聚焦 | 為什么EDA軟件對(duì)芯片設(shè)計(jì)如此重要?

對(duì)于系統(tǒng)廠商而言，如果說(shuō)芯片是子彈，是糧食的話，那么芯片EDA工具則是制造子彈，加工糧食的工具，其重要性可見一斑。

現(xiàn)在要命的問(wèn)題是，國(guó)產(chǎn)EDA工具在整個(gè)芯片設(shè)計(jì)的過(guò)程中貢獻(xiàn)度幾乎為零！

近日兩家EDA巨頭宣布對(duì)華為禁售和停止更新已有軟件。

芯片設(shè)計(jì)及使用的EDA工具是個(gè)啥

芯片設(shè)計(jì)分為前端設(shè)計(jì)和后端設(shè)計(jì)，前端設(shè)計(jì)（也稱邏輯設(shè)計(jì)）和后端設(shè)計(jì)（也稱物理設(shè)計(jì)）并沒有統(tǒng)一嚴(yán)格的界限，涉及到與工藝有關(guān)的設(shè)計(jì)就是后端設(shè)計(jì)。

1. 規(guī)格制定

芯片規(guī)格，也就像功能列表一樣，是客戶向芯片設(shè)計(jì)公司（稱為Fabless，無(wú)晶圓設(shè)計(jì)公司）提出的設(shè)計(jì)要求，包括芯片需要達(dá)到的具體功能和性能方面的要求。

2. 詳細(xì)設(shè)計(jì)

Fabless根據(jù)客戶提出的規(guī)格要求，拿出設(shè)計(jì)解決方案和具體實(shí)現(xiàn)架構(gòu)，劃分模塊功能。

3. HDL編碼

使用硬件描述語(yǔ)言（VHDL，Verilog HDL，業(yè)界公司一般都是使用后者）將模塊功能以代碼來(lái)描述實(shí)現(xiàn)，也就是將實(shí)際的硬件電路功能通過(guò)HDL語(yǔ)言描述出來(lái)，形成RTL（寄存器傳輸級(jí)）代碼。

4. 仿真驗(yàn)證

仿真驗(yàn)證就是檢驗(yàn)編碼設(shè)計(jì)的正確性，檢驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)就是第一步制定的規(guī)格。看設(shè)計(jì)是否精確地滿足了規(guī)格中的所有要求。規(guī)格是設(shè)計(jì)正確與否的黃金標(biāo)準(zhǔn)，一切違反，不符合規(guī)格要求的，就需要重新修改設(shè)計(jì)和編碼。設(shè)計(jì)和仿真驗(yàn)證是反復(fù)迭代的過(guò)程，直到驗(yàn)證結(jié)果顯示完全符合規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)。

仿真驗(yàn)證工具Synopsys的VCS，還有Cadence的NC-Verilog。

5. 邏輯綜合Design Compiler

仿真驗(yàn)證通過(guò)，進(jìn)行邏輯綜合。邏輯綜合的結(jié)果就是把設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的HDL代碼翻譯成門級(jí)網(wǎng)表netlist。綜合需要設(shè)定約束條件，就是你希望綜合出來(lái)的電路在面積，時(shí)序等目標(biāo)參數(shù)上達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)。邏輯綜合需要基于特定的綜合庫(kù)，不同的庫(kù)中，門電路基本標(biāo)準(zhǔn)單元（standard cell）的面積，時(shí)序參數(shù)是不一樣的。

所以，選用的綜合庫(kù)不一樣，綜合出來(lái)的電路在時(shí)序，面積上是有差異的。一般來(lái)說(shuō)，綜合完成后需要再次做仿真驗(yàn)證（這個(gè)也稱為后仿真，之前的稱為前仿真）。

邏輯綜合工具Synopsys的Design Compiler。

6. STA

Static Timing Analysis（STA），靜態(tài)時(shí)序分析，這也屬于驗(yàn)證范疇，它主要是在時(shí)序上對(duì)電路進(jìn)行驗(yàn)證，檢查電路是否存在建立時(shí)間（setup time）和保持時(shí)間（hold time）的違例（violation）。這個(gè)是數(shù)字電路基礎(chǔ)知識(shí)，一個(gè)寄存器出現(xiàn)這兩個(gè)時(shí)序違例時(shí)，是沒有辦法正確采樣數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)的，所以以寄存器為基礎(chǔ)的數(shù)字芯片功能肯定會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。

