芯片設(shè)計(jì),發(fā)展EDA有多艱難？

中國(guó)的IC設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，目前國(guó)內(nèi)有一千多家Fabless設(shè)計(jì)公司，但是EDA的公司數(shù)目始終徘徊在個(gè)位數(shù)，從數(shù)量的絕對(duì)數(shù)字和增長(zhǎng)數(shù)字來講，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如Fabless公司。除了公司數(shù)目，在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力方面，也不向Fabless公司，在某些細(xì)分領(lǐng)域，具有國(guó)際領(lǐng)先水平和較大的市場(chǎng)影響力。EDA產(chǎn)業(yè)要發(fā)展，與IC設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展相比，有哪些不同點(diǎn)呢？

1. 面對(duì)的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手不同

IC設(shè)計(jì)公司可以選擇的細(xì)分產(chǎn)品很多，在一些細(xì)分領(lǐng)域里，可以繞開大的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。但是，EDA公司做出的產(chǎn)品，必須與國(guó)際3大EDA公司的產(chǎn)品正面競(jìng)爭(zhēng)，幾乎所有的細(xì)分領(lǐng)域，3大EDA公司都有與你競(jìng)爭(zhēng)的產(chǎn)品，你無(wú)法繞開。

試想一下，如果你在IC設(shè)計(jì)公司做一款產(chǎn)品，做出來后，總是需要面對(duì)Intel，

高通或者三星的競(jìng)爭(zhēng)，如論如何都繞不開，是否也會(huì)感覺到很頭疼，總有“三座大山”擋在你面前，是一個(gè)繞不過去的門檻。

有人會(huì)說：你可以在某一個(gè)細(xì)分產(chǎn)品上做精做細(xì)，功能和性能都遠(yuǎn)超三大EDA公司不就可以了嗎？但是軟件產(chǎn)品有一個(gè)特點(diǎn)：成本彈性很大。如果3大EDA公司發(fā)現(xiàn)你開發(fā)出的產(chǎn)品功能性能比它的好，它會(huì)采用把這個(gè)產(chǎn)品免費(fèi)送給客戶，然后通過打包的方式，在其它你必須用到的產(chǎn)品上把價(jià)格再提上去。通過這個(gè)手段就可以打擊競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的具有競(jìng)爭(zhēng)力的新產(chǎn)品。

2. 產(chǎn)品對(duì)功能和性能的要求不同

IC設(shè)計(jì)公司的產(chǎn)品如果在性能上不如其它競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的產(chǎn)品，可以在競(jìng)價(jià)比上進(jìn)行彌補(bǔ)，因?yàn)椴皇撬械挠脩舳枷Ｍ米罡哔|(zhì)量的產(chǎn)品，因此IC產(chǎn)品對(duì)性能的要求不是唯一指標(biāo)。但是，EDA產(chǎn)品由于是一個(gè)工具產(chǎn)品，對(duì)性能的要求是最重要的指標(biāo)，如果你不是3大EDA公司，你的產(chǎn)品比其它產(chǎn)品性能差，即使價(jià)格再便宜，也不會(huì)有人買單。這就要求你開發(fā)的EDA產(chǎn)品必須具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力才能生存，靠性價(jià)比是很難生存的。

3. 面向的客戶類型不一樣

EDA公司面向的客戶類型都是比自己規(guī)模大一個(gè)數(shù)量級(jí)的大客戶，在商務(wù)談判中處于劣勢(shì)。而IC設(shè)計(jì)公司面對(duì)的客戶類型比較多，有比自己規(guī)模大的，也有比自己規(guī)模小的，商務(wù)談判有一定主動(dòng)性。

4. 產(chǎn)品開發(fā)的難度不同

從技術(shù)難度講，EDA產(chǎn)品的開發(fā)難度還是要大于IC設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)難度?？赡苡行㊣C設(shè)計(jì)工程師不太認(rèn)可這個(gè)觀點(diǎn)，認(rèn)為IC設(shè)計(jì)領(lǐng)域也有很多技術(shù)難點(diǎn)，為什么說EDA的技術(shù)難點(diǎn)就大于IC設(shè)計(jì)的難度呢？

從大的方向上講，EDA產(chǎn)品強(qiáng)調(diào)的是創(chuàng)新，要求開發(fā)者必須有不同于以往技術(shù)的思路才能做到具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。IC設(shè)計(jì)雖然也需要?jiǎng)?chuàng)新，但是創(chuàng)新的成分占比不如EDA產(chǎn)品占比大。IC設(shè)計(jì)更多地強(qiáng)調(diào)是工程的嚴(yán)謹(jǐn)和經(jīng)驗(yàn)的積累，過多地創(chuàng)新不一定會(huì)有很大競(jìng)爭(zhēng)力。而EDA產(chǎn)品每做一個(gè)新的產(chǎn)品都無(wú)法繼承原有的技術(shù)和思路，需要采用全新的方法和技術(shù)才能獲得客戶的認(rèn)可。

5. 知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)的需求不一樣

IC產(chǎn)品由于是硬件，它本身具有生產(chǎn)成本，因此復(fù)制產(chǎn)品的利益沖動(dòng)不太大。但是由于軟件產(chǎn)品的復(fù)制幾乎不需要成本，就需要有很強(qiáng)的知識(shí)保護(hù)條件才能較好地發(fā)展。當(dāng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)不力時(shí)，EDA的開發(fā)成本無(wú)法回收，因此投入該產(chǎn)業(yè)的人員和資本都比較少 ，發(fā)展動(dòng)力就不足了。

