后摩尔时代EDA的破局路

今年6月，芯华章科技成功发布《EDA 2.0白皮书》，率先指出下一代EDA发展关键路径，提出以新一代AI与云计算等前沿技术为依托，重构芯片验证系统的底层运算架构，加速芯片创新效率，带动EDA向智能化发展，引发业界热烈反响。

“未来将进入数字经济时代，数字化将成为重要引擎，而基石将是芯片+软件。在这一变局下，EDA将以面向未来发展、面向数字化系统为长远目标。”在近日举办的“后摩尔定律时代，集成电路设计与新一代EDA”技术研讨会上，芯华章科技董事长兼CEO王礼宾直言：“这就要求EDA工具和方法学需要全面进阶，打造EDA 2.0，这样才能降低技术门槛、解锁数字化时代芯片创新和系统开发效率需求，提升产业链整体效能，以全面支撑数字化发展。”

显然，EDA 2.0并不应是EDA厂商单打独斗，这应该是一个需要政府高屋建瓴的引导、上下游联动，政产学研用集结发力、全生态携手并进的一揽子工程。

产业应统筹规划 人才是关键

当自主创新成为战略主线，EDA无疑是重要抓手。一方面，在后摩尔时代来临、复杂芯片技术不断演进的大背景下，近百亿规模的EDA行业正成为撬动5000亿美元半导体产业链的底层“根技术”，EDA也被行业内称为“芯片之母”，当前市场基本被国外三大巨头垄断，国产EDA软件占比不足10%，EDA的自主创新成为亟待突围的重中之重。

东南大学首席教授、南京集成电路培训基地主任时龙兴就指出，“EDA作为设计方法学的工具化体现，其发展与芯片设计和系统应用的创新互相促进。EDA不仅要适应芯片高集成、高能效、敏捷化的趋势，同时也串起了制造、封测，要想实现国产芯片产业链的自主可控，必须牢牢抓住EDA这一抓手。”

对于EDA行业的推进，时龙兴明确说，必须要政产学研用五位一体联动，行业主管单位应高度重视，统筹规划，因国内EDA相对已落后较多，如果没有主管单位的推动，完全靠市场行为，难度相当大。

要注意的是，在主管单位规划指导之下，一定是要企业为主体，这就需要创新，而创新就涉及人才的问题。时龙兴提及，目前人才培养方面的共性问题集中在高校培养的人才虽不少，但知识与产业所需脱节；实践能力较为缺失；复合型多学科人才培训体系不足等。而且，人才问题与产业发展关系巨大，只有产业大发展了，企业有足够的吸引力了，才能吸引优秀的人才靠拢。

作为安徽大学集成电路学院院长，吴秀龙对此也提到，现在EDA对人才的要求非常迫切，但培养人才要从学生和老师两方面入手。他认为，对于学生培养，在本科阶段可以加强EDA方向的课程设置，同时也需要企业共同参与进行人才培养，将研和学结合在一起。一方面可鼓励老师多参与一些研究课题，包括国家专项以及与企业合作的课题，另一方面可同时带动学生一起参与解决实践中的问题，合力推动EDA发展。

国产EDA突破要立足于市场应用

对于国内EDA业的突围之路，王礼宾详细解读道，芯华章开发EDA是采用终局思维，面向数字化系统这一长远目标，一定是要打造更智能的EDA，因而提出必须研究和发展下一代的EDA 2.0技术并构建面向未来的全新生态。而终局思维是自终而始，融合AI、云计算等技术，对EDA软硬件框架和算法做创新、融合、重构。同时，在硬件仿真系统、FPGA原型验证系统、智能验证、形式验证以及逻辑仿真五大产品线领域齐头并进，以打造一个完整的验证系统。王礼宾透露，芯华章不断加大人员及其他投入力度、并且采用敏捷设计等先进技术手段，开发进度比预期要快，甚至在部分性能指标上已达到国际先进水平。

智能化显然是必然的路径。据业内人士分析，EDA 2.0其实是软件的智能化，一是架构层面智能化，对点工具进行解耦之后，将通用的可调动的架构抽取出来重新设计，这要对行业有通识性的认知，殊为不易。二是接口的智能化，包括输入输出、AI的参数匹配等，这方面已有探索。三是核心的功能，能否利用已有模型采用机器学习实现数据化，结合这些数据让EDA产生更多的价值。EDA 2.0目标越清晰，更容易凝聚力量，对于这一强需求的领域来说这是不可或缺的。

国内EDA厂商要发挥后发优势，开发产品、打开市场是第一要义。国家集成电路产业投资基金技术总监张晋民分析说，虽然 EDA业的机会和故事很多，但目前国内EDA业仍小而散，EDA创业公司首要任务是要将产品应用起来，有了口碑，才能把握机会持续发展。

