什么是EDA軟件?為什么說EDA軟件非常重要?

前言

隨著中美競爭的急速加劇，半導體/集成電路領(lǐng)域成為了雙方競爭的主戰(zhàn)場。而在這主戰(zhàn)場中，“戰(zhàn)火”逐步在向設(shè)備、EDA軟件和材料三個最為焦灼的“陣地”集中。由于目前各大自媒體和行業(yè)媒體對于這三個細分行業(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誤的引導。對于設(shè)備和材料，在我的知識范圍之外，而對于EDA軟件我自認還是了解比較深入的。為了讓大家能夠較好地認識EDA軟件這一細分行業(yè)，我將在接下來一段時間重點撰寫一系列相關(guān)文章來加以闡述。有不足和錯誤之處，也希望大家及時指出。本期將作為第一篇，盤點一下目前我國在EDA軟件方面到底有哪些公司，也盤點一下我國在這個行業(yè)的“家底”。這篇文章將簡單談三個問題：什么是EDA軟件？為什么EDA軟件非常重要？我國國產(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。但這個題目一旦稍微深入一些，就不可避免的會有閱讀的門檻。如果給各位造成閱讀上的不便，請見諒。

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)計自動化（Electronic Design Automation），EDA軟件就是實現(xiàn)電子設(shè)計自動化這一工作的載體。EDA軟件本質(zhì)是一種工業(yè)軟件，其目的是為了提升設(shè)計能力、加快設(shè)計自動化程度的軟件。廣義上任何一種對于工業(yè)設(shè)計、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”一樣，是工業(yè)能力的體現(xiàn)?！肮I(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”的載體。通過將工業(yè)設(shè)計、生產(chǎn)、組織等環(huán)節(jié)的經(jīng)驗、流程固化為計算機軟件，利用計算機自身的運算能力可以極大的提升整個工業(yè)生產(chǎn)的效率。

大部分工科學生都學習過的《工程制圖》，課程中必然會講到的AutoCAD就是一種非常典型的工業(yè)軟件。通過以計算機輔助作圖的方式，可以快速地實現(xiàn)從小到各類零件，大到飛機樓房的各種結(jié)構(gòu)設(shè)計，除了可以精確地標定各類參數(shù)以外，還可以進一步生成3D模型對其進行全面的模擬。

而AutoCAD還只是相對較為“初級”的計算機輔助設(shè)計方法，EDA則是20世紀90年代初從計算機輔助設(shè)計（CAD）、計算機輔助制造（CAM）、計算機輔助測試（CAT）和計算機輔助工程（CAE）的概念發(fā)展而來的。時至今日，雖然大家對于EDA軟件的自動化程度仍然有很大不滿，但其相比于其它行業(yè)的設(shè)計輔助軟件的自動化程度已經(jīng)是大大領(lǐng)先，這種領(lǐng)先是在“摩爾定律”的推動下，單個芯片內(nèi)部的晶體管數(shù)量沿著18個月翻一番的速度高歌猛進了幾十年的過程中，市場對技術(shù)的推動造成的。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)到達了4200萬個。如果沒有一套高度自動化的設(shè)計工具和設(shè)計流程保障，這4200萬個晶體管的芯片設(shè)計圖是無法完成的。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。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395.4億個晶體管。

設(shè)計包含如此龐大數(shù)量晶體管的芯片離開了高度自動化的工具顯然是無法完成的。而與大家很直白的認識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，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)計一顆芯片時，首先需要論證設(shè)計方案的正確性。其次需要確保設(shè)計輸入的正確性和完整性，確保設(shè)計輸入已經(jīng)完整且正確的覆蓋了設(shè)計需求。然后需要將設(shè)計轉(zhuǎn)換為具體的設(shè)計細節(jié)，做進一步的驗證。此后還需要將設(shè)計轉(zhuǎn)換為實際的物理設(shè)計。

