近日，國產EDA有了新突破，該公司表示核心關鍵產品突破3nm工藝節點，具備了國際市場競爭力，同時構建了較高的技術壁壘。

這家公司就是概倫電子，公司於2010年創建，主要從事EDA工具的自主設計及研發，通過戰略合作、自主研發不斷完善產業鏈，推動國產EDA的發展和生態建設。

還有一家企業華大九天，是國內規模最大、產品線最完整、綜合實力最強的EDA工具提供商，能夠提供模擬電路、集成電路、平板顯示以及晶圓製造領域的EDA工具。

華大九天也公告：公司部分EDA工具可支持5nm先進工藝製程，並且已經實現商業化。

兩家公司的公告無疑是振奮人心的，這標誌著國產EDA工具已經打破了國外的壟斷，為國產晶片打造全產業鏈提供了重要的支持。

今天我就一起來了解一下什麼是EDA工具，以及國產EDA工具的發展狀況。

EDA即電子設計自動化

提起EDA來，很多網友感覺有點陌生，單單從字面來看，就是一個「英文三字經」，根本無法理解。

其實EDA就是ElectronIC Design Automation的縮寫，翻譯成漢語就是電子設計自動化，是晶片設計的核心工具，因此也被稱為EDA工具或「晶片母機」。

在EDA工具出現之前，工程師們只能徒手畫晶片的設計圖、布線圖，當然那時候的晶片十分簡單，只有幾十組電路。

隨著晶片的功能越來越強大，布線圖也越來越複雜，徒手繪畫已經不能滿足需求，人們開始著手研究如何利用計算機繪製設計圖。

1980年，超大規模集成電路被提出，晶片開始利用程式語言來設計，一年後，EDA工具開始商用，自此晶片的複雜性開始快速的增長。

EDA的出現，對開發大型晶片具有非常重要的意義，於是世界各國紛紛布局這一行業，其中美國速度最快，

1981年，明導國際創建，公司總部位於美國威爾遜，通過多年運作後，這家公司成為了EDA三巨頭之一，2016年被西門子以45億美元的價格收購。

1986年，新思科技在美國加州創建，公司主要提供EDA解決方案，晶片接口IP、信息安全服務等，是EDA三巨頭最具實力的公司。

1998年，同樣在美國加州，三巨頭的最後一家公司鏗騰電子成立，提供智能設計策略，硬體、軟體、IP服務。

你無法想像，「晶片母機」EDA工具三大服務商居然全部誕生在美國，但事實如此，我們只能一聲嘆息。

我國晶片一直處於「卡脖子」狀態，尤其是在製造端，在設計端出現了華為海思這類國際領先的企業，這一度讓我們產生一種錯覺，認為晶片設計很簡單，其實並非如此。

EDA設計流程包括：前端設計和仿真、後端設計及驗證、後仿真、signoff檢查、數據交付代工廠等，每一項工作都很複雜。

前端設計：主要是模擬電路設計和Verilog代碼；仿真就是功能和性能的仿真。

後端設計：從設想到實體，也稱物理設計和版圖設計。將用器件符號和字母組成的數據轉換為圖形。製造廠商將以此作為掩膜版的製作依據。這個過程會引入寄生電容和寄生電阻。

驗證就是確認邏輯代碼是否符合預期的要求，是否符合原來定義好的規範，包括隨機驗證和形式驗證。它是晶片設計中極其重要的一環，也占用了設計企業相當多的時間。

後仿真：前端設計無法預料到後端設計的全部內容，因此在布線、引入電容、電阻時按照理想狀態來設計。此時，後仿真就是一個驗證過程，如果無法通過就必須返回重新設計。

Signoff, 翻譯成中文為「簽核」，即按廠家的要求做最後一次的規則驗證，通常我們在設計的時候，會將廠家要求的標準提高一些來做。

數據交付：以gds的形式，同時確保驗證和仿真全部通過。

這些操作都要依靠EDA工具完成，而且很多流程只靠一家EDA工具無法滿足需求。因此，許多晶片設計大廠選擇了最強的三家，也就是「EDA三巨頭」。

國產EDA一度自廢武功

其實早在美國的EDA三巨頭創建之前，我國就著手研發EDA工具了，可以說起步不算晚，甚至說起步很早，那為什麼「趕了一個晚集」呢？

1978年秋，在廣西桂林召開了一個「數字設計自動化學術會」，這個研討會就是討論如何發展國產EDA工具，並做到世界領先。

當時參會的單位達到了67個，行業技術人員多達140多名。會後，他們撰寫並刊登了18篇文章，涉及排版布線、自動邏輯、模擬技術、電路分析等。

這個會議拉開了國產EDA研發的序幕，但當時研發機構大都各自為戰，研發進展緩慢，而且並沒有什麼好的成果。

80年代，EDA工具受到了國外的限制和禁運，國內晶片研發受到了嚴重影響，晶片產業意識到必須要自主研發。