STA工具有Synopsys的Prime Time。

7. 形式驗(yàn)證

這也是驗(yàn)證范疇，它是從功能上（STA是時(shí)序上）對(duì)綜合后的網(wǎng)表進(jìn)行驗(yàn)證。常用的就是等價(jià)性檢查方法，以功能驗(yàn)證后的HDL設(shè)計(jì)為參考，對(duì)比綜合后的網(wǎng)表功能，他們是否在功能上存在等價(jià)性。這樣做是為了保證在邏輯綜合過(guò)程中沒有改變?cè)菻DL描述的電路功能。

形式驗(yàn)證工具有Synopsys的Formality。

前端設(shè)計(jì)的流程暫時(shí)寫到這里。從設(shè)計(jì)程度上來(lái)講，前端設(shè)計(jì)的結(jié)果就是得到了芯片的門級(jí)網(wǎng)表電路。

后端設(shè)計(jì)流程 ：

1. DFT

Design For Test，可測(cè)性設(shè)計(jì)。芯片內(nèi)部往往都自帶測(cè)試電路，DFT的目的就是在設(shè)計(jì)的時(shí)候就考慮將來(lái)的測(cè)試。DFT的常見方法就是，在設(shè)計(jì)中插入掃描鏈，將非掃描單元（如寄存器）變?yōu)閽呙鑶卧?。關(guān)于DFT，有些書上有詳細(xì)介紹，對(duì)照?qǐng)D片就好理解一點(diǎn)。

DFT工具Synopsys的DFT Compiler

2. 布局規(guī)劃(FloorPlan)

布局規(guī)劃就是放置芯片的宏單元模塊，在總體上確定各種功能電路的擺放位置，如IP模塊，RAM，I/O引腳等等。布局規(guī)劃能直接影響芯片最終的面積。

工具為Synopsys的Astro

3. CTS

Clock Tree Synthesis，時(shí)鐘樹綜合，簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō)就是時(shí)鐘的布線。由于時(shí)鐘信號(hào)在數(shù)字芯片的全局指揮作用，它的分布應(yīng)該是對(duì)稱式的連到各個(gè)寄存器單元，從而使時(shí)鐘從同一個(gè)時(shí)鐘源到達(dá)各個(gè)寄存器時(shí)，時(shí)鐘延遲差異最小。這也是為什么時(shí)鐘信號(hào)需要單獨(dú)布線的原因。

CTS工具，Synopsys的Physical Compiler

4. 布線(Place & Route)

這里的布線就是普通信號(hào)布線了，包括各種標(biāo)準(zhǔn)單元（基本邏輯門電路）之間的走線。比如我們平常聽到的0.13um工藝，或者說(shuō)90nm工藝，實(shí)際上就是這里金屬布線可以達(dá)到的最小寬度，從微觀上看就是MOS管的溝道長(zhǎng)度。

工具Synopsys的Astro

5. 寄生參數(shù)提取

由于導(dǎo)線本身存在的電阻，相鄰導(dǎo)線之間的互感,耦合電容在芯片內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生信號(hào)噪聲，串?dāng)_和反射。這些效應(yīng)會(huì)產(chǎn)生信號(hào)完整性問(wèn)題，導(dǎo)致信號(hào)電壓波動(dòng)和變化，如果嚴(yán)重就會(huì)導(dǎo)致信號(hào)失真錯(cuò)誤。提取寄生參數(shù)進(jìn)行再次的分析驗(yàn)證，分析信號(hào)完整性問(wèn)題是非常重要的。

工具Synopsys的Star-RCXT

6. 版圖物理驗(yàn)證

對(duì)完成布線的物理版圖進(jìn)行功能和時(shí)序上的驗(yàn)證，驗(yàn)證項(xiàng)目很多，如LVS（Layout Vs Schematic）驗(yàn)證，簡(jiǎn)單說(shuō)，就是版圖與邏輯綜合后的門級(jí)電路圖的對(duì)比驗(yàn)證；DRC（Design Rule Checking）：設(shè)計(jì)規(guī)則檢查，檢查連線間距，連線寬度等是否滿足工藝要求， ERC（Electrical Rule Checking）：電氣規(guī)則檢查，檢查短路和開路等電氣 規(guī)則違例；等等。

