那些被卡脖子的技术之EDA工具

我们的芯片制造环节，光刻机这个大块头，已经被人卡住了脖子，扼住了咽喉。很多人也忍不住担忧，芯片设计环节呢？也被卡住了脖子吗？

是的，芯片设计环节的EDA工具，就是被卡住了脖子。

EDA三巨头美国就占了两家，这两家的全球市场占有率就达到了55%。

看到这大家或许也会有疑惑：何为EDA工具？何为EDA三巨头？

何为EDA工具 What is EDA tool

EDA（Electronic design automation），指的是电子设计自动化。EDA工具，作为集成电路产业的最上游，是电路设计过程中必需的软件工具。

初期的集成电路的集成度和复杂程度是远不及现在的，那时的设计人员凭借手绘就能完成集成电路的设计和布线。

但随着集成电路复杂程度的提升，纯手工布线显然是跟不上发展了，EDA工具应运而生。

自上世纪70年代诞生之后，EDA工具在自身不断迭代、优化的同时，也不断推动着集成电路产业的发展。

EDA工具的诞生算是帮助设计人员“解放”双手。就像是以前洗衣服只能手洗，但是现在能用上全自动洗衣机了。

设计人员可以在计算机上利用EDA软件，自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、布局布线、逻辑优化以及仿真测试等工作。工作效率也是提升了百倍不止。

现在，全球所有的芯片设计公司都离不开EDA工具。EDA工具是芯片工程师必须要掌握和使用的，这也就是为什么我们每次聊到各个岗位需求时，一定要提到EDA的原因。

很多人都称EDA工具是半导体产业皇冠上的明珠。然而就是这颗明珠，70%以上的市场份额都被国外企业垄断。

EDA市场上有众所周知的三巨头：Synopsys（美国新思科技）、Cadence（美国楷登电子）、Mentor（德国明导国际，被西门子收购后更名Siemens EDA）。

根据2020年的数据，Synopsys的全球EDA市场份额最高，为32.14%，Cadence、Siemens EDA占据了23.4%和14%的全球EDA市场份额。仅中国市场而言，这三家公司就占据了中国市场份额的90%。

这也就很好地解释了他们为什么是EDA三巨头。详细来看，这三家公司的主打领域各有侧重，拳头产品也各有千秋。

新思科技，成立于1986年，算是三巨头里的老大。自从2008年成为全球排名第一EDA解决方案供应商之后，就一直稳坐头把交椅。新思擅长SoC开发，IC设计与验证排名第一。主攻数字芯片设计、静态时序验证确认以及SIP提供，同时布局配套的全流程工具。

楷登电子，成立于1986年，目前在EDA行业仅次于新思科技。楷登电子在2008年之前是常年霸占第一的，作为旧时的老大哥，楷登电子早在20年前就能够提供一套完整的设计服务了：从前端设计到后端布局布线和综合，一直到芯片出片。现在楷登电子主攻模拟、数模混合平台、数字后端、DDR4 IP 等。

明导国际，成立于1981年，是电路板解决方案的市场领导者，虽说产品服务没有涵盖整个芯片设计和生产环节，但是在后端设计验证方面实力不容小觑。2016年被德国西门子收购后，更名为Siemens EDA。Siemens EDA现在主攻后端验证、可测试性设计、光学临近修正等。

这三家公司无一例外是创立于上世纪80年代，并且在90年代进入中国市场的。那时我国的半导体产业刚刚起步不久，设计、生产设备和工艺都还很落后，我们的EDA工具研究也处在起步阶段。

现在我们有很多家设计公司在世界上都算是很能打了，像刻蚀机一类的设备也都各自杀出了一条血路。但是光刻机、工艺和EDA工具方面却还是在奋力奔跑。

成熟的EDA软件已经不断经历过迭代和优化，而像我们国内起步较晚的EDA软件，尚未经历大量的市场验证。并且国内大部分企业都以点工具为主，缺少完整的设计服务体系，难以支撑产业发展。

芯片行业的试错成本太高，芯片设计公司宁愿出高价钱去购买成熟的产品，这也无可厚非。

国产EDA企业也在不断发展，华大九天、概伦电子、广立微等企业在国内都是比较有成果的公司。他们在局部环节是能够做到世界水平的。

华大九天在2020年公司占领我国EDA市场约6%的市场份额，电路仿真工具已经达到了国际先进水平。

产业方面，我们在追赶。研究领域，我们也在追赶。

上个月，在EDA（电子设计自动化）领域的国际会议ICCAD 2021上，华中科技大学计算机学院吕志鹏教授团队获得了CAD Contest布局布线算法竞赛的第一名。

ICCAD会议在EDA领域历史悠久，属于顶级学术会议，CAD Contest算法竞赛更是备受关注的标志性事件。

华中科技大学团队平均年龄是24岁，导师关注芯片领域不到三年，基本上属于毫无任何芯片背景的“热心群众”。可以说出道即巅峰了。

当时也引发了不少讨论，但无论从哪个角度看，这个成果都是喜人的。

EDA领域和我国芯片产业的其他环节一样，都在努力走国产替代化之路。

业内外人士无不感叹一句：这条路不好走啊。

即使不好走，我们也多少算蹚出来了。正如这地上本没有路，走的人多了，也便成了路。

越来越多的人踏上这条路，国产替代化也才越来越有希望。