很快，國家層面動員了17家科研單位，共200多名相關專家赴京，共同研發自己的EDA工具。

集中力量辦大事，是我國獨有的優勢。無論是大生產還是搞研發都不在話下。1993年，第一款自主智慧財產權的國產EDA工具問世，命名為「熊貓系統」，寓意珍貴且稀有。

熊貓系統斬獲多項國家級大獎，一舉打破了國外的壟斷，而且價格只有進口工具的1/10，不僅在國內熱銷，甚至很多外企也選擇了熊貓系統。

熊貓系統不斷的完善系統，代碼達到了180萬行，設計工具也有28個，電路模擬、仿真、自動布線、行為功能、驗證、測試碼等功能一應俱全。

短短几年，熊貓系統就開發出了200多種晶片，安裝了55萬套系統，建成了7個單元庫。整體性能與世界先進EDA工具差距5年。

這下急壞了海外三巨頭，三家公司主動說服了美國政府，「禁令」被打破，三巨頭迫不及待的湧入中國市場。

1994年，新思科技向清華大學捐贈了價值約500萬美元的20套Design Compiler軟體。這對當時的我國來說，就像是雪中送炭。

就這樣新思電子敲開了中國的大門，在1995年時就攜手清華大學，成立了「清華大學——新思科技高層次電子設計中心」。

此後，新思電子與國內大學合作呈現了野火燎原之勢。就這樣，「捐贈+培訓」就攻陷了中國市場，而且這種方式很奏效，讓國人認為「造不如買」。

國產熊貓系統性能不足，而海外系統連送帶培訓，關鍵很好用，就這樣熊貓系統被打入了冷宮。

在今後的10多年中，海外三巨頭攻城略地，兼併重組。而以熊貓系統為代表的國產EDA軟體則原地踏步，甚至不進反退。徹底失去了追趕超越的絕佳機會。

如今，隨著中興華為事件的爆發，國產晶片再次被「卡脖子」，我們才重新意識到了自主研發的重要性。

為什麼EDA一定要走自主研發之路

EDA工具究竟有多重要呢？晶片產業需要EDA工具，就像打字需要Word一樣，關鍵EDA比Word更高級，技術含量也更高，有了EDA工具才能有晶片設計，才能去製造、封裝、使用。

目前，全球EDA市場約120億美元，但是它能夠撬動5500億美元的晶片市場，以及1.5萬億美元的電子信息市場，甚至40萬億美元的應用市場。

而華大九天副總經理郭繼旺甚至認為，「沒有EDA就沒有IC！」

僅從經濟上來看，設計14nm晶片的成本是2億美元，設計7nm晶片的成本是6億美元，當然是藉助EDA工具。如果不使用EDA，其設計成本將直接攀升至1200億美元。

但實際上，沒有EDA工具，28nm邏輯晶片、存儲晶片根本就設計不出來，沒有設計，就談不上製造、封裝，使用更是無從說起。

於是，2008年成立「核高基重大專項」之後，EDA重新被提上日程，並在近十年積極發展取得了一定成績。

EDA的國產化率提高了10%，而且部分領域突破了5nm、3nm，還湧現出了華大九天、概倫電子這類優秀的企業。

相信在國家的大力支持下，企業的不斷研發下，追上「EDA三巨頭」是遲早的事。

當然，我們也要看到自己的不足之處：

人才是關鍵

EDA雖然是高精尖的產業，但全球從業人員只有4.5萬，並且大部分集中在新思科技、楷登電子、西門子EDA這三家公司中，其中新思科技就高達1.3萬人，是華大九天的30倍還多。

巨大的人才差距是我國企業最薄弱的環節，如何吸引人才、培養人才、留住人才，讓人才學以致用，最大的發揮出潛能是我國科技企業需要學習的。

大膽嘗試創新

要想超越比自己強大的對手，唯有創新，用新事物打敗對手。

如果還停留在之前的技術中，我們永遠追不上對手。因為生態、資源、人才都被其壟斷了，我們怎麼玩？

所以，國內晶片設計企業要支持國產EDA，給予它們創新、試錯的機會，才有可能打造出「超越」的產品。

研發投入不足

科技研發需要投入大量的資金，並且是持續性投入。

海外領先的EDA公司研發投入占到營收的35%甚至40%，正是這種高投入才保證了技術領先和市場份額。

2022年華大九天研發投入1.8億，而新思科技研發投入接近100億，如此巨大的差距，活該新思科技當老大。

寫到最後

EDA在全球晶片市場中扮演著重要的角色，但70%以上市場被「海外三巨頭」把控，國產EDA廠商雖然取得了不小的進步，但與之仍然差距巨大。

未來，我們更應當重視人才的培養，研發的投入，決不能再抱有「造不如買、買不如租」的想法。我們應當自主研發，主動「反擊」。

我是科技銘程，歡迎共同討論！