些特定領(lǐng)域的功能缺失，如物理驗(yàn)證的Rule Deck的補(bǔ)充與優(yōu)化，RunSet的調(diào)整與定制，在物理驗(yàn)證、寄生參數(shù)提取、以及PDK的開發(fā)等領(lǐng)域提供用戶需求驅(qū)動(dòng)的定制化服務(wù)。

芯禾科技總部位于蘇州，在蘇州和上海均有研發(fā)團(tuán)隊(duì)和市場(chǎng)服務(wù)團(tuán)隊(duì)。芯禾科技成立于2010年，至今已有逾10年的技術(shù)和市場(chǎng)積累，主要從事射頻集成電路、封裝與無源器件的EDA工具與設(shè)計(jì)流程開發(fā)，主要針對(duì)高頻/射頻等集成電路與PCB的高速仿真解決方案，如S參數(shù)的處理與分析、傳輸線和電纜的高頻建模、射頻芯片的電感提取、封裝模型的高速仿真的EDA工具，同時(shí)承接SiP的設(shè)計(jì)服務(wù)。由此可見芯禾科技的EDA工具雖然也是面向模擬仿真，但也有自己的特色。對(duì)于射頻集成電路這一類“特定的模擬電路”，其仿真方法和設(shè)計(jì)方法學(xué)卻有不同。芯禾科技的產(chǎn)品很好的彌補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。

武漢九同方是一家位于湖北的國(guó)產(chǎn)EDA公司，其正在研發(fā)的教學(xué)類EDA工具主要集中在模擬和定制集成電路的前端晶體管仿真，同時(shí)也覆蓋高頻和射頻集成電路前端頻域仿真工具，目前能夠提供包括原理圖輸入、晶體管仿真、電磁場(chǎng)仿真的EDA工具，無源器件的建模等等，其主要客戶群體為高校在校學(xué)生，湖北本地多所高校都已經(jīng)導(dǎo)入了九同方的教學(xué)軟件EDA平臺(tái)，并且該公司在高校競(jìng)賽中表現(xiàn)活躍。

以上就是對(duì)于模擬集成電路設(shè)計(jì)EDA工具廠商的補(bǔ)充介紹，可以看出這些廠商在各自突破的“點(diǎn)工具”上也是有自己的特色，豐富了我國(guó)EDA產(chǎn)品線。

在面向生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的EDA工具，除全芯智造外，還有珂晶達(dá)和廣立微兩家。

杭州廣立微成立于2003年，是大陸較早期進(jìn)入芯片成品率與良率分析EDA工具領(lǐng)域的國(guó)產(chǎn)EDA公司，經(jīng)過十?dāng)?shù)年的技術(shù)積累與產(chǎn)品開發(fā)，目前能夠提供基于芯片測(cè)試所需要的軟硬件產(chǎn)品和系統(tǒng)，為業(yè)界提供芯片測(cè)試解決方案，并且為測(cè)試數(shù)據(jù)提供分析和定位服務(wù)，對(duì)于提升芯片的成品率，減低芯片成本，提供芯片的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，廣立微目前的產(chǎn)品可以覆蓋從測(cè)試圖形生成、到芯片測(cè)試、數(shù)據(jù)提取與分析的多個(gè)封測(cè)階段的EDA工具。

蘇州珂晶達(dá)是國(guó)內(nèi)提供器件工藝仿真與分析的國(guó)產(chǎn)EDA公司，也就是我們俗稱的TCAD工具，屬于制造階段的工藝仿真EDA工具，主要針對(duì)國(guó)產(chǎn)工藝，提供半導(dǎo)體器件仿真、輻射傳輸和效應(yīng)仿真等技術(shù)領(lǐng)域的數(shù)值計(jì)算軟件和服務(wù)，針對(duì)太空、宇航以及對(duì)輻射有特殊要求的相關(guān)科研單位，提供器件級(jí)輻射解決方案。

最后要談到的一家是此前被號(hào)稱中國(guó)EDA第一股的“芯愿景”，但這是一家不太好談的公司。從公開的資料上說，北京芯愿景軟件技術(shù)股份有限公司在產(chǎn)業(yè)已經(jīng)有近20年的歷史，通過為產(chǎn)業(yè)客戶提供集成電路分析為主營(yíng)業(yè)務(wù)，通過自有的分析設(shè)備平臺(tái)，結(jié)合自研軟件工具，為客戶提供定制的產(chǎn)品拆解、工藝分析、競(jìng)爭(zhēng)力分析、失效分析等技術(shù)服務(wù)，其業(yè)務(wù)范圍涉及工業(yè)控制、汽車電子、安防監(jiān)控、智能硬件等領(lǐng)域，總部位于北京，在天津和保定設(shè)有事業(yè)部。但對(duì)于真正的圈內(nèi)人而言，“芯愿景”是一家為國(guó)內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展立下了“汗馬功勞”的企業(yè)。但它真正的功績(jī)卻由于“不可描述”，不宜在公開場(chǎng)合討論。

通過以上對(duì)于EDA產(chǎn)業(yè)的解釋和對(duì)國(guó)產(chǎn)EDA公司的盤點(diǎn)，我們可以發(fā)現(xiàn)我國(guó)現(xiàn)在的EDA軟件產(chǎn)業(yè)依然有非常多的短板亟待彌補(bǔ)。但好消息是在很多點(diǎn)工具上，我們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了從0到1的突破。而且在極少數(shù)點(diǎn)工具上我們還在進(jìn)行從1到2的發(fā)展。

近日，隨著美國(guó)對(duì)華為禁令的進(jìn)一步升級(jí)，EDA軟件的重要性更進(jìn)一步的凸顯了。但研究和開發(fā)EDA軟件絕非一日之功，我們依然需要以極大的定力和飽滿的熱情，以更為堅(jiān)定的信念和更加穩(wěn)健的步伐推進(jìn)國(guó)產(chǎn)EDA軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
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