国产EDA突破势在必行

日前，以“计算万物·湘约未来”——计算产业新动能为主题的2020年世界计算机大会在长沙开幕。算力改变世界、算力驱动未来、计算力就是生产力。计算机产业作为国民经济战略性、基础性、先导性产业，成为推动人工智能、大数据、5G、互联网+、虚拟现实、超高清视频等为代表的新一代信息技术持续发展的关键力量，计算机产业正成为新兴产业发展及传统产业转型升级的“新动能”。

国产EDA新兵芯华章科技创始人、董事长兼CEO王礼宾先生应邀在2020年世界计算机大会发表“数字经济双循环，EDA技术突破正当时”的主题演讲。在演讲中，王礼宾先生重磅预告芯华章即将推出国内首个支持国产计算机架构的动态仿真技术，属于验证EDA的核心领域之一。

一、何为EDA

1、EDA是数字经济时代的关键系统，也是链接数字世界和物理世界的桥梁。

随着科技的不断推进，人类文明开始全新的发展阶段，以5G通信和人工智能等新兴技术为支撑、以新基建为落脚点的新篇章已经掀开序幕。

2020年3月，中共中央政治局常务委员会召开会议，提出加快新型基础设施建设进度。新型基础设施建设（简称：新基建）主要包括5G基站建设、特高压、城际高速铁路和城市轨道交通、新能源汽车充电桩、大数据中心、人工智能、工业互联网七大领域，涉及诸多产业链，是以新发展理念为引领，以技术创新为驱动，以信息网络为基础，面向高质量发展需要，提供数字转型、智能升级、融合创新等服务的基础设施体系。

新基建是数字经济发展的基础，而新基建的发展过程中，集成电路作为新基建的基础，对新基建的作用将日益凸显。新基建主要包含的信息基础设施、融合基础设施和创新基础设施，都离不开集成电路的基础支撑作用。没有集成电路，就没有现代信息技术，也就无法实现融合。EDA作为根技术，将通过集成电路赋能新基建，推进中国引领第四次工业革命，也就是数字革命。

2、EDA是集成电路产业链的命脉。

EDA作为集成电路产业链的命脉，自始至终连接和贯穿着芯片制造和科技应用的发展；芯片设计、晶圆制造、封装测试，直至电子产品的设计，每个环节都离不开EDA工具。其实EDA市场是一个比较小的市场，2019年EDA/IP全球产值约110亿美元，然而就是这小小的110亿美元，却撬动了约5千亿美元的半导体市场甚至是约1.6万亿的电子产品市场。

3、EDA技术成就芯片集成度提高。

1970年代属于CAD时代，也是是EDA的雏形时期，设计人员依靠手工完成电路图的输入、布局和布线，随着可编程逻辑技术的出现，开发人员常识将整个设计工程自动化，不再仅仅满足于完成光刻演模版的出图；1980年代EDA走向商业化，由于可编辑逻辑器件的成熟，硬件描述语言VHDL和Verilog产生了，为EDA的商业化打下来非常好的基础；1990年代系统设计阶段，随着硬件语言的标准化和集成电路设计方法的不断发展，推动了EDA设计工具的普及和发展，该时期的EDA技术特征是高级语言描述、系统级仿真和综合技术；2000年代后EDA进入快速发展阶段，在仿真验证和设计两个层面支持标准硬件语言的EDA软件工具功能更加强大，更大规模的可编程逻辑器件不断推出，系统级、行为级硬件描述语言趋于更加高效和简单。

二、全球EDA现状

从全球EDA产业格局来看，2019年全球EDA/IP市场约110亿美元。在EDA领域，新思科技、楷登电子、明导三大美国公司拥有完整的、有总体优势的全流程产品，在部分领域拥有绝对的优势，各家营收超过10亿美元，合计约占全球70%的市场，约占中国市场的90%；美国ANSYS、PDFSOLUTIONS、SILVACO和中国华大九天拥有特定领域全流程根据，在局部领域技术领先，合计约占全球15%的市场；另外还有超过50家的小型EDA公司是做点工具的。

三、国产EDA突破势在必行

1、EDA是中国芯片产业链最薄弱的环节

我国从1980年代中后期开始，就投入到EDA产业的研发当中。当时我国包括集成电路在内的高科技领域都受困于“巴统”的禁运，国外EDA无法进中国，集成电路产业发展倍受掣肘。为了更好发展集成电路产业，我国在1986年动员了全国17家单位、200多位专家齐聚北京，研发我国自有的集成电路计算机辅助设计系统“熊猫系统”，在1992年首套熊猫系统问世，是我国第一个大型ICCAD系统，也是国家意志的体现和集体智慧的结晶。1994年“巴统”取消对中国禁运，1994年至2008年，国家对国产EDA的支持非常有限，中国EDA产业陷入发展低谷，发展曲折而缓慢。

