国产芯片迎来好消息，EDA工具取得新进展，“中国芯”开始反击了（芯片eda龙头上市公司）

 

近日，国产EDA有了新突破，该公司表示核心关键产品突破3nm工艺节点，具备了国际市场竞争力，同时构建了较高的技术壁垒。

这家公司就是概伦电子，公司于2010年创建，主要从事EDA工具的自主设计及研发，通过战略合作、自主研发不断完善产业链，推动国产EDA的发展和生态建设。

还有一家企业华大九天，是国内规模最大、产品线最完整、综合实力最强的EDA工具提供商，能够提供模拟电路、集成电路、平板显示以及晶圆制造领域的EDA工具。

华大九天也公告：公司部分EDA工具可支持5nm先进工艺制程，并且已经实现商业化。

两家公司的公告无疑是振奋人心的，这标志着国产EDA工具已经打破了国外的垄断，为国产芯片打造全产业链提供了重要的支持。

今天我就一起来了解一下什么是EDA工具，以及国产EDA工具的发展状况。

EDA即电子设计自动化

提起EDA来，很多网友感觉有点陌生，单单从字面来看，就是一个“英文三字经”，根本无法理解。

其实EDA就是Electronic Design Automation的缩写，翻译成汉语就是电子设计自动化，是芯片设计的核心工具，因此也被称为EDA工具或“芯片母机”。

