如果说光刻机是‘芯片之父’,那么EDA就是‘芯片之母’。
芯片,作为现代电子设备的核心,承载着信息时代的运转。而EDA软件,正是设计这些微小却强大芯片的“幕后英雄”。
近期,美国进一步加强对EDA软件的出口管制,让全球芯片产业感受到了前所未有的压力。
EDA软件是芯片设计的基石,它通过计算机辅助设计、仿真和验证等手段,帮助工程师设计和优化复杂的集成电路。
据市场调研数据显示,全球EDA市场由美国的Synopsys、Cadence和Siemens EDA等公司主导。这三家公司几乎垄断了整个市场,占据了近75%的市场份额。剩余的市场份额由中国大陆和欧洲公司分割,而韩国的EDA公司市场份额几乎可以忽略不计。
美国对EDA软件的出口管制,直接针对设计GAAFET(全栅场效应晶体管)结构集成电路所必需的技术。这一措施对依赖美国EDA软件的国家和地区造成了巨大冲击。
尤其是在高端芯片设计领域,没有EDA软件,设计工作几乎无法进行。
芯片设计是一个极其复杂的过程,涉及数十亿个晶体管的精确布局和连接。没有EDA软件的辅助,设计师几乎无法完成如此庞大的工作量,更不用说保证设计的正确性和可靠性。
面对美国的出口管制,相关国家开始寻求替代方案,包括发展本国的EDA产业。同时,也有一些国家和企业开始探索与其他国家的合作,以减少对美国技术的依赖。
在中国,随着国家对半导体产业的重视,国产EDA企业得到了快速发展。政策的支持和市场需求的增长,为国产EDA企业提供了良好的发展环境。
据统计,截至2020年底,中国的EDA企业数量已达28家。这些企业在模拟电路设计、数字电路设计、平板显示电路设计等领域取得了一定的进展。
不过,国产EDA企业在技术研发、市场信任度、资金投入、人才储备等方面仍面临巨大挑战。
例如,华大九天在2019至2021年间的研发费用分别为1.35亿元、1.83亿元和3.05亿元,尽管投入巨大,但与国际巨头相比,仍存在显著差距。
从技术和质量上看,国内EDA企业在核心应用(如逻辑综合、布局布线)中的结果与主流工具在性能参数(PPA)等指标中仍有较大差距。
此外,国外半导体公司在IP数量的积累上具有巨大领先优势,这对EDA工具来说是绝对竞争力,也是国产EDA亟待突破的壁垒。
解读哥了解到,华为已经基本实现了14纳米以上工艺所需的EDA工具的国产化。
华为在EDA技术的算法研究、全流程自动化以及高度集成的方法上取得了多项重大突破,显著提高了芯片设计的效率和可靠性。
华为 徐直军
华为诺亚方舟实验室的AI4EDA团队正在紧跟基于AI的决策推理研究,解决当前EDA中的空间探索、组合优化、图计算等相关问题,构建核心技术竞争力。
国产EDA的困境,不止上述简单说到的这些,还有短时间难以消除的“偏见问题”。
即使国产EDA部分指标上,已经可以和国外厂商掰一掰手腕的程度,但是国内众多集成电路(IC)设计和制造企业,在长期依赖国际领先EDA(电子设计自动化)工具的过程中,已经培养了深厚的使用习惯和忠诚度。
同时,这些企业对于国内外EDA技术发展水平的既定看法,往往倾向于认为国际产品更为成熟和先进,这种观念在一定程度上为国产EDA工具的推广和替代设置了障碍。
总的来说,国产EDA虽然在不断发展并取得一定成就,还需要多管齐下的努力,才能真正实现替代国外EDA的目标。
美国对EDA软件的封杀,短期可能确实让我们很难受,放眼将来未必是坏事。