云片
EDA工具最早是為了解決集成電路布局布線問題而出現的,后來隨著集成電路規模越來越大,設計人員可以在計算機上利用EDA軟件,自動完成邏輯編譯、化簡、分割、綜合、布局布線、邏輯優化以及仿真測試等工作,工作效率大大提高。也正因如此,EDA工具被稱為是半導體產業皇冠上的明珠。
但是這顆明珠70%以上的市場份額,都被Synopsys(美國新思科技)、Cadence(美國楷登電子)、Mentor(德國明導國際,被西門子收購后更名SiemensEDA)三巨頭壟斷。而“十四五”迄今,信創產業作為國家經濟發展的重要抓手,國產EDA工具也赫然在列,目前來看發展情況如何呢?
從應用面來說,EDA工具可分為設計類和制造類,前者主要用于芯片設計階段,包括功能設計、布局布線、物理驗證及仿真模擬等功能,而后者則主要用于芯片制造階段,比如數字前端、數字后端、工藝開發等等。目前來看,只有前面提到的EDA三巨頭能提供全套芯片設計解決方案,國產EDA工具均屬于設計類,代表廠商有華大九天、概論電子、國微集團等等,它們都不具備全套方案供應能力。

雖然EDA市場規模不大,但卻是數字經濟的根基
所以,我們國產EDA廠商未來要做到EDA全流程覆蓋,就必須完全掌握模擬、數字前端、數字后端、封裝、FPGA、系統、工業開發等工作。具體來說,模擬就是對芯片設計過程中可能存在的錯誤做提前的預判,有助于減小損失和降低成本;數字前端就是設計,從無到有,數字后端就是實現,把前端設計的芯片、思想、邏輯變成可以被工廠制造出來的產品;封裝技術就是芯片的保護套,將芯片包裹起來,以避免芯片與外界接觸,防止外界對芯片造成損害的一種工藝技術;FPGA就好像搭積木,你可以用它搭成你所需要的電路甚至是芯片,FPGA和單純設計的區別就是少了很多后端流程,比如說芯片的前端設計,FPGA驗證就非常重要,可以通過FPGA模擬所設計的芯片來測試其功能;工藝開發的重要性在于,在一些新工藝的預研期,對于材料特性需要更深透的了解,因此要對整體設計配方進行一系列的建模和仿真,所以EDA公司也必須要懂工藝設計才行。
從技術上不難看出,我們目前正處于最關鍵的突圍階段,而國外EDA工具壟斷的主要方法有三個:技術壁壘、研發周期和資金。但壟斷也有壟斷的短板,因為壟斷而產生的應用場景全覆蓋,會導致各個環節的功能和易用性參差不齊,用戶往往需要借助第三方軟件進行局部調整優化,除此之外EDA工具之間也會存在數據壁壘,讓設計成果無法實現靈活高效轉換和復用。所以我們寄望于國產EDA廠商一口氣產出一個媲美EDA三巨頭的全場景覆蓋的工業軟件難度很大,真正的機會還是找到一個具體的設計點為突破口,由點及面逐步發展。
以華大九天為例,它就以模擬電路仿真軟件為突破口,將芯片領域的全流程設計支持技術遷移到液晶面板設計全流程,這個技術轉移正好伴隨了中國液晶面板的崛起從而占領市場,進而幫助華大九天繼續打開了模擬電路全流程設計的窗口。這種配合市場需求變化尋找切入點的發展模式,可以幫助國產EDA工具尋找新的突破口,打開新的市場空間。事實上眾多國產EDA工業軟件公司都選擇了這一條路。
不過,國外EDA工具的壟斷優勢也是我們不能忽略的,因為EDA是算法密集型的軟件系統,通過高強度、長周期的研發投入獲得了技術和專利積累,并且在人才儲備上行業頭部公司都擁有經驗豐富、實力雄厚的研發隊伍,其知名度、成熟的培訓體系也能夠持續吸引人才加入,再加上壟斷型EDA企業與全球領先的芯片設計和制造企業保持著長期合作關系,其EDA工具工藝庫信息也明顯更為完善,還能跟隨先進工藝演進不斷迭代……所以在這種情況下,國產EDA想要真正實現突圍,十年為期真不是保守估計,我們更需要腳踏實地的漸進式發展,在黨政兩大核心體系,以及金融、石油、電力、電信、交通、航空航天、醫院、教育等八大主要行業上實現應用突破,以全行業突圍作為長遠目標,才能實現國產EDA真正的全面開花。

華大九天在模擬電路設計上已經找到了突破口