杏彩体育芯片设计EDA软件的使用

发布时间：2024-06-27 19:42:29 丨 浏览次数：950

　　杏彩体育登录杏彩体育登录ded Engineering，CAE）、印刷电路板（Printed Circuit Board，lectual Property，IP）。IP 即半导体集成电路设计中那些可以重复使用的、具有知识产权的设计模块。集成电路设计公司无须对芯片每个细节进行设计，通过购买成熟可靠的 IP 方案，实现某个特定功能。这种类似搭积木的开发模式，缩短了芯片开发的时间，提高了芯片的可靠性。EDA 软件

　　目前，全球 EDA 工具的主要市场被三大巨头瓜分，Synopsys、CadenceMentorGraphics 三巨头拥有 EDA 工具大部分市场份额。三大 EDA 企业占全球市场的份额超过 60%，2018 年，Synopsys 全球市场份额领先，占比达到 32.10%；Cadence 次之，占比为 22.00%；MentorGraphic 占比为 10.00%。这三大国外 EDA 厂商提供了 IC 设计行业最全面的 EDA 工具，覆盖了芯片设计的整个流程，支持当前最先进的芯片制造工艺，行业经验丰富，技术成熟，研发实力强大。三巨头已经开始探索将云计算人工智能等技术引入 EDA 工具中。2018 年 5 月，Synopsys公司推出了云端 IC Validator，作为云端芯片物理验证方案；2020 年 3 月，Synopsys 推出了 DSO.ai（设计空间优化 AI），这是业界第一个用于芯片设计的自主 AI 应用程序。

　　在发展初期，巴黎统筹委员会对我国实施禁运，国外 EDA 软件无法进入中国，于是国内开始自主研发 EDA 软件，1991 年，第一版国产 EDA 软件——熊猫系统上市，并且一度闯入国际市场。但 1994 年，“巴统”解散，国外 EDA 公司迅速进入中国市场，由于当时我国半导体产业整体处于起步阶段，人才杏彩体育、资金和产业链的缺乏导致国内 EDA 公司在竞争中节节败退，市场份额大量流失，中国的 EDA 产业很快进入了低谷期。2008 年 4 月，国家“核高基”重大科技专项正式进入实施阶段，EDA 领域也迎来了新一轮的国家支持，经过行业整合，国内出现了华大九天、芯愿景、广立微、芯禾科技、概伦电子等一批优质企业，国产 EDA 再度迎来发展。2018 年，我国某些芯片设计企业被产业链上游断供，EDA 软件的重要性再次凸显。

　　（1）国产 EDA 软件工具不够全面，尤其是在数字电路方面，Synopsys 与 Cadence 公司垄断了 SoC 设计主流程的 EDA 工具，在物理验证、综合方面，国产 EDA 软件技术与国际三巨头差距很大，国产 EDA 厂商还没有能力全面支撑产业发展。国际 EDA 三巨头积累了深厚的技术壁垒、专利壁垒，国产 EDA 软件总体上很难离开三大巨头公司的平台。

　　（2）第二，人才短缺，投入不足，没有足够的工程师来开发此类软件。在研发投入方面，半导体行业观察资料显示，本土 EDA 企业龙头华大九天，过去十年间所投研发资金也只有几亿元人民币，而 Synopsys 仅 2018 年的研发投入就约为 10.8 亿美元，Cadence 2018 年的研发投入约为 8.7 亿美元。

　　（3）EDA 软件转换成本极高，新的玩家进入市场非常困难。国内相关芯片设计人员早已熟悉国际三巨头的 EDA 工具，原有的大量产品设计、技术积累都是基于三巨头的 EDA 工具，难以承受 EDA 软件转换的成本，缺乏切换到国产 EDA 软件的动力。