更進一步，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)來做一個簡單的類比，那么EDA軟件的作用可以不那么準確的類比為“出設(shè)計圖紙”、“出施工圖紙”和“施工過程輔助”三個環(huán)節(jié)。

如同建筑設(shè)計要得到標注了各種建筑尺寸、形狀、結(jié)構(gòu)的設(shè)計圖一樣，集成電路設(shè)計首先要得到一張由各種電路器件符號標注的“電路圖”。然后基于這張圖進行“仿真”，確定設(shè)計的合理性和完備性。由于現(xiàn)在晶體管數(shù)量已經(jīng)非常龐大，所以很多時候這張圖不一定是以圖形的形式出現(xiàn)，而是以某個寫滿了各種代碼和符號的文本形式出現(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)計圖/電路圖是不夠的，因為只能驗證設(shè)計方案的合理性，而無法直接加以施工/制造。如果要施工/制造，還需要得到更為細節(jié)的“施工圖”。

因為集成電路的加工過程是依靠在硅片上刻蝕出各種形狀并注入不同的半導體材料而完成的，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)計圖”的過程在集成電路中被稱為“前端設(shè)計”，而得到“施工圖”的過程則被稱為“后端設(shè)計”。由此可見，前端設(shè)計是要得到一個上百億個晶體管的設(shè)計參數(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)計需求的。而后端設(shè)計則需要將將這上百億個晶體管的參數(shù)和連接關(guān)系轉(zhuǎn)化為可以用于實際生產(chǎn)的“版圖”。這樣巨大的工作量，且不說依靠人力所耗費時間的要多少年，單單是人本身由于自身可能存在的失誤就導致這一過程依靠人力是無法完成的。

因此，將設(shè)計經(jīng)驗、設(shè)計思想、設(shè)計方法和設(shè)計流程轉(zhuǎn)化到EDA軟件，通過發(fā)揮計算機強大的計算能力和軟件本身重復執(zhí)行的可靠性，讓計算機去替代人力做這些工作量大、重復性高、容易出錯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)展的原動力之一。

2.EDA軟件如何“卡住了脖子”

如果一項技術(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。這個門檻可能是來自于多個方面，可能來自于技術(shù)本身，也可能來自于技術(shù)背后的市場驅(qū)動力，還有可能來自于時間和積累。然而很不幸的是，EDA軟件在這幾個方向幾乎全部占了。

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)計和生產(chǎn)復雜程度都已經(jīng)空前提高。在上一節(jié)中我們已經(jīng)可以看到，現(xiàn)在的高端芯片動輒包含上百億個晶體管。單單是如何把這上百億個晶體管擺放在合適的位置這一很“基本”的問題，這就已經(jīng)是一個非常復雜的數(shù)學問題了。更何況由于芯片設(shè)計存在上市時間這一“紅線”，因此如何讓計算機如何高效、準確的求解這些復雜問題會讓技術(shù)門檻進一步提高。隨著集成電路工藝的日益先進，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，加工工藝的誤差會導致每個晶體管的電氣參數(shù)誤差增大。尤其是在使用一些特殊的低電壓、低功耗設(shè)計時，其分析和仿真的方法又會有重大的革新。這些技術(shù)門檻就是一個實實在在的壁壘，讓后來者望而卻步。

而這些門檻如何到達今天這樣的高度，其實是和40多年來整個集成電路行業(yè)的積累所形成的設(shè)計方法學和核心算法“固化”與“演進”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)導論》，提出通過編程語言進行芯片設(shè)計的思想， 被視為集成電路的設(shè)計方法從CAD開始向EDA演進的標志。而在發(fā)展的早期（20世紀80-90年代），整個EDA技術(shù)的鏈條并不完善。而當時由于芯片規(guī)模還不算特別大，對于設(shè)計自動化的要求尚不算太高。因此當時很多EDA軟件以“點工具”，也就是一個具體的問題點為核心來開展設(shè)計。在20世紀80年代末，今天EDA軟件市場占有率最大的“三大家”Synopsys、Cadence和Mentor Graphics（2016年底被西門子收購）相繼成立。而在整個90年代，各種出產(chǎn)點工具的創(chuàng)業(yè)公司不斷誕生，學術(shù)界也有大量的學者投入到EDA相關(guān)的研究中，當時EDA領(lǐng)域的DAC、DATE等會議一度發(fā)展為“萬人盛會”。伴隨著產(chǎn)業(yè)近300次的并購與重組，“三大家”通過收購大量的“點工具公司”逐步補齊了自己的產(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，流程之復雜。

