正大期货官网

以美国为首的芯片强国对出口中国的高端芯片 “卡脖子”，让更多人意识到国产高端芯片自主可控主要性的同时，芯片产业链中小而精的EDA（Electronic Design Automation，电子设计自动化）工具的要害作用也成了关注的焦点。

芯片设计环节繁多，精致且庞大，EDA工具对于提升芯片设计效率，优化芯片设计，保证芯片功效施展着极为主要的作用。现在，美国三大EDA公司（Synopsys、Cadence、Mentor）占有全球EDA市场跨越60%的市场份额，绝大部门芯片设计公司都需要三巨头的EDA工具。因此，美国用EDA就能很容易卡住中国芯片行业的脖子。

国产化率仅10%左右的国产EDA，面临生长了二三十年的EDA三巨头的手艺和商业壁垒，想要进一步提升国产化率面临极大挑战。庆幸的是，开源的趋势，AI和云手艺的突破，给国产EDA带来了换道超车百年一遇的好时机。

1、EDA国产化率10%左右，突破面临瓶颈

EDA处于整个芯片产业链的上游，特点是小而精。据市场研究和照料公司Gartner今年1月的劈头统计效果，全球半导体收入2020年总收入到达4498亿美元，比2019年增进7.3%。

仅看EDA市场，赛迪照料高级剖析师吕芃浩去年给出的数据是，2019年全球EDA市场规模为102.5亿美元，中国EDA市场规模约为5.8亿美元，占全球市场的5.6%，海内EDA厂商总营收不到4.2亿元，仅占全球市场份额的0.6%，国产化率仅10%左右。

“10%左右的国产化率，华大九天孝顺了大部门。由于海内许多EDA公司都是以出售点工具为主，华大九天有面向模拟芯片的整套工具，以是市场的认可度更高。”吕芃浩告诉雷锋网：“国产EDA除了在模拟芯片领域有所希望，国微团体，概伦电子的部门工具也到达了国际领先水平，以芯华章为代表的公司把一些自研的EDA工具举行开源，也实现了一定的突破。”

吕芃浩以为EDA 10%的国产化率很难突破，已经进入瓶颈期。缘故原由主要有两个方面，一方面，中国的IC设计公司数目虽然有2218家，但营收过亿的只有200多家，无论从手艺照样财力水平，大部门中国芯片设计公司可能不会用正版软件，市场增进有限。

另一方面，国产EDA还没有实现数字芯片设计工具全流程，海内营收过亿的芯片设计公司照样会优先选择三巨头的EDA产物。

也就是说，海内的EDA市场增量有限，存量市场竞争猛烈。吕芃浩以为，“EDA的国产化率要进一步提升，必须要实现数字全流程，一旦实现了全流程，就可以迎来快速发作期。然后，还需要改善生态。”

西南交通大学信息学院电子工程系副系主任邸志雄也以为，国产EDA公司最艰难的是生计问题，然后是生态问题。“海内EDA公司需要获得芯片设计公司、晶圆代工厂的信托，才气解决生计问题。”邸志雄示意。

“当前的国际形势下，大部门芯片设计公司都意识到EDA可控的主要性，这是国产EDA获得入场券的条件。”

拥有20多年国际领先EDA企业手艺开发及公司运营治理履历，2020年建立芯华章的王礼宾对雷锋网说：“以前海内做EDA的公司不多，也主要是做单点工具。现在EDA受到国家重视，也有很大的市场空间，以是EDA公司都希望能够做的更完整，但贪大叱责也不能取。”

国际形势的转变逼着中国芯片产业走出一条自己的路，国产EDA也迎来了一个绝佳时机——开源EDA。

2、开源给国产EDA打破巨头手艺

和商业壁垒的绝佳时机

开源手艺已经生长了多年，开源软件的蓬勃生长是现在软件可以快速、低成本实现的一个要害。Linux、GNU、Android以及种种开源AI Framwork往往能够发生革命性影响。现在，EDA开源也在快速向前推进。

