中国芯片被卡脖子，已经让半导体领域尽快实现“自主可控”成为全社会的广泛共识，国产替代进程也在政府大力推动下，逐渐演化为相关产业链的“自觉动作”。
EDA（电子设计自动化软件）也正在被强烈聚焦。相比于芯片设计和制造的超高讨论度，EDA虽被誉为“芯片之母”，却是整个半导体世界中最易被忽略的行业。根据赛迪智库数据，2020年EDA行业的全球市场规模仅为72.3亿美元，却支撑着4000亿美元的集成电路产业，以及背后数十万亿规模的数字经济。
长期以来，全球EDA行业的绝大部分市场份额都被国外三大巨头公司所垄断。这种“倒金字塔”结构，赋予了EDA头部企业对产业下游的巨大控制力。最惨痛的案例便是，早在2019年，国内顶尖的芯片设计企业——华为遭到三大EDA巨头集体断供，这几乎“废掉”了华为在高端芯片上的设计能力。作为集成电路最上游、最高端的产业节点，EDA毫无疑问已经成为中国集成电路产业的命门所在。
纵观国内，大大小小的EDA软件企业仅有小几十家，且其中多数营收规模不大。令人欣慰的是，尽管行业市场空间有限，且绝大部分市场份额受国外巨头垄断，但得益于中国广阔的市场和应用领域，国产EDA厂商正在加紧追赶，有一些企业已在部分全流程、点工具方面实现突破。
下一步的问题是：如何做大做强国产EDA产业版图？单纯依靠EDA厂商的拼搏奋斗或许并不够。
近期，在拥有强大制造业基础，同时也是国家软件名城的苏州，我们走访了国家软件产业基地——苏州国际科技园的EDA行业相关企业和公共技术平台。他们对于行业发展历史的讲述，以及立足园区创新发展的经历和思考，正在为“国产EDA如何破局突围”带来一些新的启示。
雄立科技：覆盖全品类网络通信芯片 致力安全网络体系建设
“我们自主研发的‘ISE’系列网络搜索处理器芯片，打破了国际上同类TCAM芯片被美国公司垄断的格局，成为中国唯一、全球第二家有能力研发并量产该类型芯片的半导体企业；产品在功耗、容量和速度等重要指标上均处于世界领先地位。ISE产品已被广泛应用于核心路由器、三层交换机、网络分流器及其它网络安全设备中。”雄立科技负责人说道。
雄立科技2008年在苏州国际科技园成立，是国内领先的网络通信核心芯片和解决方案的创新企业，国家级高新技术企业、集成电路设计企业。公司创始人熊冰先后入选江苏省“双创”人才、金鸡湖人才计划高层次领军人才。
在苏州国际科技园的全力支持下，在2012年，雄立科技已经凭借“ISE”系列网络搜索处理器芯片一举奠定了其在国产网络芯片领域中的行业地位，而且近十年来始终未被超越。
目前，雄立科技在网络搜索芯片方面，已经形成了ISE30K及ISE70K两个产品系列，产品摒弃了传统TCAM的呆板功能，具备更多的灵活性，用户可以根据实际情况，灵活使用ISE功能，帮助系统设计者提高容量、性能，降低功耗、成本，增强系统容错稳定性等。
此外，雄立科技的产品类型还覆盖了以太网交换芯片、网络多核处理器、以太网控制器芯片、以太网PHY芯片等网络通信领域的核心芯片品类。
其中，XL612xx系列交换芯片的自主知识产权和安全性居于国内领先地位，其所使用的独特技术支持用户自定义专网协议，而且允许不断改进，无需重新设计芯片。网络多核处理器XXXX基于多核处理单元和硬件加速协处理单元，实现了让用户能够根据自身需求基于C语言进行编程。以太网PHY芯片，包括XL51101千兆以太网单口PHY、XL51104千兆以太网四口PHY、XL51108千兆以太网八口PHY、XL51202万兆双口以太网PHY等四种，可实现优化的外形尺寸以及多端口和电缆选择，不仅降低功耗，还能提供方便的即插即用功能，其中XL51101单端口千兆PHY芯片采用了业界先进的40nm高速CMOS工艺，集成了1588v2及CRC校验等功能。