技術(shù)之外更大的限制來自于市場。在整個電子信息產(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 EDA 的市場規(guī)模僅為 97.15 億美元，在整個集成電路產(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。市場的容量在很大程度上限制了后來的競爭者。尤其是在2000年以后“三大家”基本成型后，后來者的挑戰(zhàn)者在完全的市場經(jīng)濟條件下已幾乎不存在反超的可能性。試想，誰會愿意投資這樣一個技術(shù)難度高、研發(fā)周期長、已經(jīng)被成熟公司壟斷且市場總?cè)萘坑植淮蟮念I(lǐng)域呢？

從客戶來講，任何軟件都有一個“用戶習慣”的問題。更何況EDA軟件還不是簡單的用戶習慣，用戶從已成熟的EDA工具切換到新的工具上會不可避免的要付出較高的學習成本。此外，集成電路從設(shè)計到生產(chǎn)不但是人才密集型，更是資金密集型。一顆先進芯片的一次性研發(fā)制造成本已超過千萬美元。這時候讓客戶從一個完整的、經(jīng)過多年驗證的工具鏈條，切換到一個全新的、不完整的、客戶不熟悉的、還有可能存在著未知風險的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、互為一體滾動發(fā)展，進一步杜絕后來者趕超的可能性。同時也鎖死了通過“盜版”或者“破解”繞開EDA軟件的可能性。當然，EDA領(lǐng)域的破解和防破解也是一個長期的斗爭過程，有機會我會開一個“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)計方法的持續(xù)發(fā)展還會有從事“點工具”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，變成“三大家”工具鏈的一部分；或是被Intel等集成電路設(shè)計巨頭收購，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。

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

3.逆風而行的國產(chǎn)EDA軟件公司

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

在1984年，時任電子工業(yè)部部長就在《紅旗》雜志撰文指出：“電子科學技術(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，而國家的財力物力有限，百事待興。這就要求我們從實際情況出發(fā)，堅持量力而行、突出重點，即在一定的發(fā)展階段，確定有限目標，集中力量抓最重要的產(chǎn)品、最關(guān)鍵的技術(shù)，通過重點突破、帶動全局，爭取在有限投資的條件下取得最好的效益。在發(fā)展我國電子工業(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)和微型計算機工業(yè)，力爭在“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、電子計算機、通信設(shè)備以及其他生產(chǎn)資料類重點產(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)之上實現(xiàn)電子工業(yè)綜合協(xié)調(diào)發(fā)展。” 應(yīng)該說當時中央有很大一批有遠見的領(lǐng)導，對于建立微電子工業(yè)的基礎(chǔ)的迫切需求有著非常清晰的認識。