2018年，美国国防部高级研究设计局（DARPA）提出了两个新的项目IDEA（Intelligent Design of Electronic Assets）和POSH（Posh Open Source Hardware）。

其中的缘故原由，邸志雄以为：“芯片的研发周期至少一两年，成本很高，手艺门槛也很高，严重阻碍了芯片设计领域的创新，这两个项目从IP和EDA两个维度缩短芯片设计流程，节约研发时间。我以为从RISC-V指令集到POSH再到IDEA，这着实就是一个开源生态，能够配合推动芯片行业的繁荣。”

相关统计数据显示，通过IDEA/POSH两个开源项目的实行，可供使用的开源EDA数目增添了近一倍。

“海内的EDA工具产业现状是手艺进入门槛高、人才方面师资与课程缺乏，开源可以打破手艺和商业壁垒，整合优化科技资源设置，高效的引发并加速创新，快速建设海内集成电路设计生态圈。”王礼宾以为。

那么，开源EDA能够辅助海内EDA产业迅速实现数字全流程吗？王礼宾示意：“我以为这取决于手艺的导向和资源投入，芯华章有系统性的想法，但难度会越来越大，由于投入也会越来越多。还要看到，差其余EDA涉及的环节差异，开源的难易水平以及开源所能带来的生态促进作用差异。”

邸志雄从手艺的角度剖析，开源的点工具若是没有统一的接口，想要将点工具串起来很难。另外，已有的开源单点EDA工具绝大部门都没有经由商业的流片验证。同时，在模拟芯片设计EDA工具与数字芯片物理实现EDA工具，稀奇需要开源工艺库和PDK支持。

吕芃浩指出，开源是国产EDA实现数字全流程的一条路，但现在人人都是起步阶段，有积累的情形下，实现完整的全流程会更快一些。

既然云云，为何还说开源是国产EDA的绝佳时机？虽然EDA开源不能在短期内就让海内EDA产业补足短板，但能从源头上解决国产EDA生长的人才之困。高端人才是海内集成电路产业生长最大的挑战是业界共识，对于小而精的EDA产业更是云云。

“在海内的教学系统中，EDA西席一样平常隶属于微电子或盘算机学科，不管在哪个学科，EDA都属于小众，海内能够开设EDA课程的学校寥若晨星，缺乏EDA课本，而且，对EDA感兴趣的学生也很少。”邸志雄说。

“有了开源EDA，首先是案例有了，可以给理论课与实验课对照好的支持。另外，也能让学生领会EDA内部算法。尚有，开源EDA也不需要购置昂贵的商业工具。再加上集成电路提升为一级学科，有了这些支持后，我以为不管是开设EDA课程最先出书课本，都是利好。”

开源EDA也会对相关研究有努力作用。据悉，许多研究者的论文都基于开源EDA睁开研究，但开源EDA被收购之后往往就走向闭源。“若是开源EDA能够给人人提供一些对照完整的EDA环境和流程，对于而言就可以有一个基准的参考模子，进而可以验证算法或模子的有用性。因此，无论是科研照样教学，对开源EDA需求的迫切性都很高。”

开源EDA不仅能够降低学校人才培育的难度，也能吸引更多人加入到EDA行业，加速创新。王礼宾说：“EDA是跨盘算机、软件、集成电路的交织学科，开源即是给了一个产物的母版，降低了研发的门槛，还可以引发和加速科研院所、高等院校、企业、兴趣者的创新，优化资源设置，通过开源的实践，培育出许多EDA人才。”

“当产业界拿到了更好的开源产物，会加大开源EDA软件的使用频度和广度，这样的大局限应用，会为开源EDA提供更多的测试数据，进一步催熟开源EDA工具的生长和创新，最后形成正反馈的EDA开源生态。”王礼宾进一步指出。