工具為Synopsys的Hercules

實(shí)際的后端流程還包括電路功耗分析，以及隨著制造工藝不斷進(jìn)步產(chǎn)生的DFM（可制造性設(shè)計(jì)）問(wèn)題，在此不說(shuō)了。

物理版圖驗(yàn)證完成也就是整個(gè)芯片設(shè)計(jì)階段完成，下面的就是芯片制造了。物理版圖以GDS II的文件格式交給芯片代工廠（稱為Foundry）在晶圓硅片上做出實(shí)際的電路，再進(jìn)行封裝和測(cè)試，就得到了我們實(shí)際看見的芯片。

上圖中的工具，沒有一家是中國(guó)的。

IC設(shè)計(jì)EDA工具現(xiàn)狀----高度壟斷

EDA行業(yè)存在高度壟斷，前3家EDA公司（Synopsys、Cadence及Mentor）壟斷了國(guó)內(nèi)芯片設(shè)計(jì)95%以上的市場(chǎng)，他們給客戶提供完整的前后端技術(shù)解決方案。

國(guó)內(nèi)IC產(chǎn)業(yè)發(fā)展非常迅速，IC產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)了很多新的方向，比如IOT，AI等，而且國(guó)內(nèi)芯片公司起點(diǎn)高，也采用了很多最新的工藝，比如16nm,12nm和7nm。新工藝和新芯片應(yīng)用方向給現(xiàn)有EDA行業(yè)和芯片設(shè)計(jì)流程帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)，也給中小EDA公司帶來(lái)了很多新的機(jī)會(huì)，比如全芯片并行門級(jí)仿真，復(fù)雜電路的快速ECO收斂，先進(jìn)工藝庫(kù)的穩(wěn)定性審查領(lǐng)域，EDA大廠在這些方面尚無(wú)成熟的解決方案，而中小EDA公司已經(jīng)提供了相關(guān)解決方案。

當(dāng)前國(guó)家大力發(fā)展芯片產(chǎn)業(yè)也給中小EDA公司帶來(lái)了新的機(jī)遇，但是國(guó)內(nèi)中小EDA企業(yè)的運(yùn)營(yíng)環(huán)境還是不容樂觀，存在人才和技術(shù)門檻兩個(gè)挑戰(zhàn)。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發(fā)人才，導(dǎo)致EDA軟件研發(fā)人才嚴(yán)重不足。

許多EDA公司不僅提供EDA軟件，同時(shí)也提供IP，這個(gè)模式目前越來(lái)越流行，其中有一個(gè)重要原因是：EDA公司設(shè)計(jì)IP，可以省掉采購(gòu)EDA工具的費(fèi)用，直接用自己開發(fā)的EDA工具即可，從而降低成本。另外，為提高IP的性能，EDA公司可以定制開發(fā)一些EDA功能來(lái)提升IP的質(zhì)量，而普通的IP公司這方面有一定欠缺。

本土EDA公司有哪些？

2019年3月16日，國(guó)家科學(xué)技術(shù)部黨組成員、副部長(zhǎng)李萌在北京華大九天軟件有限公司（以下簡(jiǎn)稱“華大九天”）考察調(diào)研中指出政府會(huì)持續(xù)關(guān)注和支持國(guó)產(chǎn)EDA的發(fā)展，希望并勉勵(lì)華大九天在中國(guó)電子的帶領(lǐng)下要有戰(zhàn)略定力，堅(jiān)定不移地發(fā)展好國(guó)產(chǎn)EDA事業(yè)。

作為芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域的第一環(huán)，EDA在整個(gè)集成電路產(chǎn)業(yè)鏈條中擁有重要的地位，但EDA卻是我國(guó)集成電路的一大短板。

