華為被制裁兩年后，EDA作為中國解決芯片產(chǎn)業(yè)短板怎么樣了？

電子自動化軟件(簡稱EDA)全球市場規(guī)模不足百億美元，凈利潤更是低于15%。而且，由于EDA行業(yè)存在很高技術(shù)壁壘的緣故，很多公司都不愿意進(jìn)入這一領(lǐng)域，這導(dǎo)致我國EDA市場長期被海外廠商霸占。不過，近兩年半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，EDA作為中國解決芯片產(chǎn)業(yè)短板的關(guān)鍵所在，也受到資本的高度重視。

電子設(shè)計(jì)自動化(英語：Electronic design automation，縮寫：EDA)是指利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)軟件，來完成超大規(guī)模集成電路(VLSI)芯片的功能設(shè)計(jì)、綜合、驗(yàn)證、物理設(shè)計(jì)(包括布局、布線、版圖、設(shè)計(jì)規(guī)則檢查等)等流程的設(shè)計(jì)方式。

在電子設(shè)計(jì)自動化出現(xiàn)之前，設(shè)計(jì)人員必須手工完成集成電路的設(shè)計(jì)、布線等工作，這是因?yàn)楫?dāng)時所謂集成電路的復(fù)雜程度遠(yuǎn)不及現(xiàn)在。工業(yè)界開始使用幾何學(xué)方法來制造用于電路光繪(photoplotter)的膠帶。到了1970年代中期，開發(fā)人應(yīng)嘗試將整個設(shè)計(jì)過程自動化，而不僅僅滿足于自動完成掩膜草圖。第一個電路布局、布線工具研發(fā)成功。設(shè)計(jì)自動化研討會(Design Automation Conference)在這一時期被創(chuàng)立，旨在促進(jìn)電子設(shè)計(jì)自動化的發(fā)展。

電子設(shè)計(jì)自動化發(fā)展的下一個重要階段以卡弗爾·米德(Carver Mead)和琳·康維于1980年發(fā)表的論文《超大規(guī)模集成電路系統(tǒng)導(dǎo)論》(Introduction to VLSI Systems)為標(biāo)志。這一篇具有重大意義的論文提出了通過編程語言來進(jìn)行芯片設(shè)計(jì)的新思想。如果這一想法得到實(shí)現(xiàn)，芯片設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度可以得到顯著提升。這主要得益于用來進(jìn)行集成電路邏輯仿真、功能驗(yàn)證的工具的性能得到相當(dāng)?shù)母纳?。隨著計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展，設(shè)計(jì)項(xiàng)目可以在構(gòu)建實(shí)際硬件電路之前進(jìn)行仿真，芯片布局、布線對人工設(shè)計(jì)的要求降低，而且軟件錯誤率不斷降低。直至今日，盡管所用的語言和工具仍然不斷在發(fā)展，但是通過編程語言來設(shè)計(jì)、驗(yàn)證電路預(yù)期行為，利用工具軟件綜合得到低抽象級(或稱“后端”)物理設(shè)計(jì)的這種途徑，仍然是數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。

光刻機(jī)是半導(dǎo)體制造的關(guān)鍵設(shè)備，同芯片精度直接相關(guān)，有著無可替代的重要性。而作為芯片設(shè)計(jì)工具的EDA，是芯片設(shè)計(jì)方案同半導(dǎo)體物理世界的連接，重要性比肩光刻機(jī)。

芯片設(shè)計(jì)的復(fù)雜性、精細(xì)性，使得手工繪制芯片完全無法實(shí)現(xiàn)。EDA工具成為了不可忽視的存在，甚至被稱為“工業(yè)之母”。

然而，全球EDA的市場規(guī)模卻同其重要性嚴(yán)重不符，不過百億美元，凈利潤不足15%。

同時，全球EDA市場被Candence、Synopsys與Mentor Graphics三大巨頭所占據(jù)。中國90%左右的EDA市場，也被這三大巨頭壟斷在手中。

此外，EDA軟件有著極高的技術(shù)門檻，是業(yè)界公認(rèn)最難攻克的工業(yè)軟件之一。

最近幾天，有關(guān)于EDA軟件又被大家推至了風(fēng)口浪尖上。起因是華為輪值董事長徐直軍的一席話，他表示離開了國外的EDA三巨頭，芯片肯定是能夠設(shè)計(jì)的，只是芯片設(shè)計(jì)的效率低了，沒那么輕松了。