　　（4）国产 EDA 工具缺乏与先进工艺的结合。芯片 EDA 软件的最大特点是它与芯片代工厂具有高度的绑定关系，设计芯片时需要芯片代工厂提供的数据包，称之为工艺设计套件（PDK）。PDK 是集成电路设计公司、芯片代工厂和 EDA 厂商的沟通桥梁，当开始一个新的半导体工艺时，需要预先开发一套 PDK，PDK 用代工厂的语言定义了一套反映代工厂工艺的文档资料，包含芯片的设计规则、模拟模型、单元规格、数据的文件。PDK 数据包更新频繁，通常会不断优化，并且对 EDA 软件有绑定及校验的作用，一般只支持当前最新版的 EDA 工具。国际 EDA 三巨头在新工艺开发阶段与世界领先的晶圆代工厂如台积电、三星电子均有全方位合作，对生产工艺有很深刻的理解，而国内 EDA 厂商只能在代工厂工艺开发完以后拿到部分数据，无法接触到先进工艺的核心部分，难以针对先进工艺设计改良 EDA 软件，造成与国际 EDA 三巨头的客观差距。

　　（1）国家意志的支持。随着国家加大对核心芯片国产化的政策、资金投入，半导体产业链自给率低的问题得到了整个社会和资本的关注与重视，半导体产业链国产替代成为关系到的亟待解决的问题。EDA 软件作为芯片设计阶段最重要的工具，国产化需求自然会让国产 EDA 厂商有更多的机会。出于对供应商供货稳定性、安全性的考虑，国内芯片设计公司会更有动力拓展供货商来源，增加使用国产 EDA 软件的比例。2018 年 9 月，国家集成电路产业投资基金战略投资国内 EDA 软件龙头企业华大九天，从此 EDA 软件的发展进入国家队的统筹规划中。

　　（2）巨大的市场需求和增长潜力。2019 年，中国半导体市场规模为 1547 亿美元，占了全球市场份额的 33%，已经成为全球最大的半导体消费国，规模相当于美国、欧盟及日本的总和，其中芯片设计行业市场规模约为 440.7 亿美元，年复合增长率为 25.9%，市场规模暂居世界第二。我国芯片设计企业的数量自 2012 年以来逐年增加，逐步进入全球市场的主流竞争格局中，截至 2019 年年底，我国芯片设计企业达到 1780 家。在 2019 年全球前 50 家芯片设计企业中，我国企业占据了 10 个席位，并且培育出华为海思等达到国际先进水平的芯片设计巨头，巨大的产业规模为国产 EDA 软件的发展提供了足够大的市场。

　　（3）第三，我国芯片代工工艺的进步。随着我国芯片代工厂的发展，国产 EDA 厂商有了与芯片代工厂深度合作的可能。目前中芯国际已经能够量产 14nm 的芯片，同时 12nm、7nm 也在测试之中，离国际先进水平只差 1 至 2 代。国产 EDA 软件厂商与中国先进芯片代工厂商绑定，使在物理验证、综合等领域完善 EDA 软件成为可能。芯片设计公司、EDA 厂商和芯片代工厂合作进行 EDA 软件研发，制定国产 EDA 软件的开发规范，成立 EDA-IP- 代工厂联盟，带动 EDA 软件协同发展极有希望。

　　（4）云计算、人工智能等技术与 EDA 技术的融合为国产 EDA 技术后来居上提供可能。随着芯片设计的规模和复杂程度逐年增长，芯片设计需要处理大量计算，芯片验证是一项计算尤为密集的任务，云计算技术可以满足计算密集需求；同时，随着人工智能逐渐成为市场的主要驱动力，将人工智能引入 EDA 工具，可以帮助芯片设计达到更优化的目标，开发性能更高的终端产品。我国在云计算、人工智能等领域与国际先进技术差距不大，基于云计算杏彩体育、人工智能的 EDA 技术可将我国 EDA 企业与国际三巨头的技术差距大大缩小，我国企业有机会通过引入云计算、人工智能实现弯道超车。

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