目前，在國(guó)家及地方政府大力支持集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的前提下，已擁有華大九天、廣立微、芯禾科技、藍(lán)海微、九同方微、博達(dá)微、概倫電子、珂晶達(dá)、創(chuàng)聯(lián)智軟等EDA企業(yè)，但大部分以點(diǎn)工具為主，缺乏全面支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展的能力，存在產(chǎn)品不夠全、與先進(jìn)工藝結(jié)合存在不足、人才不足等問(wèn)題。中國(guó)EDA的發(fā)展需要實(shí)現(xiàn)由“點(diǎn)”突破，向”線”、”面”發(fā)展。

當(dāng)然，我國(guó)EDA廠商也在力爭(zhēng)上游，并逐步突破國(guó)際壟斷。

華大九天

華大九天成立于2009年，其業(yè)務(wù)起步于原華大電子 “熊貓”EDA設(shè)計(jì)平臺(tái)。作為CEC中國(guó)電子旗下的二級(jí)子企業(yè)，目前已經(jīng)成為我國(guó)規(guī)模最大、技術(shù)最強(qiáng)的EDA龍頭企業(yè)，也是大規(guī)模集成電路CAD國(guó)家工程研究中心依托單位，承擔(dān)著國(guó)產(chǎn)EDA軟件研發(fā)與推廣的重任。

華大九天可以提供全流程數(shù)?；旌闲盘?hào)芯片設(shè)計(jì)系統(tǒng)、SoC后端設(shè)計(jì)分析及優(yōu)化解決方案、平板(FPD)全流程設(shè)計(jì)系統(tǒng)、 IP 以及面向晶圓制造企業(yè)的相關(guān)服務(wù)，其業(yè)務(wù)包括EDA電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化、Foundry工程服務(wù)、IP及設(shè)計(jì)服務(wù)，客戶覆蓋國(guó)內(nèi)眾多集成電路企業(yè)。

天津藍(lán)海微科技有限公司

天津藍(lán)海微科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱“藍(lán)海微”）主要方向?yàn)閘ayout相關(guān)EDA點(diǎn)工具與服務(wù)，據(jù)其官方介紹，該公司在寄生參數(shù)提取、版圖驗(yàn)證、OpenAccess平臺(tái)軟件開發(fā)、PDK開發(fā)與自動(dòng)生成等多個(gè)領(lǐng)域具有獨(dú)到的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

廣立微

杭州廣立微電子有限公司（以下簡(jiǎn)稱“廣立微”）是一家提供性能分析和良率提升方案的供應(yīng)商，可以提供基于測(cè)試芯片的軟、硬件系統(tǒng)產(chǎn)品以及整體解決方案，可用于高效測(cè)試芯片自動(dòng)設(shè)計(jì)、高速電學(xué)測(cè)試和智能數(shù)據(jù)分析的全流程平臺(tái)，利用特有的流程平臺(tái)與技術(shù)方法來(lái)提高集成電路性能、良率、穩(wěn)定性和產(chǎn)品上市速度的定制服務(wù)。

芯禾科技

蘇州芯禾電子科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱“芯禾科技”）成立于2010年, 專注電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化EDA軟件、集成無(wú)源器件IPD和系統(tǒng)級(jí)封裝SiP微系統(tǒng)的研發(fā)。芯禾科技致力于為半導(dǎo)體芯片設(shè)計(jì)公司和系統(tǒng)廠商提供差異化的軟件產(chǎn)品和芯片小型化解決方案，包括高速數(shù)字設(shè)計(jì)、IC封裝設(shè)計(jì)、和射頻模擬混合信號(hào)設(shè)計(jì)等。

成都奧卡思微電科技有限公司

成都奧卡思微電科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱“奧卡思”），奧卡思是由三位硅谷中國(guó)博士于2016年1月在硅谷創(chuàng)立，2018年3月落地于成都高新園區(qū)（總部），其主要業(yè)務(wù)為集成電路設(shè)計(jì) (EDA)的研發(fā)和咨詢，在驗(yàn)證工具方面獨(dú)具特色，已推出應(yīng)用于芯片設(shè)計(jì)的功能特性驗(yàn)證的AveMC與全流程設(shè)計(jì)平臺(tái)MegaEC。

