什么是EDA云端工具？疫情加速EDA工具與云計(jì)算結(jié)合

EDA工具軟件可大致可分為芯片設(shè)計(jì)輔助軟件、可編程芯片輔助設(shè)計(jì)軟件、系統(tǒng)設(shè)計(jì)輔助軟件等三類。EDA工具軟件可大致可分為芯片設(shè)計(jì)輔助軟件、可編程芯片輔助設(shè)計(jì)軟件、系統(tǒng)設(shè)計(jì)輔助軟件等三類。進(jìn)入我國并具有廣泛影響的EDA軟件是系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件輔助類和可編程芯片輔助設(shè)計(jì)軟件：Protel、PSPICE、multiSIM10(原EWB的最新版本)、OrCAD、PCAD、LSIIogic、MicroSim，ISE，modelsim等等。這些工具都有較強(qiáng)的功能，一般可用于幾個(gè)方面，例如很多軟件都可以進(jìn)行電路設(shè)計(jì)與仿真，同時(shí)還可以進(jìn)行PCB自動(dòng)布局布線，可輸出多種網(wǎng)表文件與第三方軟件接口。

雖然目前國內(nèi)EDA市場(chǎng)仍被海外三巨頭壟斷，但是國產(chǎn)企業(yè)已嶄露頭角。2020年，華大九天在國內(nèi)EDA市場(chǎng)以4.5%的市占率排名第四，已經(jīng)超過另外兩大海外大廠Ansys和Keysight;概倫電子也初步打入市場(chǎng)。

芯片進(jìn)入大規(guī)模生產(chǎn)之前，需要進(jìn)行“試生產(chǎn)”，也就是流片，對(duì)完成的設(shè)計(jì)電路先生產(chǎn)幾片、幾十片。流片是一個(gè)極其昂貴的過程。

在 14 納米制程的時(shí)代，流片一次的費(fèi)用大約需要 300 萬美元。而到了 7 納米，流片費(fèi)用則要高達(dá) 3000 萬美元。為了防止冒失的浪費(fèi)，需要通過電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA)軟件上進(jìn)行仿真測(cè)試。即使所有設(shè)計(jì)工具的成本都加起來，也抵不上一次流片的費(fèi)用。因此，要在軟件上通過仿真，確保萬無一失，才能真正開始流片。

那么什么算是“萬無一失”呢?

這是一個(gè)被稱作簽核(Sign-off)的過程。在一個(gè)長長的清單上，功耗、噪聲、散熱、靜電等需要逐一簽核。只有經(jīng)被確認(rèn)過的 EDA 軟件仿真過，晶圓加工廠才會(huì)認(rèn)可相關(guān)結(jié)果。

每當(dāng)臺(tái)積電開行業(yè)大會(huì)時(shí)，整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)幾乎都會(huì)洗耳恭聽。它會(huì)提及到許多已經(jīng)驗(yàn)證過的工具和方案。對(duì)于行業(yè)而言，不管哪種方案，都會(huì)向它靠攏。經(jīng)過臺(tái)積電驗(yàn)證過的，就成為了行業(yè)里的金標(biāo)準(zhǔn)，是主流的選擇。

最近兩年工業(yè)軟件賽道受到很高關(guān)注，原因主要在于天時(shí)。工業(yè)軟件本是計(jì)算機(jī)與制造業(yè)高度融合的產(chǎn)物，當(dāng)下正在經(jīng)歷重大技術(shù)變革，在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代必然面臨形態(tài)上的巨變，分布式形態(tài)會(huì)更為流行。與此同時(shí)，更多面向細(xì)分垂直行業(yè)的工業(yè)軟件正在涌現(xiàn)，比如在與芯片領(lǐng)域、建筑領(lǐng)域、電子及石油石化結(jié)合的諸多細(xì)分方向。

與芯片不同，作為晶片代工模式的衍生產(chǎn)物，EDA在中國的起步其實(shí)并不算晚。上世紀(jì)90年代初，為了突破制造彩電模擬芯片的掣肘，中國科研團(tuán)隊(duì)曾傾力研發(fā)出首個(gè)國產(chǎn)自研EDA系統(tǒng)“熊貓”，首度開辟了中國EDA產(chǎn)業(yè)的自有根據(jù)地。

