首個(gè)專利推動(dòng)大規(guī)模SoC設(shè)計(jì) ，國(guó)產(chǎn)EDA成功逆襲？

EDA(Electronic Design Automation，電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化)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。工程師利用 EDA 工具，將芯片的電路設(shè)計(jì)、性能分析、設(shè)計(jì)出 IC 版 圖的整個(gè)過程交由計(jì)算機(jī)自動(dòng)處理完成。EDA的應(yīng)用包括模擬電路、數(shù)字電路、 FPGA、PCB、面板等多個(gè)領(lǐng)域的設(shè)計(jì)工作。狹義的 EDA 概念僅針對(duì) IC 設(shè)計(jì) 環(huán)節(jié)所提供的自動(dòng)化工具，而廣義的 EDA 概念則包括從 IC 設(shè)計(jì)、IC 制造到封 裝測(cè)試各環(huán)節(jié)所提供的自動(dòng)化工具。

芯片的復(fù)雜程度和集成度上升，產(chǎn)業(yè)分工以及設(shè)計(jì)成本攀升，使 EDA 軟件也 成為了集成電路上游的必備工具

上世紀(jì)六十年代，早年的集成電路僅有幾個(gè)管子，依靠傳統(tǒng)的手工畫圖便可完 成功能的計(jì)算。隨著集成電路的復(fù)雜程度增加，設(shè)計(jì)師開始采用簡(jiǎn)單的 CAD 工 具進(jìn)行芯片設(shè)計(jì)。在 1980 年，卡弗爾米德和琳康維提出了通過編程語言進(jìn)行 芯片設(shè)計(jì)的思想，真正奠定了集成電路行業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，是 IC 設(shè)計(jì)自動(dòng)化的主 要標(biāo)志。自此，集成電路行業(yè)迎來了高速發(fā)展的四十年。EDA 軟件也伴隨著集 成電路行業(yè)的發(fā)展一步一步成為行業(yè)的必備工具，主要有以下三點(diǎn)原因：

復(fù)雜度上升：?jiǎn)蝹€(gè)芯片內(nèi)部的晶體管數(shù)量在“摩爾定律”的推動(dòng)下每 18 個(gè)月 翻一倍，如今 5nm 的芯片可以容納 125 億個(gè)晶體管，未來的 3nm 芯片將容 納近 160 億個(gè)晶體管。如果沒有一套高度自動(dòng)化的設(shè)計(jì)工具與設(shè)計(jì)流程，這 100 多億個(gè)晶體管的芯片設(shè)計(jì)圖紙是無法完成，IC 設(shè)計(jì)早已無法再單純依賴 設(shè)計(jì)師手工設(shè)計(jì)，必須依靠 EDA 工具完成電路設(shè)計(jì)、版圖設(shè)計(jì)、版圖驗(yàn)證、 性能分析等工作;

產(chǎn)業(yè)分工：集成電路行業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)模的增大，技術(shù)復(fù)雜性的增大，也帶動(dòng)集成 電路產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)向分工模式，從 IDM(Integrated Device Manufacture)模式轉(zhuǎn)變 成“Fabless(芯片設(shè)計(jì)公司)+Foundry(晶圓代工廠)+OSAT(Outsourced Semiconductor Assembly and Testing，封裝與測(cè)試廠)”的模式;

設(shè)計(jì)成本攀升：在“摩爾定律”的推動(dòng)下，IC 的設(shè)計(jì)成本逐代攀升。根據(jù) IBS 的數(shù)據(jù)，集成電路設(shè)計(jì)成本從 28nm 的 5130 萬美元躍升至 7nm 芯片的 2.978 億美元，5nm 芯片的 5.422 億美元。往往幾次流片的失敗就可能會(huì)讓一家芯 片設(shè)計(jì)初創(chuàng)公司丟失生命，高筑的 IC 設(shè)計(jì)成本也讓 EDA 軟件愈發(fā)重要。

近日，美國(guó)商務(wù)部長(zhǎng)Gina Raimondo稱，由于中國(guó)半導(dǎo)體公司依賴美國(guó)軟件，美國(guó)政府甚至可以以此“關(guān)閉”中國(guó)公司。

在芯片行業(yè)中，最重要的軟件之一就是被譽(yù)為芯片產(chǎn)業(yè)皇冠上明珠的EDA(電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化)工具。但在EDA領(lǐng)域，就如同美國(guó)商務(wù)部長(zhǎng)說的一樣，新思科技(Synopsys)、楷登電子(Cadence)和Mentor(后被德國(guó)西門子收購)等三大國(guó)際巨頭都是美國(guó)公司。據(jù)賽迪數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年三大國(guó)際巨頭合計(jì)占約80%的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額，在國(guó)內(nèi)EDA市場(chǎng)呈主導(dǎo)地位。在芯片設(shè)計(jì)類EDA工具中，物理編譯技術(shù)是技術(shù)門檻很高且國(guó)際大廠必爭(zhēng)的領(lǐng)域。這一技術(shù)決定了芯片的頻率、運(yùn)行速度，并影響著芯片流片的成功與否。如今我國(guó)只有少數(shù)企業(yè)擁有獨(dú)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的數(shù)字芯片物理編譯解決方案，成立于2021年10月的矽極軟件就是其中一家。