对此时龙兴也认为，一方面EDA企业要尽快开发产品得到客户认可，如果有一些国产化工具能补足产业短板，那就能很快产生现金流，这对企业持续经营十分重要。另一方面，要关注未来开源、标准、AI的融合，为长远布局。

对于市场的重要性，北京华虹集成电路设计有限责任公司总工程师李云岗谈到，做集成电路需要市场、资金、人才。当占据了市场之后，资金自然就来了，人才也就来了。对于目前蜂拥而入的EDA企业，李云岗建议，一方面EDA作为高投入、长周期的行业，必定是有前期的投入，在研发出具市场价值的产品后，形成自主造血的良性循环。但另一方面，对一些始终无法形成良性循环的企业，我们应该谨慎支持。因为只有靠市场打磨，只有产品、技术得到市场认可之后，才会变成发光的“真珍珠”，而珍珠多了就能串起来，国内EDA生态就会健全起来。

EDA生态协作是关键

在后摩尔时代，无论是More Moore还是More than Moore，不仅需要重塑EDA开发的新思维，更需要适应智能化的变革。

 “云计算驱动后摩尔时代工艺变革，新架构、新器件和新工艺层出不穷，为EDA带来了新的挑战，包括开发成本与性能提升之间的不匹配等。EDA会朝着易用性发展，利用开源、AI与并行计算能力，在短时间内完成 IP、SoC芯片与PCB版图设计，终极目标是让设计者对芯片的设计与优化有灵敏的反馈。”上海交大计算机科学与工程系副教授蒋力总结说。

从设计服务的角度出发，鹏城实验室研究员，中国科学院大学和浙江大学兼职教授陈春章博士阐述了自己的观点，目前EDA技术从电子系统设计上来看，除了要包括数字电路设计验证实现、模拟和射频电路设计验证实现、产品制造协同优化实现、以及封装测试PCB设计验证实现之外；还应该扩展并发展CMOS和量子计算芯片、CMOS和硅光模块集成、异构和异质融合的EDA 技术等；更进一步的还可以从设计服务以及DTCO、STCO的角度来构建EDA。未来EDA相当于一个基础设施，通过软件加上操作系统平台，将Software as a Service(SaaS), 这也与芯华章提出的 Electronic Design as a Service (EDaaS)不谋而合。此外，EDA技术发展提出了云端化、+IP、+ML等。云端化涉及安全及信任关系，而高端高速IP设计是更难更复杂的IC设计，EDA公司能否为复杂的SoC/IP芯片提供优化的系统性方案成为新的趋势。国内应给予EDA企业更多的时间和耐心来构建基础设施，包括设立专门的研究院，建立产业标准，推动完善EDA 2.0的技术发展。

从芯片设计厂商的角度来说，对EDA有更接地气的变革与合作诉求。北京地平线机器人技术研发有限公司IP研发负责人谭洪贺表示，地平线不止是芯片公司，更是聚焦于自动驾驶的系统公司。在开发时从系统架构的定义到软硬件的划分，然后再到SoC的设计，再到芯片中各种IP、加速器的设计，再到后端实现、验证等等，开发流程非常长，对EDA也提出了更多特殊要求。

具象层面，谭洪贺提到，一方面希望EDA能实现更高的安全性，另一方面希望缩短EDA工具的使用时间，即敏捷开发，更早预测风险。此外，从AI角度，希望能尽量减少设计公司对EDA工程师的要求，很多工具需要依赖于工程师本身的经验，需要有多年的积累，不好找。如果EDA工具能让较少经验的工程师尽快上手，对行业的发展将产生极大推动力。对于云端化，设计公司更关心数据安全和经济问题，并不是将工具的License放在云端，而是希望在License、EDA工具和数据中心层面提供打包方案，为客户缩短开发时间或更节约成本等。希望在自动驾驶方向，国内EDA能从系统级到芯片级角度实现EDA工具的突破。

对于这一话题，昆仑芯科技有限公司研发总监董祯表示，芯片作为数字经济的基石，必须要在设计、实现、制造这三大维度的取得发展和超越。实现包括前端实现、后端实现和验证，可说是最难的。随着工艺的进步，必须要追求最先进的工艺，加上设计规模越来越大，EDA的重要性日益突显，EDA 2.0发展一定要与设计厂商结合，结合应用需求不停地迭代和研发，EDA创新与芯片创新相互促进。国产EDA一定要快速发展起来，这对于国内芯片企业发展意义重大，也十分必要。