深圳鴻芯微納技術(shù)有限公司

深圳鴻芯微納技術(shù)有限公司成立于2018年1月，經(jīng)營(yíng)范圍包括微電子超大規(guī)模集成電路芯片設(shè)計(jì)、電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件工具及系統(tǒng)開發(fā)、納米級(jí)工藝庫(kù)開發(fā)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)技術(shù)服務(wù)、銷售電子產(chǎn)品、經(jīng)營(yíng)進(jìn)出口業(yè)務(wù)等，曾用名“深圳阿凡達(dá)微納技術(shù)有限公司”，其EDA產(chǎn)品主要為Placement&Routing相關(guān)工具。

蘇州珂晶達(dá)電子有限公司

蘇州珂晶達(dá)電子有限公司（以下簡(jiǎn)稱“珂晶達(dá)”）成立于2011年，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)，產(chǎn)品特色在于深入理解物理原理，并用軟件高效地實(shí)現(xiàn)，使得能在工程實(shí)踐中快速應(yīng)用。

湖北九同方微電子有限公司

湖北九同方微電子有限公司（以下簡(jiǎn)稱“九同方”）成立于2011年，擁有16名留美博士核心研發(fā)團(tuán)隊(duì)。據(jù)其官網(wǎng)介紹，九同方可提供完備的IC流程設(shè)計(jì)工具，形成了IC電路原圖設(shè)計(jì)、電路原理仿真（超大規(guī)模IC電路、RF電路）、3D電磁場(chǎng)全波仿真的IC設(shè)計(jì)全流程仿真能力。

北京博達(dá)微科技有限公司

北京博達(dá)微科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱“博達(dá)微”）是器件模型、PDK 相關(guān) EDA 工具及 AI 驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體參數(shù)測(cè)試解決方案供應(yīng)商。其官網(wǎng)顯示，博達(dá)微也是全球唯一提供包含高精密參數(shù)化測(cè)試、器件建模仿真、PDK 開發(fā)與驗(yàn)證的完整軟硬件工程服務(wù)體系。

濟(jì)南概倫電子科技有限公司

濟(jì)南概倫電子科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱概倫）于2010年3月成立，是一家電路仿真/良率導(dǎo)向設(shè)計(jì)技術(shù)和半導(dǎo)體器件模型/噪聲測(cè)試解決方案的廠商，其產(chǎn)品發(fā)展方向包括新一代大規(guī)模高精度仿真及設(shè)計(jì)驗(yàn)證平臺(tái)、針對(duì)納米級(jí)制造技術(shù)的半導(dǎo)體器件建模庫(kù)平臺(tái)及測(cè)試驗(yàn)證系統(tǒng)等，即以建模、仿真和驗(yàn)證為主。

杭州行芯科技有限公司

杭州行芯科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱“行芯科技”）是一家專注于集成電路芯片的設(shè)計(jì)軟件與IP開發(fā)的高新技術(shù)創(chuàng)業(yè)企業(yè)，其核心團(tuán)隊(duì)來(lái)自于美國(guó)硅谷，致力為客戶提供人工智能時(shí)代算力與能耗、芯片性能與研發(fā)能力的解決方案。

高校里有研究EDA的嗎？

有。

高校里面研究EDA工具開發(fā)的有清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系EDA研究室和復(fù)旦大學(xué)專用集成電路與系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。

清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系 EDA 研究室成立于 70 年代初，在電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化理論、算法及系統(tǒng)研究方面有長(zhǎng)期的研究歷史。在高層次綜合、驗(yàn)證和模擬，互連線規(guī)劃與優(yōu)化，時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)優(yōu)化，電源 / 地線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)優(yōu)化，布圖規(guī)化，布局，布線和寄生參數(shù)提取等方面進(jìn)行深入研究，積累了大量的研究成果和經(jīng)驗(yàn)。在全面和系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)上形成了自己獨(dú)特的研究 體系和方法。

