EDA全流程的重要意義，以及國內(nèi)EDA全流程進展

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/吳子鵬）EDA是Electronic design automation的縮寫，中文名稱是電子設計自動化，是指通過設計軟件來完成集成電路的功能設計、綜合、驗證、物理設計等流程的方式。如果一款工具能夠覆蓋特定芯片在上述流程中的設計任務，那么我們就將其稱之為全流程EDA工具，或者是全流程EDA平臺。

在國產(chǎn)EDA發(fā)展初期，還有人質(zhì)疑，在EDA三大家提供全流程工具的情況下，國產(chǎn)EDA是否還有必要繼續(xù)重走這條路。不過，隨著美國對中國科技制裁逐漸加大力度，我們發(fā)現(xiàn)打造全流程EDA是國產(chǎn)EDA產(chǎn)業(yè)必須走的一步棋，全流程和平臺化也成為衡量國產(chǎn)EDA工具實力的重要參考指標。

從點工具到全流程的必由之路

EDA是一個集中度非常高的領域，傳統(tǒng)EDA三大家Synopsys、Cadence和Siemens EDA（原來的Mentor Graphics，被西門子收購）在這個市場極具統(tǒng)治力。根據(jù)電子系統(tǒng)設計(ESD)聯(lián)盟的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，在國內(nèi)EDA市場，Synopsys、Cadence和Siemens EDA的市場占比接近80%，高達77%，這還是這幾年國產(chǎn)EDA高速發(fā)展的結果。

截至2022年，在國內(nèi)EDA市場中，國內(nèi)廠商已經(jīng)占據(jù)約10%的份額，并且國產(chǎn)EDA工具已經(jīng)出現(xiàn)一些實力強勁的公司，比如華大九天目前已經(jīng)成為僅次于三大家的國內(nèi)第四大EDA公司。

通過Synopsys、Cadence和Siemens EDA的發(fā)展歷程不難看出，EDA是一個需要長時間研發(fā)積累的工具，當然，國產(chǎn)EDA工具發(fā)展也是一個逐步積累的過程，上述三家公司成立的時間分別是1986年、1988年（由SDA與ECAD兩家公司兼并而成）、1981年（原來的Mentor Graphics）。并且，在成立全球TOP3之前，三家公司完成了非常多的并購。

因此，國產(chǎn)EDA產(chǎn)業(yè)發(fā)展也不能一蹴而就，而是要慢慢成長和打磨。目前，國內(nèi)EDA公司主要還是以提供特色小工具為主，在2019年之前這種情況更甚，較少涉足與工藝廠關聯(lián)度更高、復雜度更高的設計后端和制造端的工具，這就導致國產(chǎn)EDA工具有很強的依附性，因為它們不能單獨提供服務。

然而，隨著美國對中國芯片產(chǎn)業(yè)制裁力度加大，國內(nèi)產(chǎn)業(yè)逐漸意識到，如果不打造全流程的EDA工具平臺，***產(chǎn)業(yè)在這一重要環(huán)節(jié)將永遠被卡脖子。

不過，相較于國產(chǎn)EDA公司此前開發(fā)的前端點工具，完成覆蓋后端制造的EDA工具無疑更加復雜，由于需要和代工廠配合，不僅需要國產(chǎn)EDA公司懂軟件，還需要對整個制造流程有全面深刻的理解。

然而，正如國內(nèi)一些專家屢次提到的，如果不能提供全流程的EDA平臺，那么國產(chǎn)EDA永遠沒有生態(tài)可言，全流程和平臺化是衡量國產(chǎn)EDA發(fā)展的重要指標。因此我們看到，在輿論和形勢的逼迫下，目前國產(chǎn)EDA產(chǎn)業(yè)在全流程方面已經(jīng)取得了一些積極進展。