珂晶达：突破核心点工具——半导体器件仿真
“关键技术是买不来、要不来的”，中国必须有自己的EDA软件。这一认识，在航天航空、军工等涉及国家安全的重要领域被贯彻的最为彻底。
2021年3月12日1时51分，中国文昌航天发射场传来巨大轰鸣声，耀眼火焰中，我国新一代中型高轨液体运载火箭——长征七号A运载火箭托举试验九号卫星刺破夜空。卫星顺利进入预定轨道，发射取得圆满成功。
鲜有人知的是，这颗业内瞩目的长-7A火箭上，搭载了一款“特殊”的芯片。芯片的设计工作，正是基于苏州国际科技园企业——“珂晶达”所研发的EDA软件。
长征七号A运载火箭正托举试验九号卫星刺破夜空
成立于2011年的苏州珂晶达电子有限公司在EDA领域深耕多年，主打数学、物理与计算机软件的结合，主要产品包括半导体工艺/器件仿真软件(TCAD),核辐射效应仿真软件，电热力综合多物理数值仿真软件，系统级可靠性软件等专业软件。珂晶达公司特别注重EDA核心算法上的投入，申请发明专利16项，发表论文多篇。其半导体器件仿真受益于半隐式求解算法的突破，可以在仿真包含几十个晶体管、超过一百万网格点的大规模问题上与国外同类产品相比获得10倍的性能加速与10倍的内存降低，代价仅仅是局部牺牲一些精度（低于5%）。
凭借强大的算法与软件开发能力，珂晶达积累了上百家国内外客户。同时在军工领域长期服务于航天科技集团、总装备部、中国电科及中科院下属的多个单位，为抗辐射、超低温等特种集成电路提供设计与仿真验证工具。试验九号卫星搭载了完全基于珂晶达工具研发的宇航级数模转换芯片进行在轨验证，标志着珂晶达工具走向成熟。
据了解，成立之初，怀揣着创业梦想的珂晶达团队于多地考察后，毅然选择入驻苏州国际科技园孵化发展。“十年来，从最早的3人小团队到如今超过四十人的队伍，珂晶达成功打造了核心团队成员来自国内外顶尖科研机构及Intel、TI、SMIC等一流公司的专业团队。”
为了尽快在晶圆制造类EDA这个行业细分领域形成完整的产品线和技术服务能力，珂晶达创始人团队萌发了一个大胆的构想——融合三个来自不同技术背景的团队，打造一支能为晶圆厂提供完整EDA国产化方案的生力军。自2021年初起，新组建的核心团队完成了公司重组、在苏州园区落地和A轮融资三级跳，整合了原先分散在珂晶达、墨研等公司的知识产权和客户资源，确立了以EDA开发和应用、晶圆制造工艺研发、IP设计三个支柱技术。
立足苏州国际科技园发展的过程中，珂晶达团队也深刻感受到产业环境的优化对EDA厂商的利好。比如一方面，园区政府很早就将集成电路产业定位为重要的战略产业予以大力扶持，并出台了一系列惠企政策降低企业负担。如“‘研发费用加计扣除政策’对我们这种研发周期长、投入大的EDA厂商有如雪中送炭”；另一方面，园区集成电路产业已基本形成涵盖设计、封测、制造、材料、装备的完整产业链，2020年产值达400亿元，同比增长11%。这为EDA厂商的市场拓展带来了丰富的客户资源加持。
芯联成：以EDA软件提升IC产业竞争力
（江苏电视台报道了芯联成公司发挥集成电路技术积累、为客户提供高质量服务的故事）
2020年3月，美国得克萨斯州一家联邦法庭裁决，英特尔侵犯了VLSI Tech拥有的两项与芯片制造相关的专利，须支付21.8亿美元赔偿金，约折合人民币142.3亿元。
事实上，该笔天价赔偿也只是近年来集成电路产业知识产权案件频发的一个缩影。在全球化程度极高的芯片产业，谨慎处理知识产权维权和侵权案件抗诉的重要性日益凸显。