國(guó)內(nèi)EDA研究現(xiàn)狀

在中國(guó)，業(yè)內(nèi)人士常說(shuō)：“觀華大九天的發(fā)展歷程，便能看到中國(guó)EDA的發(fā)展之路?！钡拇_，華大九天成立于2009年，其前身曾承擔(dān)了重大科技攻關(guān)研發(fā)項(xiàng)目熊貓IC CAD系統(tǒng)，并因此獲得國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)，從而打破了當(dāng)時(shí)西方發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)中國(guó)EDA軟件的禁運(yùn)。華大九天現(xiàn)有研發(fā)團(tuán)隊(duì)碩博比例超80%，擁有多名電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化專家。經(jīng)過(guò)9年的自主研發(fā)，華大九天已經(jīng)陸續(xù)向市場(chǎng)推出了二十余款自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的EDA軟件，其中部分產(chǎn)品在業(yè)內(nèi)技術(shù)處于領(lǐng)先水平，在國(guó)內(nèi)外擁有200余家客戶。華大九天作為IC CAD國(guó)家工程研究中心的依托機(jī)構(gòu)見證了中國(guó)EDA的成長(zhǎng)。

機(jī)遇總是與挑戰(zhàn)并存，目前國(guó)內(nèi)在高端EDA工具研發(fā)方面，面臨著如Synopsys、Cadence和Mentor等國(guó)際EDA供應(yīng)商的巨大挑戰(zhàn)，即使是作為本土最大的EDA公司，華大九天目前也只能夠提供產(chǎn)業(yè)所需EDA解決方案的1/3左右。

華大九天還與中科院微電子所，復(fù)旦大學(xué)等國(guó)內(nèi)研究機(jī)構(gòu)合作開發(fā)EDA工具，積極與國(guó)內(nèi)頂尖高校合作開展“華大九天”大學(xué)計(jì)劃。近年來(lái)，華大九天先后與清華大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、浙江大學(xué)、福州大學(xué)等國(guó)內(nèi)一流高校開展了深入的人才培養(yǎng)計(jì)劃——聯(lián)合建立“華大九天實(shí)驗(yàn)室”，與國(guó)科大微電子學(xué)院成立企業(yè)定制研究生班“2018華大九天班”，編訂相關(guān)教材，支持大學(xué)生及研究生設(shè)計(jì)大賽，為公司及行業(yè)豐富了人才的儲(chǔ)備。

3月16日，國(guó)微集團(tuán)（深圳）有限公司（以下簡(jiǎn)稱“國(guó)微集團(tuán)”）與西安電子科技大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱“西電”）聯(lián)合舉辦西電國(guó)微EDA研究院揭牌儀式暨專家報(bào)告會(huì)。西電楊宗凱校長(zhǎng)、中科院院士郝躍、清華大學(xué)微電子所所長(zhǎng)魏少軍、西電黨委副書記楊銀堂、國(guó)微集團(tuán)董事會(huì)主席黃學(xué)良、總裁帥紅宇、深圳鴻芯微納有限公司總裁黃小立等到場(chǎng)，共同見證了西電國(guó)微EDA研究院的正式成立。

國(guó)內(nèi)哪些高校IC設(shè)計(jì)做的好？

芯片設(shè)計(jì)方向的前10所大學(xué)：復(fù)旦大學(xué)微電子系、清華微電子、北大微電子、上海交通大學(xué)微電子、西安交通大學(xué)微電子、華中科技大學(xué)、浙江大學(xué)、東南大學(xué)、成電、西電。在這10所學(xué)校中，復(fù)旦、清華應(yīng)該屬于第一檔次；北大、上海交大、西安交大屬于第二檔次。剩余高校為第三檔次。

國(guó)家鼓勵(lì)EDA發(fā)展的政策

1、近日，深圳印發(fā)了《關(guān)于加快集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干措施》，多措施推進(jìn)深圳集成電路產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)突破。

其中的亮點(diǎn)是：推出國(guó)內(nèi)首個(gè)明確支持EDA研發(fā)的政策。

a. 對(duì)從事集成電路EDA設(shè)計(jì)工具研發(fā)的企業(yè)，每年給予EDA研發(fā)費(fèi)用最高30%的研發(fā)資助，總額不超過(guò)3000萬(wàn)元。

b. 對(duì)集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)購(gòu)買EDA設(shè)計(jì)工具軟件的，按照實(shí)際發(fā)生費(fèi)用的20%給予資助，每個(gè)企業(yè)年度總額不超過(guò)300萬(wàn)元。