在EDA工具出现之前，工程师们只能徒手画芯片的设计图、布线图，当然那时候的芯片十分简单，只有几十组电路。

随着芯片的功能越来越强大，布线图也越来越复杂，徒手绘画已经不能满足需求，人们开始着手研究如何利用计算机绘制设计图。

1980年，超大规模集成电路被提出，芯片开始利用编程语言来设计，一年后，EDA工具开始商用，自此芯片的复杂性开始快速的增长。

EDA的出现，对开发大型芯片具有非常重要的意义，于是世界各国纷纷布局这一行业，其中美国速度最快，

1981年，明导国际创建，公司总部位于美国威尔逊，通过多年运作后，这家公司成为了EDA三巨头之一，2016年被西门子以45亿美元的价格收购。

1986年，新思科技在美国加州创建，公司主要提供EDA解决方案，芯片接口IP、信息安全服务等，是EDA三巨头最具实力的公司。

1998年，同样在美国加州，三巨头的最后一家公司铿腾电子成立，提供智能设计策略，硬件、软件、IP服务。

你无法想象，“芯片母机”EDA工具三大服务商居然全部诞生在美国，但事实如此，我们只能一声叹息。

我国芯片一直处于“卡脖子”状态，尤其是在制造端，在设计端出现了华为海思这类国际领先的企业，这一度让我们产生一种错觉，认为芯片设计很简单，其实并非如此。

EDA设计流程包括：前端设计和仿真、后端设计及验证、后仿真、signoff检查、数据交付代工厂等，每一项工作都很复杂。

前端设计：主要是模拟电路设计和Verilog代码；仿真就是功能和性能的仿真。

后端设计：从设想到实体，也称物理设计和版图设计。将用器件符号和字母组成的数据转换为图形。制造厂商将以此作为掩膜版的制作依据。这个过程会引入寄生电容和寄生电阻。

验证就是确认逻辑代码是否符合预期的要求，是否符合原来定义好的规范，包括随机验证和形式验证。它是芯片设计中极其重要的一环，也占用了设计企业相当多的时间。

后仿真：前端设计无法预料到后端设计的全部内容，因此在布线、引入电容、电阻时按照理想状态来设计。此时，后仿真就是一个验证过程，如果无法通过就必须返回重新设计。

Signoff, 翻译成中文为“签核”，即按厂家的要求做最后一次的规则验证，通常我们在设计的时候，会将厂家要求的标准提高一些来做。

数据交付：以gds的形式，同时确保验证和仿真全部通过。

这些操作都要依靠EDA工具完成，而且很多流程只靠一家EDA工具无法满足需求。因此，许多芯片设计大厂选择了最强的三家，也就是“EDA三巨头”。

国产EDA一度自废武功

其实早在美国的EDA三巨头创建之前，我国就着手研发EDA工具了，可以说起步不算晚，甚至说起步很早，那为什么“赶了一个晚集”呢？

1978年秋，在广西桂林召开了一个“数字设计自动化学术会”，这个研讨会就是讨论如何发展国产EDA工具，并做到世界领先。

当时参会的单位达到了67个，行业技术人员多达140多名。会后，他们撰写并刊登了18篇文章，涉及排版布线、自动逻辑、模拟技术、电路分析等。

这个会议拉开了国产EDA研发的序幕，但当时研发机构大都各自为战，研发进展缓慢，而且并没有什么好的成果。

80年代，EDA工具受到了国外的限制和禁运，国内芯片研发受到了严重影响，芯片产业意识到必须要自主研发。

很快，国家层面动员了17家科研单位，共200多名相关专家赴京，共同研发自己的EDA工具。

集中力量办大事，是我国独有的优势。无论是大生产还是搞研发都不在话下。1993年，第一款自主知识产权的国产EDA工具问世，命名为“熊猫系统”，寓意珍贵且稀有。

熊猫系统斩获多项国家级大奖，一举打破了国外的垄断，而且价格只有进口工具的1/10，不仅在国内热销，甚至很多外企也选择了熊猫系统。

熊猫系统不断的完善系统，代码达到了180万行，设计工具也有28个，电路模拟、仿真、自动布线、行为功能、验证、测试码等功能一应俱全。

短短几年，熊猫系统就开发出了200多种芯片，安装了55万套系统，建成了7个单元库。整体性能与世界先进EDA工具差距5年。

这下急坏了海外三巨头，三家公司主动说服了美国政府，“禁令”被打破，三巨头迫不及待的涌入中国市场。

1994年，新思科技向清华大学捐赠了价值约500万美元的20套Design Compiler软件。这对当时的我国来说，就像是雪中送炭。

就这样新思电子敲开了中国的大门，在1995年时就携手清华大学，成立了“清华大学——新思科技高层次电子设计中心”。

此后，新思电子与国内大学合作呈现了野火燎原之势。就这样，“捐赠+培训”就攻陷了中国市场，而且这种方式很奏效，让国人认为“造不如买”。

国产熊猫系统性能不足，而海外系统连送带培训，关键很好用，就这样熊猫系统被打入了冷宫。

在今后的10多年中，海外三巨头攻城略地，兼并重组。而以熊猫系统为代表的国产EDA软件则原地踏步，甚至不进反退。彻底失去了追赶超越的绝佳机会。

如今，随着中兴华为事件的爆发，国产芯片再次被“卡脖子”，我们才重新意识到了自主研发的重要性。

为什么EDA一定要走自主研发之路

EDA工具究竟有多重要呢？芯片产业需要EDA工具，就像打字需要Word一样，关键EDA比Word更高级，技术含量也更高，有了EDA工具才能有芯片设计，才能去制造、封装、使用。

目前，全球EDA市场约120亿美元，但是它能够撬动5500亿美元的芯片市场，以及1.5万亿美元的电子信息市场，甚至40万亿美元的应用市场。

而华大九天副总经理郭继旺甚至认为，“没有EDA就没有IC！”

仅从经济上来看，设计14nm芯片的成本是2亿美元，设计7nm芯片的成本是6亿美元，当然是借助EDA工具。如果不使用EDA，其设计成本将直接攀升至1200亿美元。

但实际上，没有EDA工具，28nm逻辑芯片、存储芯片根本就设计不出来，没有设计，就谈不上制造、封装，使用更是无从说起。

于是，2008年成立“核高基重大专项”之后，EDA重新被提上日程，并在近十年积极发展取得了一定成绩。

EDA的国产化率提高了10%，而且部分领域突破了5nm、3nm，还涌现出了华大九天、概伦电子这类优秀的企业。

相信在国家的大力支持下，企业的不断研发下，追上“EDA三巨头”是迟早的事。

当然，我们也要看到自己的不足之处：

人才是关键

EDA虽然是高精尖的产业，但全球从业人员只有4.5万，并且大部分集中在新思科技、楷登电子、西门子EDA这三家公司中，其中新思科技就高达1.3万人，是华大九天的30倍还多。

巨大的人才差距是我国企业最薄弱的环节，如何吸引人才、培养人才、留住人才，让人才学以致用，最大的发挥出潜能是我国科技企业需要学习的。

大胆尝试创新

要想超越比自己强大的对手，唯有创新，用新事物打败对手。

如果还停留在之前的技术中，我们永远追不上对手。因为生态、资源、人才都被其垄断了，我们怎么玩？

所以，国内芯片设计企业要支持国产EDA，给予它们创新、试错的机会，才有可能打造出“超越”的产品。

研发投入不足

科技研发需要投入大量的资金，并且是持续性投入。

海外领先的EDA公司研发投入占到营收的35%甚至40%，正是这种高投入才保证了技术领先和市场份额。

2022年华大九天研发投入1.8亿，而新思科技研发投入接近100亿，如此巨大的差距，活该新思科技当老大。

写到最后

EDA在全球芯片市场中扮演着重要的角色，但70%以上市场被“海外三巨头”把控，国产EDA厂商虽然取得了不小的进步，但与之仍然差距巨大。

未来，我们更应当重视人才的培养，研发的投入，决不能再抱有“造不如买、买不如租”的想法。我们应当自主研发，主动“反击”。

我是科技铭程，欢迎共同讨论！