重磅！华为：基本实现芯片14nm以上EDA工具国产化，已完成13000个元器件替代
来源:电子发烧友网发布时间:2023-03-252115浏览
询问 AI电子发烧友网报道（文/吴子鹏）日前，在华为硬、软件工具誓师大会上，华为轮值董事长徐直军表示，华为芯片设计EDA工具团队联合国内EDA企业，共同打造了14nm以上工艺所需EDA工具，基本实现了14nm以上EDA工具国产化，2023年将完成对其全面验证。近几日，华为在芯片方面可谓是好消息频传，此前刚刚透露通过3年时间完成了13000个元器件的替代。在全新的国际形势下，华为走出来一条自主可控度非常高的新路，为后续国产软件和国产芯片的发展树立了标杆。华为实现EDA重要突破
EDA被称为“芯片之母”。有人将芯片比喻成一座架构复杂的大厦，那么IC设计公司的任务就是画好这个大厦的图纸，所借助的工具就是EDA软件。实际上这个比喻也不能完全地诠释EDA的重要性，EDA贯穿整个芯片的生命周期。在IC设计环节，无论是模拟IC还是数字IC，都需要EDA工具来进行设计、验证、逻辑合成、电路布局和电路检测等工作；在IC制造环节，EDA工具提供流程服务，通过EDA工具制造设备才能够将设计版图结构转移到晶圆上，因此晶圆代工厂需要定期更新PDK；在IC封装环节里，EDA工具扮演的角色是封装设计平台，芯片保护和引脚引出都需要EDA工具，并且越是先进封装，越需要EDA工具的帮助。因此，EDA工具的发展极大地提升了芯片设计和制造的效率，这就是为什么EDA被誉为“芯片之母”。从用途上区分的话，EDA工具可以分为模拟设计类、数字设计类、晶圆制造类、封装类、系统类五大类。从徐直军的描述来看，华为联合行业伙伴实现了全面的突破。他透露，华为软件开发工具开发团队自2018年就开始布局，努力打造软件从编码、编译、测试、安全、构建、发布到部署等全套工具链，采用自研加联合合作伙伴一起研发的策略，解决工具连续性问题。华为这项工作的重要意义不仅是让该公司在美国封锁下有了更大的生机，同时对国内芯片产业而言也是一个里程碑。EDA一直以来都被认为是国产芯片最薄弱的环节，相较而言，数字芯片比模拟芯片的情况更加严重。在模拟芯片方面，此前华大九天已经攻克28nm及以上的模拟EDA全套工具链的开发。数字设计类EDA用于数字芯片的设计，包括完成数字芯片的功能和指标定义、架构设计、RTL 编辑、功能仿真、逻辑综合、静态时序仿真（STA）、形式验证等。在这方面，国内各个厂商基本都是单点作战，或者是说分段作战，主要以提供特色工具为主，核心工具链基本都是来自新思科技和Cadence。2021年的统计数据显示，国内85%的EDA市场掌握在新思科技、Cadence、西门子EDA、Ansys、Keysight Technologies五家手里，国产化仅为12%，并且存在40%的工具缺失，基本都在数字设计EDA环节。如此巨大的空缺，华为是如何填补的呢？徐直军表示，“三年来，我们围绕硬件开发、软件开发和芯片开发三条研发生产线，努力打造我们的工具，完成了软件/硬件开发78款工具的替代，保障了研发作业的连续。”并且，通过他的描述可以看到，华为和合作伙伴并不是仿冒国外的工具去反向设计，而是从底层进行了创新。“在合作伙伴的支持和帮助下，突破根技术，引进新架构，发布了云原生的原理图工具，打造了高速高密PCB版图工具，打磨了结构设计二维/三维CAD工具，布局了硬件多学科仿真工具。”他在讲话时提到。实际上，2022年就有分析师提出，国产EDA不能总盯着0到1的突破，需要关注全流程，从全局角度去统筹，否则很容易出现一些国产芯片领域的不良内卷情况，造成不必要的资源浪费。不得不说，华为去牵头做这个事情最合适不过。不夸张的说，没有被制裁之前，华为是见过山巅的风景的，明白全流程工具的作用和价值，也有宝贵的使用经验。还需要提到的是，华为云和华为对AI的顶级理解，EDA上云和EDA+AI都是产业发展的大趋势，华为在和合作伙伴攻克完整EDA工具链的过程中，也能够兼顾创新。徐直军指出，“截至今天，我们联合合作伙伴已经对外发布了11款产品开发工具，且所有产品线都已经切换到我们自己发布的工具，合作伙伴和客户也可在华为云上使用。”对于华为和合作伙伴，接下来的任务是工具验证、工具导入和生态布局。生态放在最后，其难度并不亚于开发一套新的EDA工具，需要从产业上游到下游全面协同对接，这需要产业链各环节对国产EDA的认可，因此还有一段很长的路要走。3年完成13000个元件替代
最近，华为方面传出的另一个好消息是3年完成13000个元件替代开发，4000+电路板的反复换板开发，这一言论来自华为创始人任正非。华为终端业务首席运营官何刚此后在回应这一话题时表示，“确实是我们已经替换了大量器件，通过这个过程让我们整个供应体系更有连续性。”美国最早于2018年5月开始以国家安全为由对华为实施制裁，最开始的制裁手段是禁止美国公司向华为出售技术和设备。到了2019年5月，美政府正式将华为列入“实体名单”，禁止美国公司与华为进行任何业务往来。随后，在2020年8月，美政府宣布对华为制裁升级，禁止任何公司使用美国技术来向华为出售芯片。随着制裁一步步升级，华为受到的限制越来越大。2020年8月，在美国制裁后，华为将无法制造出新的、功能强大的芯片。统计数据显示，到2022年3季度，华为海思在智能手机芯片市场的份额归为零，虽然这个零可能不是真正意义的0%，然而华为遇到的芯片挑战确实是巨大的。然而，在华为受制裁的同时，国产芯片在这个期间的发展速度是惊人的，逐步对功能性器件完成了替代。从华为恢复发布P60系列和mate X3系列手机的举动来看，华为以及相关产业链已经开始触底反弹了。不过，我们也不能盲目乐观，华为当前继续在使用高通芯片。这一举动表明，华为完成替代的芯片种类主要还是中低端和被动芯片，真正的高端芯片还是受到诸多方面的限制。同时华为的经历也告诉产业，芯片和EDA都需要有敢坐冷板凳的精神。任正非表示，华为用了近二十年时间在基础理论上作了准备，投了几千亿培养了一批研究基础理论的科学家、技术诀窍的专家。这些人虽然不一定都参与芯片替代，但是这些基础研究为华为未来发展提供了无限可能。写在最后
中国科学院院士俞书宏此前表示，“相比1到99的研究，我们更需要0到1的前瞻性研究，希望有更多力量加入对基础研究的长期支持，让科研人员心无旁骛地坐住坐稳基础研究‘冷板凳’。”当前的国际形势让我们意识到，国产芯片在很多关键环节还处于空白，我们确实需要大量人才甘于坐“冷板凳”，也要为他们创造安心坐“冷板凳”的条件。同时，我们也要有系统思维，这样才能有方向，毕竟想干敢干不等于蛮干。在华为事件上，我们需要把这一危机意识传递到每个行业，寻找每个行业的荒原，有方向的大胆拓荒才是有意义的。
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