作為微電子工業(yè)整體投入的一部分，國內(nèi)從上世紀八十年代中后期開始，就投入到 EDA 產(chǎn)業(yè)的研發(fā)當中。國內(nèi)為了更好發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)， 在 1986 年開始研發(fā)我國自有集成電路計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)——熊貓系統(tǒng)。并在攻堅多年之后，于 1993 年國產(chǎn)首套 EDA 熊貓系統(tǒng)問世。但這之后的國內(nèi)EDA發(fā)展曲折而緩慢，隨著國產(chǎn)EDA軟件的突破，國外迅速放棄了對于EDA軟件的封鎖和禁售。1995年“三大家”之一的Synopsys公司進入中國市場。此時國產(chǎn)集成電路就面臨一個選擇：如果等待國產(chǎn)EDA軟件成熟，那么整個產(chǎn)業(yè)發(fā)展的進度將被極大的拖慢；而如果采用國外現(xiàn)成的成熟軟件，則國產(chǎn)EDA軟件則喪失發(fā)展的機會。其實這類問題在90年代以后我國的各行業(yè)的發(fā)展中不斷的被問起。在當時“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”并積極融入“全球化”分工確實是當時最優(yōu)化的選擇。更何況當時已全面落后的微電子工業(yè)已不具備在市場條件下與國外全面競爭的能力，當時國產(chǎn)芯片尚且在各種質(zhì)疑聲中，根本無力支撐國產(chǎn)EDA的發(fā)展?！叭谌搿奔仁遣坏靡训倪x擇，也是積聚力量、以待時機的策略。

所以我們不應(yīng)驚訝國產(chǎn) EDA 產(chǎn)業(yè)沒有取得實質(zhì)成功，而我們更應(yīng)該慶幸的是在歷史長河中，國內(nèi) EDA 廠商的星星之火從未斷絕。無論是在逆境中堅持的“熊貓系統(tǒng)后裔”華大九天等公司，還是在“三大家”工作的國人，抑或是在歐美高校中留學和工作的華人師生，以及在“五唯”甚囂塵上之時在國內(nèi)高校中隱忍堅持的國內(nèi)學者。他們每一個人都是國產(chǎn)EDA軟件的火種。當我們沿著“全球化”的自由競爭規(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，這些火種就成為了我國抵抗外部壓制構(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抗加劇后國家各個層面對于集成電路產(chǎn)業(yè)的重視，國產(chǎn)EDA軟件迎來了難得的黃金發(fā)展期。在除了原有的國產(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)計圖紙”、“出施工圖紙”和“施工過程輔助”三個環(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)計流程和設(shè)計方法學上有所區(qū)別，設(shè)計相關(guān)的工具又分為模擬芯片設(shè)計相關(guān)的EDA工具和數(shù)字芯片設(shè)計相關(guān)的EDA工具兩類。

對于數(shù)字集成電路工具，可以分為和“出設(shè)計圖紙相關(guān)”的RTL仿真、門級仿真、設(shè)計輸入/虛擬IP、測試激勵生成、靜態(tài)仿真、原型驗證、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、測試性設(shè)計、布局布線、物理驗證、寄生參數(shù)提取、時序分析等。而對于模擬集成電路設(shè)計，和“出設(shè)計圖紙”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準、工藝仿真、良率分析等三個方面。

除此之外，還有一個非常具有“特色”的工具是針對芯片分析服務(wù)的。而這個服務(wù)有很多不可描述的地方，我們在這里就不詳細展開了。

對于這些環(huán)節(jié)中的國內(nèi)EDA公司，我們可以用這樣一個圖譜來加以表示。值得欣慰的是，在這個圖譜上很多環(huán)節(jié)已被國內(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]有合適的隊伍站上去。

接下來可以對這些公司加以逐一盤點。我們可以先從占位較多的公司盤點起。

談到國產(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)計集團的EDA部門。該公司從研發(fā)“熊貓”國產(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)域形成了相對完整的EDA工具鏈，雖然其整體性與國際主流技術(shù)還有差距，但是某些單點工具和平板顯示器領(lǐng)域的解決方案，已經(jīng)具有國際競爭力。是國產(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，也是國產(chǎn)EDA公司的一面旗幟。