2、國(guó)微技術(shù)全資子公司國(guó)微集團(tuán)（深圳）有限公司（“國(guó)微深圳”）已獲批國(guó)家重大科技專項(xiàng)，專項(xiàng)子課題“芯片設(shè)計(jì)全流程EDA系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用”（“該項(xiàng)目”）已獲立項(xiàng)。為此，國(guó)微深圳將獲得該項(xiàng)目資助共計(jì)約4億元（資助），其中50%由中央財(cái)政經(jīng)費(fèi)資助，其余50%由深圳市政府資金支持。截止公告發(fā)布日，國(guó)微深圳已收到首批中央財(cái)政經(jīng)費(fèi)約7500萬(wàn)元。

3、（2018年9月12日，北京）本土電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）領(lǐng)軍企業(yè)北京華大九天軟件有限公司（華大九天）今日宣布，已完成2018年新一輪融資工作。華大九天近幾年業(yè)績(jī)成長(zhǎng)迅速，伴隨EDA在集成電路產(chǎn)業(yè)鏈中的重要戰(zhàn)略地位日益凸顯，本輪融資獲得了眾多投資機(jī)構(gòu)的廣泛青睞，最終由國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金（“大基金”）領(lǐng)投，中國(guó)電子、蘇州疌泉致芯、深創(chuàng)投、中小企業(yè)發(fā)展基金等跟投。自2017年底至今，華大九天已獲得累計(jì)數(shù)億元投資，這將極大地促進(jìn)華大九天EDA及相關(guān)業(yè)務(wù)的快速發(fā)展。

國(guó)內(nèi)EDA產(chǎn)業(yè)落后原因淺析

國(guó)內(nèi)IC產(chǎn)業(yè)發(fā)展非常迅速，IC產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)了很多新的方向，比如IOT，AI等，而且國(guó)內(nèi)芯片公司起點(diǎn)高，也采用了很多最新的工藝，比如16nm,12nm和7nm。新工藝和新芯片應(yīng)用方向給現(xiàn)有EDA行業(yè)和芯片設(shè)計(jì)流程帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)，也給中小EDA公司帶來(lái)了很多新的機(jī)會(huì)，比如全芯片并行門級(jí)仿真，復(fù)雜電路的快速ECO收斂，先進(jìn)工藝庫(kù)的穩(wěn)定性審查領(lǐng)域，EDA大廠在這些方面尚無(wú)成熟的解決方案，而中小EDA公司已經(jīng)提供了相關(guān)解決方案。當(dāng)前國(guó)家大力發(fā)展芯片產(chǎn)業(yè)也給中小EDA公司帶來(lái)了新的機(jī)遇，但是國(guó)內(nèi)中小EDA企業(yè)的運(yùn)營(yíng)環(huán)境還是不容樂觀，存在人才和技術(shù)門檻兩個(gè)挑戰(zhàn)。

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發(fā)人才，導(dǎo)致EDA軟件研發(fā)人才嚴(yán)重不足。其次，EDA行業(yè)存在高度壟斷，前3家EDA公司壟斷了國(guó)內(nèi)芯片設(shè)計(jì)95%以上的市場(chǎng)，他們給客戶提供完整的前后端技術(shù)解決方案，與他們之間無(wú)法正面競(jìng)爭(zhēng)，只能通過(guò)提供他們沒有的點(diǎn)工具和更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)來(lái)爭(zhēng)取客戶。

在國(guó)家政策方面，建議國(guó)家制訂相關(guān)政策對(duì)國(guó)產(chǎn)EDA產(chǎn)品的采購(gòu)傾斜（國(guó)產(chǎn)EDA工具沒人用是關(guān)鍵的原因）；其次，對(duì)最新的芯片研發(fā)方向，鼓勵(lì)芯片公司和風(fēng)投進(jìn)入EDA產(chǎn)業(yè)，開發(fā)具有專用領(lǐng)域特色的EDA產(chǎn)品，并且采用國(guó)家采購(gòu)政策給予中小EDA公司一定財(cái)政支持；另外，對(duì)于EDA產(chǎn)業(yè)加強(qiáng)軟件專利的保護(hù)，建立健康的EDA產(chǎn)業(yè)環(huán)境，國(guó)內(nèi)的EDA產(chǎn)業(yè)才能和IC設(shè)計(jì)公司一同快速成長(zhǎng)。