但由于與特定芯片高度綁定，“熊貓”沒有很好地進(jìn)入市場(chǎng)擴(kuò)張期，只占有了小眾的細(xì)分市場(chǎng)。加之隨后中國加入世貿(mào)，外國EDA巨頭紛紛進(jìn)入中國市場(chǎng)，中國芯片廠商為了搶占進(jìn)軍先進(jìn)制程領(lǐng)域的時(shí)機(jī)，紛紛優(yōu)先選擇了國外EDA工具，這使得本土EDA的發(fā)展速度與空間進(jìn)一步被減緩和壓縮。

EDA老兵李嚴(yán)峰注冊(cè)成立了新實(shí)體：北京崢研軟件有限責(zé)任公司。天眼查的信息顯示，其股東包括：石溪懿德(湖州)創(chuàng)業(yè)投資合伙企業(yè)(有限合伙)、中小企業(yè)發(fā)展基金(武漢)源夏合伙企業(yè)(有限合伙)、無限啟航創(chuàng)業(yè)投資(太原)合伙企業(yè)(有限合伙)、北京量子躍動(dòng)科技有限公司、水木華清(廣州)創(chuàng)業(yè)投資合伙企業(yè)(有限合伙)、杭州金沙江初向量創(chuàng)業(yè)投資合伙企業(yè)(有限合伙)和幾個(gè)自然人股東。根據(jù)天眼查信息，機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)的關(guān)聯(lián)方為：朱一明、源碼資本、無限基金SEE Fund、字節(jié)跳動(dòng)、水木種子基金和金沙江資本。

伴隨集成電路60多年的發(fā)展歷程，EDA工具行業(yè)也歷經(jīng)了從計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)到電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA)的演變。未來，云端EDA工具或許將是一個(gè)新的發(fā)展趨勢(shì)。

疫情加速EDA工具與云計(jì)算結(jié)合

回顧EDA產(chǎn)業(yè)大致經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段：20世紀(jì)80年代前的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)時(shí)代，20世紀(jì)80年代的計(jì)算機(jī)輔助工程(CAED)時(shí)代和20世紀(jì)90年代后的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA)時(shí)代。近年來，隨著云計(jì)算在各行各業(yè)的滲透不斷加深，EDA與云計(jì)算的結(jié)合也在深入。特別是中國存在大量新創(chuàng)的中小微芯片設(shè)計(jì)企業(yè)，對(duì)云端EDA工具有著更加深切的需求。

根據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)IC設(shè)計(jì)分會(huì)的數(shù)據(jù)，2021年中國大陸有2810家芯片設(shè)計(jì)企業(yè)，同比增長了26.7%，廣泛分布在消費(fèi)電子、汽車、智慧城市等多個(gè)行業(yè)。這些企業(yè)大多為中小微企業(yè)，且大多面臨人手短缺，設(shè)計(jì)能力匱乏等問題，尤其是設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在進(jìn)行仿真和驗(yàn)證時(shí)，往往缺乏大規(guī)模的算力集群支持。

正如國微思爾芯資深副總裁林鎧鵬所指出，EDA上云對(duì)于企業(yè)來說，最直接就是有望解決算力問題。無論是設(shè)計(jì)還是驗(yàn)證，IC設(shè)計(jì)公司對(duì)算力的需求都非常大，很多小公司承受不起，只能用時(shí)間來換金錢。如果云端有更好的解決方案，對(duì)于它們來說將有非常大的幫助。

具體而言，對(duì)于大部分新創(chuàng)IC企業(yè)來說，盡早實(shí)現(xiàn)芯片流片是企業(yè)實(shí)現(xiàn)生存發(fā)展的關(guān)鍵一環(huán)，而及時(shí)將產(chǎn)品交付客戶，設(shè)計(jì)效率至關(guān)重要。而在整個(gè)設(shè)計(jì)開發(fā)的流程中，仿真和驗(yàn)證變得越來越重要。當(dāng)芯片設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行仿真和驗(yàn)證時(shí)，往往需要調(diào)用大規(guī)模的算力集群。在這樣大的算力環(huán)境下，整個(gè)集群算力的管理和調(diào)度、算力集群和存儲(chǔ)系統(tǒng)的交互，同樣需要一支專業(yè)的IT團(tuán)隊(duì)進(jìn)行操作。EDA上云恰恰能夠有效解決這些難題。