那么，EDA產(chǎn)業(yè)該如何克服上述困難，迎難而上，獲得快速發(fā)展呢？中國(guó)發(fā)展EDA產(chǎn)業(yè)的必要性到底有多大？切入點(diǎn)在哪里？ 這個(gè)不是一下能說清楚的，以下通過具體工作中的實(shí)例來探討一下。

許多人喜歡從宏觀的角度論述EDA軟件自主可控的重要性，這個(gè)方面的內(nèi)容我們留給專家來分析。我想從微觀的角度說明一個(gè)現(xiàn)象：IC設(shè)計(jì)工程師如果想進(jìn)一步提高設(shè)計(jì)能力和設(shè)計(jì)水平，需要有本土EDA企業(yè)從EDA的原理角度講解每個(gè)關(guān)鍵步驟隱含的實(shí)現(xiàn)原理是什么，從而加深對(duì)工具原理的深入理解，設(shè)計(jì)出更符合需求的產(chǎn)品。

我之前沒有這個(gè)概念，或者說對(duì)這個(gè)概念很模糊。但是今年舉行的幾次針對(duì)IC設(shè)計(jì)工程師的原理性的培訓(xùn)，讓我逐步思考這個(gè)問題：應(yīng)該從哪個(gè)角度對(duì)IC設(shè)計(jì)工程師進(jìn)行培訓(xùn)和講解，更有利于工程師對(duì)原理和算法的理解，從而在設(shè)計(jì)中更清晰地把握關(guān)鍵要素，設(shè)計(jì)出更好的產(chǎn)品。

一個(gè)設(shè)計(jì)工程師對(duì)培訓(xùn)中講到的“間距檢查原理”深有體會(huì)，他說：我們之前不太理解間距檢查中“內(nèi)邊”和“外邊”的精確含義，誤以為任意兩個(gè)圖形，只要他們的距離小于約束值，就會(huì)報(bào)錯(cuò)。結(jié)果剛好遇到一種特殊情況，由于對(duì)規(guī)則理解不深，導(dǎo)致漏報(bào)了間距錯(cuò)誤，流片出現(xiàn)了問題。

上圖中，工具要檢查DN到TB的距離，紅色箭頭所指的距離剛好違反了約束值，本來應(yīng)該用工具報(bào)錯(cuò)出來，但是工具沒有報(bào)錯(cuò)，導(dǎo)致流片出現(xiàn)了問題。

有工程師埋怨軟件工具或者軟件的輸入文件不合理，其實(shí)最根本的問題還是：工程師對(duì)EDA原理的理解不深導(dǎo)致沒有檢查出上述錯(cuò)誤。

在間距檢查中，最基本的原理就是：只針對(duì)“外邊”進(jìn)行檢查，不對(duì)“內(nèi)邊”進(jìn)行檢查。上圖中，箭頭e所指的距離的2條邊，一條是“外邊”，一條是“內(nèi)邊”，在默認(rèn)條件下工具是不去檢查的。

那么，“內(nèi)邊”和“外邊”的精確定義是什么呢？這就涉及到幾何上的掃描線計(jì)數(shù)算法：任何一個(gè)圖形，都可以按照逆時(shí)針方向把每一條邊標(biāo)記上箭頭。遇到一個(gè)從左到右的箭頭，就可以對(duì)其計(jì)數(shù)加1，遇到一個(gè)從右到左的箭頭，就可以對(duì)其計(jì)數(shù)減1。通過統(tǒng)計(jì)每個(gè)圖形的邊計(jì)數(shù)記過是1還是2來判斷其是“內(nèi)邊”還是“外邊”。

如果理解了上述原理，則設(shè)計(jì)工程師就可以判斷出：上圖中箭頭e的兩條邊，一條邊的計(jì)數(shù)是1，是“外邊”，令一條邊的計(jì)數(shù)是2，是“內(nèi)邊”。因此，默認(rèn)條件是不檢查該間距的，應(yīng)該加上特殊選項(xiàng)才能檢查出該類錯(cuò)誤。

通過上述例子，我們可以看到，EDA公司的工程師應(yīng)該從算法原理上給IC設(shè)計(jì)工程師講解工具使用方法，從而提升IC設(shè)計(jì)工程師對(duì)工具的理解，防止使用中出現(xiàn)偏差。

我們始終認(rèn)為：國(guó)內(nèi)EDA企業(yè)應(yīng)該與IC設(shè)計(jì)企業(yè)、Foundry進(jìn)行更深入的融合，才能共同進(jìn)步，一起提高。EDA學(xué)科與IC設(shè)計(jì)學(xué)科是互補(bǔ)的學(xué)科，雙方可以取長(zhǎng)補(bǔ)短，在學(xué)術(shù)上共同探討，促進(jìn)整體IC業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。

EDA企業(yè)的價(jià)值更多地體現(xiàn)在對(duì)設(shè)計(jì)公司的設(shè)計(jì)水平的提升上，而不僅僅是使用工具的方法上。今后，我們將繼續(xù)擴(kuò)大對(duì)國(guó)內(nèi)IC設(shè)計(jì)工程師的技術(shù)培訓(xùn)和原理講解，把EDA公司的價(jià)值發(fā)揮到最大。

以上從一個(gè)微觀的角度講述了EDA企業(yè)在產(chǎn)業(yè)中的價(jià)值，不過，僅僅有必要性還不夠，如果企業(yè)沒有好的發(fā)展環(huán)境，它對(duì)產(chǎn)業(yè)的貢獻(xiàn)能力也會(huì)大打折扣。