海内的EDA公司不仅捉住了开源EDA的时机，还可以借AI、云盘算等新手艺换道超车。

3、国产EDA将换道超车

作为开源EDA的先锋派，芯华章在2020年九月上线了中国首个开源EDA手艺社区EDAGit，而且开源了两款EDA工具。王礼宾先容，现在芯片公司在一个芯片项目中投入的精神大量是用于验证，由于芯片失败带来的损失轻则是一次投片数亿元的用度吊水漂，重则影响产物的上市时间或者公司的信誉，导致客户的流失，可能带来致命的袭击。因此，验证，稀奇是硬件验证，是科技领先的主要制胜点之一。

芯华章已经开源的两款EDA工具都与验证相关，EpicSim是基于经典EDA方式学并举行强化、创新的开源仿真工具，仿真器是功效验证最不能或缺的一环。另外一款开源工具是形式验证“灵验”，形式验证的优势在于完整、穷尽的验证，不需要庞大的环境搭建，设计收敛效率高，适适用于早期的模块验证。

数字仿真器流程

“芯华章所专注的数字验证领域，与晶圆厂和先进制程之间没有直接的慎密关联，因此对于我们来说，手艺突破的要害在于人才。对于后端与晶圆厂对接的结构布线等环节，就必须思量到买通开源产物在差其余工艺节点上的应用。”王礼宾说。

“我们开源的EDA工具都可以很好地应用在芯片项目的早期验证和院校教学当中，希望可以抛砖引玉推动资源整合优化，让芯片设计者和EDA工具的研发职员都用上芯华章开源的EDA工具，这样会很快形成一个新的手艺生态圈，引发这两类人群的创新活力，实现EDA手艺壁垒和商业壁垒的突破，提高集成电路创新链整体效能。”

邸志雄说：“芯华章的数字验证工具实现了海内从无到有的突破，其‘灵验（EpicFV）’开源形式验证EDA也是全球第一款。验证类型的工具销售额占所有EDA工具销售额的30%左右，需求量大且市场价值高。”

雷锋网领会到，芯华章的EpicSim工具已经被商业芯片设计公司接纳，而且在现实设计中也到达了仿真速率提升两倍的目的。

“坚持开源这条路，一定是EDA国产化一个异常好的途径。”吕芃浩说。

除了开源，AI和云盘算等前沿手艺也能辅助国产EDA换道超车。王礼宾以为：“外洋EDA巨头已经生长了几十年，若是用传统的方式和架构，想要追赶巨头一定需要许多年。但新手艺和新架构可以让我们不必接纳以前的方式，在一个新的起跑线上出发，开发出更先进的EDA工具。”

好比芯华章使用到的LLVM手艺，传统的EDA工具只支持x86架构服务器，若是要应用到ARM或RISC-V架构的服务器，就需要破费大量时间举行移植。接纳LLVM架构，从一最先就能很容易支持差异架构，可以省去后期的移植，实现换道超车。

至于AI手艺的作用，邸志雄以为，AI不能从基本上推动EDA工具的生长，但可以看作一个类似展望的黑盒，解决一些较为庞大的问题。

吕芃浩的看法是，全球都在研究AI手艺与EDA手艺连系，海内的AI手艺全球领先，这种优势在一定水平上有助于我们加速追赶措施。尚有不能忽略的云手艺，随着云盘算的生长，云上设计芯片能够削减芯片设计流程中耗时较多的芯片设计验证时间。

4、小结

EDA手艺作为产业链的源头，必须举行刷新，产业链才气够获得整体效率的提升。2021年是“十四五计划”的开局之年，首次明确指出需要在集成电路设计工具上举行突破。

在EDA国产化率不高、巨头有壮大的手艺和商业壁垒的情形下，开源是国产EDA换道超车的好路径，十四五纲要也将开源手艺上升到国家层面。芯华章率先在海内上线开源社区，并免费开源两款数字验证EDA工具，对于降低EDA行业的门槛、培育人才以及加速创新都有努力作用。

开源、AI、云盘算前沿手艺的突破，让中国EDA行业迎来了百年一遇换道超车的好时机。吕芃浩预期，根据现在的进度、趋势以及市场信息，加上国家资金和政策的支持，国产EDA在5年内基本实现全流程应该没有问题。

打破EDA巨头的壁垒挑战重重，但我们有理由保持乐观。