2016年注册成立于苏州国际科技园五期的“苏州芯联成软件有限公司”，正是这样一家以集成电路竞争力分析为核心驱动力，集成芯片版图与电路分析软件系统，专业服务于知识产权取证的创新型EDA企业。作为国内首屈一指的集成电路竞争力分析服务供应商，芯联成自主研发BunnyGS 系统，为客户提供除专利侵权分析之外，包括：工艺制程分析、电路原理与结构分析、封装分析等一系列高技术服务。公司建有专业的超净间芯片分析实验室，并配备SEM、RIE/IBE、EDS、CMP等多种高阶芯片分析设备，拥有技术团队160余人。据悉，为了实现快速发展，芯联成已成立IP设计团队，对自有平台的数据库资源进行整合和深挖，立足市场，以数据为核心，针对各类IC产品的共性需求，研发关键IP设计方法，进一步打造具备物理验证的可复用的IP解决方案。
“在集成电路产业，多数的EDA软件主要面向芯片设计和芯片制造企业提供服务，帮助后者提升芯片设计或制造效率、降低设计或制造成本。在这一点上，业界已经有很多通用型的全流程或点工具软件。”芯联成技术负责人表示，“但芯联成的切入角度有所区别：以分析软件切入，助力IC企业提升竞争力。”
在2021中国IC领袖峰会暨中国IC设计成就奖颁奖典礼上，芯联成荣获“年度创新EDA公司”称号
“当下严峻的国内外市场竞争现实，以及国人对芯片产业自主可控的殷切期盼，给中国IC设计公司产品研发提出了更高、更快的要求，高性能、高兼容性，符合市场需求的优质芯片产品，才能立于不败之地。”芯联成技术负责人表示，自2016年成立以来，芯联成已为客户累计完成超过3000个芯片竞争力分析项目，涵盖各主要市场领域，多种类型的芯片，有效助力客户缩短研发周期、降低研发成本，并实现竞争力提升。
中科集成：解决IC设计企业共性需求 累计节省EDA软件费1.5亿美元
“在苏州工业园区，越来越多的IC企业开始重视国产EDA软件”，中科集成电路设计中心（以下简称“中科集成”）EDA平台管理部负责人黄洁表示，“中国EDA已经取得了长足的进步，在很多细分环节出现了不少优秀的国产EDA软件公司。”
早在2003年，中科院计算所和苏州市政府开展的院地合作重点项目——中科集成就落户苏州国际科技园，当时的中科集成主要有两大发展目标：一是立足苏州，为江苏省乃至整个长江三角洲地区集成电路企业，提供集成电路设计方面的技术和平台服务；二是推进科技成果产业化。
黄洁介绍，“为了解决IC设计企业的共性EDA需求，中科集成旗下EDA平台配置了Cadence、Synopsys、Mentor三家主流EDA软件，可提供最高支持14纳米线宽设计工艺的设计工具。”值得一提的是，针对中国绝大部分IC设计企业都是中小型企业的现状，为了让大家负担得起EDA软件，中科集成首创了VPN远程服务模式，采用“分时复用”的方式为IC设计企业灵活配置资源，令有使用需求的公司共同承担软件的使用费用，“目前，已累计服务园区设计企业51家，节约EDA软件费用价值超1.5亿美元。”
然而，随着国际形势日趋复杂，部分国家开始对中国进行技术封锁，EDA软件也是其中一环。黄洁透露，为了更好地满足集成电路企业的共性设计需求，中科集成正在考虑引进优秀的国产EDA软件。“在我们针对园区企业的调研中，50%的企业对国产软件提出了需求，特别是国产头部EDA公司的软件，共有30%的企业提出了潜在需求。”
对于园区EDA行业发展态势，据黄洁观察，“目前，园区已经培育出几家EDA软件相关企业，主要产品在某些专业领域及点工具方面。虽然还难以覆盖到全产业链，但均在自己的专业领域有所突破，未来有望进一步发展，做大做强。”此外，经过多年发展，园区集成电路产业也逐步由早期的“封测”为主不断向更高端的设计领域发展，更多的EDA软件企业也在园区纷纷落地生根，一个相对完善的集成电路闭环产业生态正在形成。