與華大九天相對應(yīng)的是芯華章。芯華章成立于2020年3月份，是國產(chǎn)本土EDA公司中相對較年輕的一家企業(yè)。但其創(chuàng)始團隊在EDA行業(yè)平均從業(yè)經(jīng)驗超過15年，起點較高。尤其是該公司集中了在數(shù)字集成電路前端設(shè)計與驗證工具開發(fā)非常有經(jīng)驗的一幫人才，是值得期待的一家國產(chǎn)EDA公司。該公司瞄準國內(nèi)技術(shù)空白，市場容量最大，芯片設(shè)計成本占比最高的數(shù)字集成電路前端設(shè)計與驗證領(lǐng)域。在已有的EDA技術(shù)人員和知識積累的基礎(chǔ)上，計劃以人工智能、機器學習、大數(shù)據(jù)分析引擎從底層改造數(shù)字集成電路驗證EDA技術(shù)，重塑數(shù)字EDA驗證工具構(gòu)架，逐步實現(xiàn)包括RTL仿真到硬件加速的數(shù)字集成電路驗證領(lǐng)域EDA工具全覆蓋。如果該公司進展順利，不但可以彌補我國EDA工具的一大空白，還可以利用“后發(fā)優(yōu)勢”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，由國際領(lǐng)先的EDA公司攜國內(nèi)知名資本和科研機構(gòu)在中國聯(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校準，解決先進工藝下短波長紫外光在光刻過程中的衍射失真問題，計劃通過工藝級器件仿真技術(shù)和計算光刻技術(shù)入手，立志提升半導體制造業(yè)水平。

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

國微集團起源于1993年，是深圳第一家半導體公司，先后承接國家集成電路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)計和應(yīng)用領(lǐng)域。國微于2018年承接核高基EDA科技專項進入EDA產(chǎn)業(yè)，同年收購S2C公司擁有FPGA原型驗證技術(shù)，并通過參股深圳鴻芯微納技術(shù)有限公司進入EDA后端布局布線領(lǐng)域。國微集團目前在原型驗證和布局布線兩個點上具備較強實力，是國內(nèi)唯一一家在數(shù)字后端有成熟布局布線解決方案的國產(chǎn)EDA公司?！安季植季€”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)計的核心技術(shù)。國微集團在這一關(guān)鍵技術(shù)上的突破為我國的EDA軟件占住了至關(guān)重要的一個點。

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

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)始團隊曾在國際EDA公司從事靜態(tài)驗證工具的開發(fā)工作，如今立足國內(nèi)市場從事邏輯靜態(tài)驗證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，其目的是依靠靜態(tài)分析的方法替代傳統(tǒng)依靠隨機生成測試向量的仿真方法。雖然近年國際集成電路市場開始關(guān)注形式化驗證技術(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證解決方案，單獨形式化驗證點工具被市場接受還需要時間。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，正在擴展全流程的驗證方案來補齊短板。

若貝電子是青島唯一的EDA公司，其創(chuàng)始人曾就職于國際著名FPGA芯片公司，多年前辭職回國后創(chuàng)立若貝。若貝電子從模塊化設(shè)計輸入入手，以模擬和定制芯片的原理圖理念布局數(shù)字集成電路的設(shè)計輸入，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)嵌的標準例化模塊，生成可用于后續(xù)仿真的邏輯網(wǎng)表。這種設(shè)計方法對新入行的工程師或新接觸芯片設(shè)計的學生，更為直觀地理解電路行為，降低準入門檻，減少網(wǎng)表輸入的低級錯誤。同時其軟件具備仿真功能，可以完成邏輯仿真。若貝的優(yōu)勢在于設(shè)計輸入與代碼生成環(huán)節(jié)，但在其它的環(huán)節(jié)上的實力還有所不足。此前由于國內(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，篳路藍縷，仍然有較長的路要走。希望此次國內(nèi)對于EDA產(chǎn)業(yè)的重視，能助力若貝上一個新的臺階。

行芯科技總部位于杭州，在上海擁有研發(fā)中心，由幾位歸國博士創(chuàng)立，致力于集成電路設(shè)計后端的功耗分析EDA工具的研發(fā)和國產(chǎn)迭代。目前已經(jīng)有內(nèi)部演示產(chǎn)品，計劃對數(shù)字和模擬集成電路的動態(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產(chǎn)EDA分析工具。對于時序、功耗、可靠性進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。如果不能對這些電氣特性進行有效和可信的分析，所設(shè)計出的芯片可能會存在過熱、功耗過高以及穩(wěn)定性不足等問題。尤其是在現(xiàn)代集成電路已進入到納米級工藝時，這些仿真的重要性會進一步凸顯。