矽極軟件的創(chuàng)始人蔡振是中國(guó)本土培養(yǎng)的第一代EDA學(xué)子。近日，芯東西也有機(jī)會(huì)和矽極軟件的創(chuàng)始人蔡振進(jìn)行了深入交流。在EDA這一“卡脖子”的領(lǐng)域，他沒有將精力放在所謂的“國(guó)產(chǎn)替代”上，而是希望以創(chuàng)新做國(guó)際巨頭做不到的事。

首個(gè)專利推動(dòng)大規(guī)模SoC設(shè)計(jì)，為芯片“卡脖子”歸國(guó)創(chuàng)業(yè)，芯東西采訪到蔡振時(shí)，恰逢上海新一輪疫情較為嚴(yán)重。盡管如此，蔡振對(duì)矽極軟件的工作進(jìn)度表示十分滿意，他提到員工們已經(jīng)熟悉了遠(yuǎn)程辦公，只要平平安安就好。蔡振1978年就讀于復(fù)旦大學(xué)物理系的半導(dǎo)體專業(yè)。當(dāng)時(shí)復(fù)旦大學(xué)的EDA研究在校長(zhǎng)謝希德、教授唐璞山等前輩領(lǐng)導(dǎo)下，氛圍十分熱烈。

當(dāng)時(shí)的計(jì)算機(jī)輔助芯片設(shè)計(jì)(那時(shí)EDA被稱作ICCAD)是一門新興的學(xué)科，蔡振認(rèn)為自己可以在著名教授指導(dǎo)下，探索更多的領(lǐng)域，于是讀研時(shí)選擇了這一學(xué)科。碩士畢業(yè)后，他曾在新加坡特許半導(dǎo)體任CAD工程師。此后，蔡振又曾任Cadence東南亞地區(qū)技術(shù)負(fù)責(zé)人、Aztech芯片部門CAD和物理設(shè)計(jì)部主任等職。之后蔡振又在新加坡進(jìn)行了第一次EDA創(chuàng)業(yè)，之后轉(zhuǎn)向了物聯(lián)網(wǎng)芯片設(shè)計(jì)。

在芯片設(shè)計(jì)公司工作時(shí)，蔡振發(fā)現(xiàn)，EDA工具和用戶需求之間的差距還相當(dāng)大。即便是像自己這樣的EDA專家，在使用先進(jìn)的EDA工具時(shí)，如果在芯片layout布線中出現(xiàn)少數(shù)幾個(gè)問題，整個(gè)芯片設(shè)計(jì)就要重新進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的迭代。普通工程師在使用EDA工具時(shí)，則可能會(huì)面臨更多問題。

隨著國(guó)內(nèi)第一只EDA軟件股—概倫電子，正式在科創(chuàng)板發(fā)行上市，或許也是因?yàn)槭艿侥壳皣?guó)內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展火爆的原因，這只股票上市當(dāng)天就大漲51%，市值一度突破兩百億大關(guān)，雖然如今市值僅剩167億元左右，也是目前國(guó)內(nèi)實(shí)力最強(qiáng)的EDA軟件巨頭，雖然在市值方面可能并會(huì)讓大家感覺到“非常?！?，回歸到EDA軟件本身，由于芯片設(shè)計(jì)、芯片制造、工藝平臺(tái)開發(fā)等，都需要使用到EDA軟件，所以如此備受國(guó)內(nèi)網(wǎng)友們關(guān)注，很大程度上也是因?yàn)檫@是我國(guó)實(shí)力最強(qiáng)的EDA軟件巨頭，并且全球九大晶圓廠、三大存儲(chǔ)巨頭都使用他的EDA軟件;例如臺(tái)積電、三星、中芯國(guó)際等芯片代工巨頭，還有三星、SK海力士、美光等芯片存儲(chǔ)巨頭等等，都在使用概倫電子的EDA軟件，看到這里或許你就可以感受到概論電子有多牛了吧!

或許很多網(wǎng)友們看到這里，還是有些‘感知不強(qiáng)’，概論電子目前所達(dá)到的水準(zhǔn)，國(guó)內(nèi)EDA軟件廠商只有蓋倫電子一家，全球范圍內(nèi)也只有四家，另外三家就是Synopsys(新思科技)、Cadence(楷登電子)、西門子EDA，或許也是因?yàn)閲?guó)內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)并不發(fā)達(dá)，所以概論電子的大部分客戶以及營(yíng)收都來自于海外市場(chǎng)。

根據(jù)概論電子所公布的財(cái)報(bào)數(shù)據(jù)顯示，在2020年就實(shí)現(xiàn)了1.37億元營(yíng)收，其中有接近7300萬元的營(yíng)收來自于海外市場(chǎng)，占比高達(dá)53%，而在2021年上半年，概論電子的海外營(yíng)收占比更是高達(dá)70%，成為了海外營(yíng)收占比最高的國(guó)產(chǎn)EDA軟件廠商。

從概論電子的EDA軟件技術(shù)來看，概論電子所自主研發(fā)的EDA軟件最高已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)3nm工藝節(jié)點(diǎn)技術(shù)，完全可以支撐7nm\5nm\3nm等高端工藝節(jié)點(diǎn)的各種半導(dǎo)體設(shè)計(jì)、制造以及工藝平臺(tái)開發(fā)等等，所以說概論電子的EDA軟件技術(shù)水準(zhǔn)絕對(duì)是處于全球一流水準(zhǔn)。