不過他同時也表示天下并不都是它們的，這句話明顯是大有深意的。在我看來，那就是表示國產(chǎn)EDA中也有佼佼者，能夠一定程度上取代國外的EDA軟件。

對華為來說，2019年5月17日注定是一個難忘的日子。北京時間當(dāng)天凌晨，華為突然被美國商務(wù)部列入“實(shí)體清單”，受到美國的第一輪打壓。第一輪的打壓手段主要是兩個：斷供美國芯片和軟件，斷供芯片設(shè)計(jì)必需的EDA(電子設(shè)計(jì)自動化)工具。

在中國“缺芯”之痛里，除了廣為人知的光刻機(jī)，EDA工具也是命門之一。這是一種對芯片進(jìn)行自動設(shè)計(jì)的工具，特別是目前一顆芯片集成了幾億甚至幾十億的晶體管，肉眼難見，人工已經(jīng)無法完成時，EDA自動化設(shè)計(jì)工具更是不可或缺。而目前國內(nèi)85%的EDA市場份額被美國Synopsys、Cadence、Mentor三大巨頭壟斷。

自華為被制裁后，國產(chǎn)EDA工具進(jìn)入戰(zhàn)時狀態(tài)。按照慣例，一個EDA工具簽訂購買合同，一般授權(quán)3年。事實(shí)上，被美國制裁后，華為內(nèi)部也制定了一個EDA工具3年替代的方案。

如今兩年已經(jīng)過去，AI財(cái)經(jīng)社獲悉，國產(chǎn)EDA在單點(diǎn)上取得突破，但還不能像美國巨頭那樣提供覆蓋全部設(shè)計(jì)流程的平臺。如果把國內(nèi)所有企業(yè)的能力加起來，它們能覆蓋的芯片設(shè)計(jì)流程在10%以內(nèi)。

近幾年中國在半導(dǎo)體芯片制造領(lǐng)域一直受到西方國家的打壓，而這也間接地激勵了中國進(jìn)一步的發(fā)展，現(xiàn)在中國芯片順利崛起，國產(chǎn)EDA獲得了8nm工藝技術(shù)認(rèn)證。如今不少外國媒體紛紛開始擔(dān)憂，難道中國現(xiàn)在已經(jīng)能夠擺脫美國控制了嗎?

據(jù)報(bào)道，國內(nèi)著名的EDA軟件廠商正式宣布，他們投入大量資金所研發(fā)的EM仿真套件已成功通過三星晶圓廠的8nm低功耗(LPP)工藝技術(shù)認(rèn)證，這也意味著我國在芯片制造領(lǐng)域迎來了一個新的階段，我國芯片制造將迎來嶄新的發(fā)展。

此次國內(nèi)EDA成功突破的消息一經(jīng)傳出，就引起外國媒體展開熱議，他們紛紛表示現(xiàn)如今中國已經(jīng)成功突破了研制高端芯片產(chǎn)業(yè)鏈的最后一步，可以說現(xiàn)在“中國芯片”拼圖已經(jīng)完成了最后一步，這也意味著我國想要徹底實(shí)現(xiàn)自主化芯片產(chǎn)業(yè)鏈指日可待。

而一旦我國成功實(shí)現(xiàn)自給自足，西方國家將徹底失去限制我國的工具，換句話說我國的實(shí)力越強(qiáng)大，底氣就會越足，其他國家也越不敢對中國輕易動手。這也是美國為什么試圖在中國芯片發(fā)展初期階段就遏制中國的主要原因之一，不過現(xiàn)在中國已經(jīng)徹底擺脫了這種限制，迎來嶄新的發(fā)展。

而國產(chǎn)EDA工具不斷升級、更新，也會打破海外Synopsys、Cadence、Mentor三巨頭廠商壟斷EDA工具市場的局面，促進(jìn)中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，乃至國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

但必須要承認(rèn)的是，在高端市場，國產(chǎn)EDA工具和海外三巨頭的EDA工具還是有著明顯差距。

綜合來看，大量人才回國振興EDA市場的確是個好消息，但也要知道，打破海外巨頭對高端EDA市場的壟斷并非是一朝一夕的事情。

目前，海外EDA巨頭的技術(shù)積累和研發(fā)投入都要高于國內(nèi)企業(yè)。中國想要在EDA領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破，反哺半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈，就必須在EDA市場持續(xù)加注。

你認(rèn)為國內(nèi)芯片設(shè)計(jì)廠商使用國產(chǎn)EDA工具設(shè)計(jì)高端芯片還要等多久?