以上三家EDA公司分別在靜態(tài)驗證、設(shè)計輸入以及功耗/時序分析三個環(huán)節(jié)上有所突破，但結(jié)合此前已介紹的芯華章和國微集團，可以看出目前在數(shù)字集成電路設(shè)計相關(guān)的EDA工具依然還有諸多空缺未能填補。尤其是在負責“出施工圖”的后端設(shè)計環(huán)節(jié)中的邏輯綜合、可測試性設(shè)計、物理驗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。而這幾個環(huán)節(jié)又是后端設(shè)計中非常“硬核”的環(huán)節(jié)，其產(chǎn)品研發(fā)難度相當之高。希望在不久的將來能夠傳來捷報。

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

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

天津藍海微國內(nèi)一家依托國際主流的EDA平臺，根據(jù)客戶的特殊需求，在已有設(shè)計流程上進行定制化開發(fā)的服務(wù)公司，通過類似軟件外包服務(wù)，補充國際主流EDA平臺的在某些特定領(lǐng)域的功能缺失，如物理驗證的Rule Deck的補充與優(yōu)化，RunSet的調(diào)整與定制，在物理驗證、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)團隊和市場服務(wù)團隊。芯禾科技成立于2010年，至今已有逾10年的技術(shù)和市場積累，主要從事射頻集成電路、封裝與無源器件的EDA工具與設(shè)計流程開發(fā)，主要針對高頻/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，同時承接SiP的設(shè)計服務(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)計方法學卻有不同。芯禾科技的產(chǎn)品很好的彌補了國內(nèi)空白。

武漢九同方是一家位于湖北的國產(chǎn)EDA公司，其正在研發(fā)的教學類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生，湖北本地多所高校都已經(jīng)導入了九同方的教學軟件EDA平臺，并且該公司在高校競賽中表現(xiàn)活躍。

以上就是對于模擬集成電路設(shè)計EDA工具廠商的補充介紹，可以看出這些廠商在各自突破的“點工具”上也是有自己的特色，豐富了我國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，還有珂晶達和廣立微兩家。

杭州廣立微成立于2003年，是大陸較早期進入芯片成品率與良率分析EDA工具領(lǐng)域的國產(chǎn)EDA公司，經(jīng)過十數(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試所需要的軟硬件產(chǎn)品和系統(tǒng)，為業(yè)界提供芯片測試解決方案，并且為測試數(shù)據(jù)提供分析和定位服務(wù)，對于提升芯片的成品率，減低芯片成本，提供芯片的市場競爭力，廣立微目前的產(chǎn)品可以覆蓋從測試圖形生成、到芯片測試、數(shù)據(jù)提取與分析的多個封測階段的EDA工具。

蘇州珂晶達是國內(nèi)提供器件工藝仿真與分析的國產(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，主要針對國產(chǎn)工藝，提供半導體器件仿真、輻射傳輸和效應(yīng)仿真等技術(shù)領(lǐng)域的數(shù)值計算軟件和服務(wù)，針對太空、宇航以及對輻射有特殊要求的相關(guān)科研單位，提供器件級輻射解決方案。

最后要談到的一家是此前被號稱中國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業(yè)務(wù)，通過自有的分析設(shè)備平臺，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、競爭力分析、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。但對于真正的圈內(nèi)人而言，“芯愿景”是一家為國內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展立下了“汗馬功勞”的企業(yè)。但它真正的功績卻由于“不可描述”，不宜在公開場合討論。

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

近日，隨著美國對華為禁令的進一步升級，EDA軟件的重要性更進一步的凸顯了。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，以更為堅定的信念和更加穩(wěn)健的步伐推進國產(chǎn)EDA軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
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