除了國(guó)家方面的大力扶持，國(guó)內(nèi)EDA產(chǎn)業(yè)界迫切需要研發(fā)出可以媲美國(guó)際大廠的產(chǎn)品。成熟工藝的設(shè)計(jì)，對(duì)應(yīng)的EDA設(shè)計(jì)軟件和流程都很完善和穩(wěn)定。只有在基于最先進(jìn)工藝的設(shè)計(jì)中，才有可能發(fā)現(xiàn)流程的缺陷和潛在的產(chǎn)品機(jī)會(huì)。隨著更多設(shè)計(jì)公司產(chǎn)品向高階領(lǐng)域進(jìn)軍，這也許是國(guó)內(nèi)中小EDA公司的機(jī)會(huì)。目前國(guó)內(nèi)有不少中小EDA公司還是踏踏實(shí)實(shí)的在做事情，我們希望IC設(shè)計(jì)公司還是可以給予這些國(guó)內(nèi)EDA公司機(jī)會(huì)，讓他們可以在舞臺(tái)上與國(guó)際大廠一較高下。

未來(lái)EDA軟件的發(fā)展方向

云端軟件和服務(wù)是未來(lái)的趨勢(shì)，它有兩個(gè)好處，一是軟件按照服務(wù)的時(shí)間長(zhǎng)短收費(fèi)，對(duì)于客戶可以節(jié)省EDA的購(gòu)買費(fèi)用，比如客戶整個(gè)開發(fā)階段為12個(gè)月，其中前端階段時(shí)間8個(gè)月，后端階段時(shí)間是4個(gè)月，那么可以購(gòu)買8個(gè)月的前端設(shè)計(jì)EDA軟件云服務(wù)和4個(gè)月后端實(shí)現(xiàn)EDA軟件云服務(wù)，相比原來(lái)需要購(gòu)買1年的完整前后端設(shè)計(jì)EDA軟件許可，可以大大節(jié)省EDA軟件的許可費(fèi)用；二、對(duì)于EDA軟件公司來(lái)說(shuō)，提供EDA云服務(wù)也能有效的防止軟件盜版的發(fā)生，推進(jìn)了軟件的正版化；不過(guò)數(shù)據(jù)安全問(wèn)題仍然是云服務(wù)的突出問(wèn)題，公有云無(wú)法滿足客戶的數(shù)據(jù)安全的要求，這個(gè)尚待完善。

不過(guò)這確實(shí)是EDA軟件的使用模式的未來(lái)方向，從按照軟件使用付費(fèi)轉(zhuǎn)為按照服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行付費(fèi)。云端服務(wù)的最大阻礙就在于EDA行業(yè)的高度壟斷，大的EDA公司應(yīng)該是不太愿意采用這種方式。不過(guò)對(duì)于公司內(nèi)部的私有云方式，有可能是他們可以接受的。

芯片敏捷設(shè)計(jì)也是一個(gè)主要方向。根據(jù)算法和軟件需求定義芯片架構(gòu)，結(jié)合模版元編程(Meta-Programming)和高層次綜合(HLS)的設(shè)計(jì)方法，快速設(shè)計(jì)、快速迭代，打造性能更優(yōu)的工業(yè)制造專用芯片。據(jù)了解，高層次抽象(HLS)技術(shù)，可以直接將高層次抽象代碼，例如C++等綜合成網(wǎng)表，因此可以極大的縮短芯片研發(fā)的周期。

同時(shí)利用圖靈完備的模板編程，讓芯片變得高度可配置化，快速適應(yīng)各種場(chǎng)景。值得一提的是，芯片敏捷設(shè)計(jì)(Agile Development)是最近國(guó)際芯片巨頭AMD、英偉達(dá)、高通等公司都在深入拓展的領(lǐng)域，也是過(guò)去一年中，美國(guó)最頂尖的政府研究機(jī)構(gòu)-國(guó)防高等研究計(jì)劃部（DARPA）重點(diǎn)資助的方向。