半导体工艺节点不断攀升 EDA的重要性与开发难度也如影随形

EDA究竟有多重要？大概只有真切经历过“断供”的本土芯片设计业，才有深刻体会。而今，随着全球芯片设计快步迈入更先进节点，EDA的重要性越发凸显，成为庞大本土芯片设计业的“命脉”，上海概伦电子有限公司副总裁刘文超表示：“从10nm、7nm再到5nm，每一次工艺节点升级，成本都在激增，EDA作为承载设计方法学的工具，其重要性和作用正越来越大。现在的7nm，如果是超过十层金属层的话，总价接近1亿人民币，如果一次流片不成功，对一个企业的打击无疑是致命的。”

而这些芯片的设计和制造要想成功，自然就需要仰仗强大的EDA工具加持。从芯片设计和制造的流程来看，譬如IC设计中的布局布线、逻辑综合，光罩制造的OPC优化、工艺和器件模拟以及包括器件紧凑模型的提取等。其中的每一个环节，都对最终能否一次流片成功起到“致命作用”。

在芯片设计工艺节点不断升级的大背景下，EDA工具的重要性凸显的同时，国内企业还面临另外一个难点，那就是如何取得工艺性能与良率的最佳平衡。作为国内另一大知名EDA厂商，概伦电子也以芯片的良率和性能作为出发“点”，刘文超认为：“这两个因素也是集成电路最关键的因素，即便产品的性能再好，良率如果低的话，那成本就居高不下；但如果我们仅追求良率，芯片的性能也会下降。因此，如何在良率和性能之间找到最佳平衡点，也是EDA工具所考虑的核心问题。”

毕竟，如今芯片的集成度和复杂度正随着工艺不断推进也日益激增，工艺的难度逐步增大，器件尺寸持续缩小，刘文超举例到：“目前，5纳米工艺尺寸的芯片已经推向了市场，同时芯片集成度也在增高，比如普通的手机SoC集成度已经达到百亿规模以上，在这种情况下，人工是不可能完成的，需要EDA工具的支持。同时，设计的裕量也在减少，这与良率和性能都有关系，把裕量放大，良率提升，性能会下降，设计裕量和良率和性能间找到平衡点也是我们思考的问题。从90纳米到22纳米，我们设计的裕量由于受到静态噪声以及VT波动以及可靠性影响，设计裕量在逐渐减小，留给设计工程师所能调整的部分越来越小，这些都一定要依靠EDA解决方案来提升才能达到设计的目的。”

这也是为何当下，国内半导体产业链迫切需要扶持本土EDA企业“上位”，来缓冲国际竞争压力的同时，促成EDA国产替代这一“宏图大业”。但就目前的形势来看，EDA在中国集成电路产业里还是相对比较薄弱的一环，据统计，国内EDA市场份额中，国产EDA工具占比重不到10%，相关资源非常有限，面临的形势也异常严峻。

相比之下，第一梯队的国际三巨头则拥有完整、总体优势的全流程产品，每一家营收都在10亿美金以上，客户遍布全球各地；而第二梯队的企业虽然仅在局部领域位居技术领先，但仍占据全球份额10%以上，营收也仍然超过1亿美金；相比之下，国内的EDA企业，则处在第三梯队，主要是以点工具为主，虽然在某些细分领域有一些突破和领先优势，在特定领域也有一些全流程解决方案，但都只是刚刚起步，而且纯商业营收目前还没有超过1亿美金的案例。