網上有這樣一個說法，有100個對軟件開發(fā)一竅不通的頂尖芯片設計師團隊，和100個對芯片設計一竅不通的軟件工程師，誰能更先開發(fā)出EDA。
答案是都不可能，但如果把這200人湊在一起，共同開發(fā)呢？答案還是不可能，因為兩個團隊之間難以配合。
那么到底需要什么樣的條件才能開發(fā)EDA軟件？ EDA軟件又是什么？中國EDA軟件發(fā)展又經歷了什么樣的殘酷歷史？
朋友們大家好，我是工研車間微胖叔，今天來聊聊半導體行業(yè)的搖籃，EDA軟件。
EDA軟件是什么？
EDA的全稱是電子設計自動化，是芯片設計中必須使用到的一類軟件工具，覆蓋芯片設計的全流程，芯片設計企業(yè)需要完成芯片的設計、仿真、驗證等大大小小多個環(huán)節(jié)，不同環(huán)節(jié)對應不同的EDA軟件，經過多輪的設計和驗證，最后生成一個完整芯片版圖文件，才能交付給晶圓廠生產。
這好像看起來也很簡單，這不就跟室內家裝設計一樣簡單嗎？只要設計師做出方案，交給施工隊就好了。
但是如今的芯片上的晶體管的數量都已經用億來計算，這就相當于一名家裝設計師，去做一億個房間的設計，同時還要考慮房間和房間之間通行效率。如果沒有自動化軟件，這是不可能做到的。
比如說，當今14nm芯片的設計成本是2億美元，7nm則是6億美元，這是有EDA的情況下。如果沒有EDA，就需要大量的設計師，去進行大量重復枯燥的工作，一方面極大拉長開發(fā)周期，同時也會讓成本上升超過200倍。那么，設計一個7nm芯片就需要1200億美元，考慮到人才數量和時間周期，不用EDA設計芯片，這就是一件根本不可能實現的事情。
中國EDA軟件又經歷了怎樣的歷史呢？
上個世紀80年代，在互聯網都沒有接入的時代，中國就針對EDA軟件設立了專項計劃。1993年，國產自研EDA系統(tǒng)“熊貓”問世，短暫掀起了國產EDA的風潮，當時國內有20家企業(yè)使用國產EDA，完成了超過200個芯片的設計，那個時候熊貓EDA和國際領先水平的差距還沒現在這么大。
隨后1994年，EDA廠商被解除限制，外國廠商涌入中國，帶來了更完整更先進的套裝型工具包，同時還有成熟的商業(yè)模式和策略，迅速搶占了國產EDA的市場，讓國內的EDA行業(yè)基本陷入停滯狀態(tài)十幾年。
新思科技在人民大會堂舉辦向清華大學捐贈的儀式
這個現狀一直維持到2008年，但是事到如今，EDA的國產化率仍然很低。
目前，EDA軟件被三大外國巨頭壟斷，分別是新思科技、Cadence和收購了Mentor公司的西門子集團。這個行業(yè)的最大特點是，研發(fā)費用投入高，但是市場規(guī)模卻特別小，從業(yè)人員也不多，三大巨頭企業(yè)總人數大概是2.8萬人左右，這就占到了全球EDA行業(yè)的60%。
而國內所有EDA企業(yè)的人員加在一起，也不過1500人，國內最大的EDA企業(yè)也不過只有660人，研發(fā)人員不到500人。而且這樣的研發(fā)人才很稀缺，不光需要懂軟件開發(fā)，還需要對芯片設計和制造有很深刻的理解。如果想要和國際巨頭競爭，還需要上萬人才的參與，雖然近年來發(fā)展迅猛，但是補齊人才缺口還需要好幾年時間。
除了人才以外，外國巨頭還有知識產權護城河，一顆芯片中要使用到來自各個企業(yè)的芯片IP，外國EDA企業(yè)基本上壟斷了接口類IP，很多芯片設計公司在使用EDA軟件的同時，還會使用EDA企業(yè)的IP，新思科技和Cadence已經是世界上僅此于ARM公司，第二大和第三大的IP授權公司。
國內EDA企業(yè)不僅在IP授權上話語權較弱，還沒有形成全流程覆蓋，占有的市場份額很小，一方面是長期以來，國內企業(yè)不敢輕易嘗試國產軟件，小企業(yè)也不愿意購買正版軟件，導致國產EDA市場份額很少。
另一方面則是最重要的問題，EDA軟件的迭代和開發(fā)需要和晶圓廠緊密配合，這就是下一個問題。
EDA軟件研發(fā)需要什么樣的條件？
舉個例子，臺積電在開發(fā)N7工藝的時候，新思科技就同步啟動了EDA設計平臺和IP部件的開發(fā)，經過兩家公司的相互優(yōu)化和實際生產的驗證流程之后，在臺積電推出N7工藝的時候，新思科技的EDA也同步上線，新思科技和臺積電已經成為綁定狀態(tài)，想要導入臺積電的先進工藝，就必須使用新思科技的EDA軟件。
也只有通過新思科技，芯片企業(yè)才有資格拿到臺積電的晶圓代工份額。結合這幾天的新聞，我們也能知道，臺積電推遲在2nm節(jié)點上導入GAA技術，對于國內芯片廠商來說也是一件好事，起碼目前臺積電3nm的代工不受限制。
臺積電和新思科技的合作模式也反映出EDA研發(fā)的必要條件，必須產研結合。
EDA軟件和制程工藝緊密相連，EDA軟件需要晶圓廠進行驗證，才能證明軟件有效。而且，不同的晶圓廠的制程工藝稍有不同，這就意味著一套軟件需要通過多家晶圓廠的驗證，這就進一步增加了擴張市場份額的難度。
總的來說，國內廠商實力和人才現狀和國際一流水平差距不小，但是同樣也有機會，在AI、5G、物聯網領域目前已經出現了外國企業(yè)覆蓋不到的情況，隨著政策扶持，國產廠商有望成為這些領域的規(guī)則制定者，也有望開發(fā)出國產IP，對外國企業(yè)構筑起護城河。
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