國產EDA現狀及發展之路

國微集團副董事長兼總裁帥紅宇于 2020 中國（蚌埠）集成電路產業發展高峰論壇上發表題為《國產 EDA 現狀及突圍之路》的主旨演講。報告圍繞EDA行業特點與現狀、國產EDA的困境與發展、國微EDA的發展三個方面展開。

EDA行業特點與現狀

EDA（電子設計自動化，Electronic Design Automation）處于集成電路產業鏈最上游的一環，是數字經濟的支點。集成電路工藝技術不停地更新升級，目前已經進入10納米以下，行業壁壘越來越高。每一代芯片的更新，復雜度往往是前一代的至少兩倍。作為芯片設計不可或缺的一環，EDA軟件自身也在不斷地進行更新迭代。

雖然EDA全球市場規模僅一百億美元，卻撬動了5000億美元的半導體產業。如果沒有EDA作基石，全球芯片設計公司將會因缺乏重要的生產要素，難以維持，半導體倒金字塔模型將可能會坍塌。

1994年國際上取消EDA對中國的禁運，國內重心在快速發展集成電路產業，卻無暇補上設計軟件短板，導致對海外EDA的依賴一直延續到了現在。全球EDA軟件供應商主要是國際三巨頭Synopsys、Cadence 和Mentor，三大EDA企業占全球市場的份額近70%。而在中國市場，三巨頭占有95%的份額。中美貿易戰拉開大幕，EDA禁運首當其沖，成為卡脖子工程。

帥紅宇指出，EDA行業有四個特點，一是市場高度壟斷，市場營收集中在美國三大EDA公司；二是技術壁壘高，人才奇缺，專利護城河深，全球從業人員2.5萬人，國內1500左右；三是研發投入大，周期長，三巨頭每年的研發投入均在10億美元以上；四是技術產品更新特別快，摩爾定律推動設計規模變化快PPA推動工藝節點演進快。

從EDA行業的現狀來看，1964年-1978年是EDA的早期階段，也是EDA產業奠定基礎的階段；1979年-1993年是EDA產業的黃金階段，EDA產業三巨頭相繼成立；1993年至今是EDA產業的成熟階段，海外企業通過并購不斷提高行業門檻，而國產首套EDA熊貓系統才剛剛面世。中國EDA產業起步相對較晚，但目前模擬IC設計全流程EDA已經初具規模，在數字EDA點方面已經取得突破。

國產EDA的困境與發展

EDA國產化并非第一次，也不是第一次受到掣肘。國內EDA產業發展始于1980年代，在技術禁運的壓力之下，中國也曾自主研發過，并自主成功開發出了與國際廠商處于同一水平線上的產品。之后國際策略轉為解除EDA技術禁運。以技術成熟價格便宜的工具擠占市場，愛環境影響，國內也不再繼續深耕EDA領域，和海外差距越來越大。目前國內的EDA工具很分散，提供不了全套的工具鏈，而國際EDA公司提供給芯片企業的一般都是全套工具。此外，高校EDA基礎教育也較為薄弱。帥紅宇表示，目前，國內高校幾乎完全沒有EDA相關培養方向及EDA相關課程開設，EDA相關教材主要是VHDL/Verilog語言或可編程器件FPGA。此外，2010年后國內幾乎完全沒有相關領域的論文發表，集成電路行業對口專業學生畢業后進入相關行業的僅占1/3，對EDA又了解和興趣的更是寥寥。

國內EDA產業面臨的最大問題就是國內沒有形成一個完整的、互相促進的產業鏈，抱團一直是半導體產業發展的最重要方向。半導體集成電路行業環環相扣，只有通過產業鏈上下游聯動，才能獲得成功。然而，國內行業協同不夠緊密的問題一直存在。國內EDA工具廠商鮮少參與晶圓廠和設計公司的合作研發，有EDA產品生產出來，也得不到使用和反饋，進而難以進步。帥紅宇認為存在兩方面的問題，一是內外有別，對國外的EDA工具廠商開放，國產EDA廠商需要做認證審核，看資歷和是否有相關項目經驗。二是“資質”門檻，產業各環節試錯成本過高，無論晶圓廠或IC設計廠都更愿相信proven tools和proven teams。國產缺位陷入惡性循環。