再出发，国产EDA依旧任重道远
事实上，国产EDA产业的起步并不显著落后于国际，甚至可以说是“齐头并进”。在1986 年，我国动员了全国 200 多位专家齐聚北京，研发自有知识产权的集成电路计算机辅助设计系统“熊猫系统”。1992年首套熊猫系统问世，这也是我国第一个大型ICCAD系统。然而随着“巴统”取消对中国禁运，“造不如买”的大潮让海外EDA公司以技术成熟、价格便宜的产品优势快速占领了国内市场，国产EDA发展陷入低谷。2018年起，中美科技摩擦加剧，EDA 软件成为美国对华封锁的武器。国家陆续出台大批政策扶持EDA行业发展，加快攻破集成电路行业的“卡脖子”技术。
但不得不承认的是，当前国产EDA与国外还存在着较大差距。首先，缺少全流程的解决方案。对客户而言，即便是采购国产EDA软件的意愿高涨，但本土厂商无法提供平台式的产品服务，客户依旧需要向国外三巨头采购。其次，难以匹配目前的先进工艺。由于缺乏头部 Foundry 合作，国产EDA厂商难以匹配目前最先进的工艺。海外三巨头长期与头部 Foundry捆绑，因此始终能处于工艺的领先地位，28nm以下的制程几乎是国外EDA的天下。
再者，也是苏州国际科技园企业——珂晶达、芯联成以及中科集成的相关负责人一致提到的：本土EDA行业人才匮乏。黄洁表示，“EDA 开发工程师需同时理解数学、芯片设计、半导体器件和工艺，对综合技能要求很高。培养一名EDA研发人才，从高校课题研究到从业实践的全过程往往需要10年左右的时间。而由于EDA 软件开发研究的周期长，投入与产出比率低，行业整体薪酬偏低，又导致本土人才流失严重。”
但情况正在向好发展。长三角唯一的国家级工业软件协同攻关平台落户地——苏州工业园区，正持续着力打造并已初步建立EDA产业生态。园区发展集成电路产业重要载体——苏州国际科技园，已经逐步形成垂直分工形态的集成电路产业，产生了越来越明显的生态协作效应。目前，苏州国际科技园集聚了集成电路设计、测试及相关企业56家，注册资本总额达7.16亿元。相对完善的产业条件，也为相关企业吸引人才、培养人才、留住人才奠定了重要基础。
中科集成与高等院校联合开展IC人才实训活动
人才培养关系到中国集成电路产业自主创新的未来。业内人士建议，苏州工业园区支持平台扩充EDA软件服务器、培训电脑、投影仪等实训软硬件设备，建立先进的集成电路设计、集成电路测试、嵌入式系统设计三大实训平台；鼓励平台进行相关实训课程的开发，建立涵盖前端设计、后端设计、封装测试和嵌入式系统设计等的完善实训课程体系；鼓励平台加强师资建设，构建一支数量适中、结构合理、专业能力强、实践经验足的高素质师资队伍；鼓励平台通过开展校企联合培养、实训课程联合开发、人才就业推荐等方式加强校企合作。
“要解决EDA行业的人才问题，除了提高待遇挖，更重要的是耐心、持续培养。苏州国际科技园提供的良好环境，可以帮助企业持续吸引人才。”芯联成技术负责人表示，“首先，科技园提供了一个非常好的基础平台，把公司整体的不必要成本降到最低，企业有更多的资金用于人才团队建设；其次，苏州国际科技园的产业配套做得非常好，全面的人才支持政策、不断推进建设的人才公寓，还有宜居的城市生活环境可以让人才乐于留下来。”（王津、柯轩、施润）
来源：速迅
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