2、国产EDA迎来春天

2020年，EDA更是广受资本的青睐，华大九天、国微思尔芯、概伦电子、芯华章都纷纷发布融资信息。

2020年7月，华大九天获得元禾璞华的投资，而在2018年更是获得大基金、，中国电子、苏州疌泉致芯、深创投、中小企业发展基金的亿元投资；2020年9月，广立微获得崇福投资、中金浦成的投资；2020年9月，国微思尔芯获得大基金、芯鑫租赁、浦东科创等的亿元投资；2020年4月概伦电子获得兴橙资本、英特尔投资等的亿元级投资；2020年10月芯华章获得云晖资本等的亿元投资。

3、国产EDA现状

发展至今，华大九天、国微集团、芯华章、广立微、概伦电子、芯和半导体等国产EDA开始展露头角。

华大九天是目前我国规模最大、技术最强的EDA企业，在EDA方面有四大解决方案：一是模拟IC设计全流程EDA平台，是全球第一个采用GPU加速技术实现SPICE电路仿真的，而且目前还是全球唯一的。二是数字Soc设计优化EDA系统。三是晶圆制造专用工具和服务。四是平板显示设计EDA系统。

国微集团在EDA领域中以传统的FPGA原型方案为主，也正在布局实现支持主流工艺、与主流工具兼容的数字电路全流程EDA平台。2019年11月20日，国微集团发布了全球第一款单核最大容量FPGA原型验证平台；目前，国产第一台大型企业级硬件仿真器正在研发中，计划于2020年下半年正式量产。而在后端实现方面，国微集团正在建设以布线为中心的统一的层次化数据模型。其中包含业界最好的布线技术、PowerFirstTM技术、对高容量及iHO的全层次化技术以及灵活高效的Tcl和C语言的应用程序接口（API）。

甫于2020年3月成立的芯华章，作为一个EDA产业的后起之秀，抓住国产验证EDA这一短板，产品将覆盖全验证流程，主要包括硬件仿真器以及FPGA的原型验证、形式验证、智能验证、以及逻辑仿真。芯华章在成立短短半年时间，吸引了多位世界级EDA研发的泰斗级人物加入，以其团队近20年的深厚研发实力和服务于行业市场30年的洞察力，从今年9月起陆续推出开源的数字仿真器EpicSim和和开源的形式验证工具“灵验”（EpicFV），其中EpicSim达到了iVerilog两倍的性能提升，而“灵验”的分布式计算/并行计算，更能有效加速验证收敛，加上计划年内推出的高性能多功能接口子板，已然具备开发完整全流程验证平台扎实的技术实力，值得业界期待。开源此举，能够在提高芯片设计验证效率的同时，释放EDA技术创新活力。在2020年11月3日举办的世界计算机大会上，芯华章宣布即将推出首个支持国产计算机架构的动态仿真技术，不仅兼容现有国际和国内的计算机架构，更能面向未来，有助于支持新一代的多核与异构等计算机架构，是建设中国自主研发集成电路产业生态之路上的一个里程碑，将积极促进技术和产业内外双循环。

广立微提供基于测试芯片的软、硬件系统产品以及整体解决方案，一方面为晶圆代工厂的新工艺制程研发提供整合性的技术服务，包括从早期设计、中后期量产时的可寻址测试结构，直到 yield ramp阶段基于产品版图的测试芯片；另一方面为设计公司提供定制化的测试芯片工具和服务，帮助提高IC设计的可制造性、性能、成品率并缩短产品上市时间。广立微的良率解决方案已成功应用于180nm～5nm工艺技术节点，其高效可靠的智能化测试芯片系统和一站式提高良品率、工艺稳定性技术服务系统得到了国际一线客户的认同与肯定。

四、国产EDA的未来

中国集成电路的发展需要集举国之力完善产业链上下多个环节，其中EDA作为产业链最上游的核心工业软件，需要支撑数字经济时代下的多个科技应用领域。而EDA的发展需具备以下几项关键要素：

第一，创新性。EDA与当今的软件算法、硬件结构以及机器学习、云计算等新一代技术的融合，会帮助EDA公司大大提高研发质量，融合新一代技术推出的EDA产品更可以大大缩短芯片研发周期，推动产品快速上市。

第二，人才。集成电路是一个相当庞大且精深的产业链，涉及从设计到制造的多个环节，交叉学科无数，EDA的开发不仅需要传统计算机科学的基础知识，如算法、数据结构、编译原理等，更需要EDA领域的一些特定知识。国产EDA的发展需要延揽国际尖端人才，并透过产学研深入合作共同培育属于自己的的人才梯队。

第三，市场需求。EDA技术的研发与产业生态息息相关，需要与生态合作伙伴密切合作，共同创新。团队的国际视野和对市场前沿需求的丰富经验能够加速催化产品的成熟度。

中国EDA已迎来最好的时代，华大九天、国微集团、芯华章、广立微、概伦电子、芯和半导体等多家国产EDA公司已整装待发，期待能以厚积薄发的技术实力快速完善中国集成电路产业链，支持5G、人工智能、云计算等多项未来科技的发展。

责任编辑：haq