如何解決這兩個問題，帥紅宇認為必須打通內循環，通過政、企、學、研把循環打通，整個產業鏈相互促進，協同發展，形成完整的生態系統，才能不再受約束。EDA發展必要條件是行業必須抱團發展，采用市場化運作的手段，多頭并進，才能建立國內EDA產業平臺。

如何打通內循環，帥紅宇表示要在資金、人才、產業鏈、應用層四個層面有所進步，一在資金層面，EDA行業投資大、見效慢，周期長，需要高強度、高密度地持續投入。二在人才層面，EDA行業人才匱乏，需要人才政策幫助培養人才、吸引人才，留住人才。三在產業鏈層面，與設計公司的互動與促進，市場驅動研發產學研相結合，政府牽頭。四在應用層面，應對壟斷傾銷，鼓勵軍工、國企、研究機構采購國產軟件，應用國產EDA予以補貼。

目前國內國內大概有十多家EDA公司，EDA行業布局初見規模，努力在做相關工作，但是都很弱小，即使號稱最強最大的華大九天，正式員工也不足700人。有的EDA公司人員甚至不足20人。但就是在這些同仁們共同的努力下，目前模擬芯片設計已經基本可以說做了工具國產化；而早幾年，數字芯片國產化工具基本都是空白，隨著這幾年發展，目前在數字芯片設計全流程中，已經有不少工具在逐步國產化，但仍然跟海外一線企業有相當的差距。

國微EDA的發展之路

對為國微的EDA發展之路，帥紅宇從政府支持、人才技術引進、資本撬動、產學研用相結合是國微四個方面進行了闡述。

政府支持方面，2018年國微集團承接核高基01重大專項課題“芯片設計全流程EDA系統 開發與應用”，以布局布線工具為核心，重點開發布局布線、時序分析、物理驗證和功耗分析等工具，著力開發硬件仿真加速器、門級仿真、邏輯綜合和形式驗證等工具，最終形成數字電路芯片設計全流程EDA工具平臺。

目標明確后，如何實施必須要有“高人”提點，才能少走彎路，快速實現突破。為此，國微集團聘請了中科院院士王陽元擔任EDA研究院首席科學家，中科院院士郝躍擔任國微集團首席科學家，清華大學魏少軍教授擔任EDA研究院學術委員會主任、西電微電子學院張玉明院長擔任EDA研究院院長，為公司提點技術發展方向。同時，國微集團還通過產學研合作促進技術發展和人才支撐，先后設立了“郝躍院士工作站”，成立“西電-國微EDA研究院”以及“東南-國微EDA聯合實驗室”，支持多所高校人才聯合培養及EDA前沿理論研究。

對于國微集團的研發進展，帥紅宇明確表示，目前整體成果超預期，成績喜人。國微集團在EDA領域中以傳統的FPGA原型方案為主，也正在布局實現支持主流工藝、與主流工具兼容的數字電路全流程EDA平臺。2019年11月20日，國微集團發布了全球第一款單核最大容量FPGA原型驗證平臺；國產第一臺大型企業級硬件仿真器正在研發中計劃于2020年12月正式上線。而在后端實現方面，國微集團正在建設以布線為中心的統一的層次化數據模型。其中包含業界最好的布線技術、PowerFirstTM技術、對高容量及iHO的全層次化技術以及靈活高效的Tcl和C語言的應用程序接口（API）。

帥紅宇強調，未來國微集團計劃采用市場化運作、資本運作以及產學研用等手段，不斷投入，通過自主研發、引進吸收，以布局布線、硬件加速為核心，完善邏輯綜合、時序分析、功耗分析、成片率設計、可制造設計等工具，實現支持主流工藝、與主流工具兼容的數字電路全流程EDA平臺。

在此我們也祝福國微集團的EDA數字電路全流程EDA平臺早日完成布局。

責任編輯：haq