國產(chǎn)全流程EDA進程

集成電路設計主要分為模擬電路設計和數(shù)字電路設計，EDA工具要做全流程或者平臺，除了這兩點還需要覆蓋晶圓制造、封裝、系統(tǒng)?，F(xiàn)階段，我們將能夠覆蓋模擬電路設計+晶圓制造+封裝，以及覆蓋數(shù)字電路設計+晶圓制造+封裝的工具就稱之為全流程設計工具。下面，我們看一些國產(chǎn)EDA公司在這方面具體的進展。

首先是華大九天，該公司成立于2009年。作為國內(nèi)EDA領域的佼佼者，華大九天率先實現(xiàn)模擬電路的全流程工具覆蓋，目前已經(jīng)成為國內(nèi)規(guī)模最大、產(chǎn)品線最為完整的EDA軟件供應商。目前，華大九天的工具已經(jīng)能夠滿足模擬電路進行結構設計、版圖設計、功能和物理驗證的全過程。并且，該公司在數(shù)字電路設計、平板顯示電路設計和晶圓制造等領域也逐步顯露技術優(yōu)勢，并擁有大量知識產(chǎn)權儲備，截至2021年12月31日，華大九天共擁有已授權發(fā)明專利150項，軟件著作權67項。

2022年8月，概倫電子發(fā)布承載EDA全流程的平臺產(chǎn)品NanoDesigner。NanoDesigner提供一個靈活、可擴展的全定制存儲和模擬/混合信號IC設計環(huán)境，包括原理圖編輯、版圖編輯和優(yōu)化及物理驗證等功能，同時與概倫電子行業(yè)領先的電路仿真器NanoSpice系列引擎集成，為以各類存儲器電路、各類模擬電路等為代表的定制類芯片設計提供完整的EDA全流程，從而極大地提升設計效率。另外，NanoDesigner綜合設計平臺為用戶提供豐富的電路模板庫、智能的輔助設計界面與插件、APR相關以及PV驗證工具，以及類似C++的AXEL解釋性語言與Python語言用于支撐用戶進行腳本開發(fā)編輯。

國內(nèi)EDA老牌三大家分別是華大九天、概倫電子和廣立微。廣立微成立于2003年，是領先的集成電路EDA軟件與晶圓級電性測試設備供應商。不過從進度來說，廣立微目前還沒有公開實現(xiàn)大品類芯片設計的全流程工具覆蓋。根據(jù)最新的研報，廣立微目前針對電性檢測提高成品率三大環(huán)節(jié)提供全流程覆蓋服務。這可能和廣立微公司愿景相關，該公司專注電性檢測技術，從設計到量產(chǎn)的整個產(chǎn)品周期實現(xiàn)芯片成品率提升。

除了國內(nèi)EDA老牌三大家，目前致力于實現(xiàn)EDA全流程的公司還有芯華章、合見工軟和鴻芯微納等。其中，芯華章自主EDA工具完成了對數(shù)字驗證全流程的完整覆蓋，進一步完善了自身豐富的系統(tǒng)級驗證產(chǎn)品組合；鴻芯微納雖然目前還沒有完全覆蓋全流程，但該公司已經(jīng)達成了工具中最主要的幾步，將來會通過自主研發(fā)、技術引進、合作開發(fā)等模式，逐漸補全產(chǎn)品線，形成真正的全流程部署；合見工軟在今年10月份發(fā)布了多款產(chǎn)品，也在朝著全流程EDA工具平臺邁進。

結語

如果國內(nèi)的公司沒辦法做出全流程的EDA工具鏈，就沒有辦法真正的解決卡脖子的問題，這是行業(yè)共識。因此，全流程和平臺化是國產(chǎn)EDA第二階段的發(fā)展使命，在逐步完成主流芯片設計覆蓋之后，國產(chǎn)EDA產(chǎn)業(yè)的下一步是借助人工智能和云計算等創(chuàng)新技術，重塑EDA架構和生態(tài)。但這都是后話，如果不能很好地完成EDA全流程覆蓋，下面的都是空談和空想。