摘要:EDA是一套将芯片设计流程数字化的完整工具链,涵盖绘制、编码、仿真、输出等全环节。它如同虚拟芯片制造工厂,将芯片逻辑编写为脚本输入后,软件自动完成线路排布、布局设计,同步进行“体检”,验证功耗、散热等指标可靠性,最终输出可用于光刻的版图文件,全流程均在软件内完
芯片产业再遭制裁,EDA三巨头均收到通知:未来销往中国大陆的EDA软件及技术支持需逐案审批,原则上不予通过。
EDA是一套将芯片设计流程数字化的完整工具链,涵盖绘制、编码、仿真、输出等全环节。它如同虚拟芯片制造工厂,将芯片逻辑编写为脚本输入后,软件自动完成线路排布、布局设计,同步进行“体检”,验证功耗、散热等指标可靠性,最终输出可用于光刻的版图文件,全流程均在软件内完成。
无论是手机芯片还是卫星搭载的FPGA(集成电路),只要涉及高复杂度硅基芯片设计,均需依赖EDA工具。没有EDA工具,现代芯片动辄数百亿个晶体管的复杂度根本无法处理。
这意味着,继芯片生产环节后,芯片设计环节也遭精准打击,意图彻底阻断中国芯片产业发展路径。若美国EDA工具禁用,能否用国产工具替代?
国际三巨头的EDA工具不仅自身性能优异,更依托三十余年积累构建了高度封闭的生态体系,这正是国产EDA短期内难以替代的核心原因。芯片设计公司持续提出新需求,EDA企业据此迭代工具。
代工厂方面,台积电、三星等宣布新工艺时,会同步将配套工艺设计包(PDK)集成至EDA软件,工程师无需担心版本兼容问题。工具拿来即可流片,EDA企业也为代工厂提供生产配套的EDA软件。
此外,这一生态从人才培养阶段便开始布局:全球高校可近乎免费获取EDA工具使用权,学生在校期间使用,毕业后自然形成工具依赖。
与此同时,同一企业还提供IP(知识产权核)销售服务,将人才、知识产权深度绑定,叠加数十年算法迭代及近年AI强化学习技术,性能、功耗、面积的平衡优化不断突破新极限。后来者若想追赶,既需巨额资金投入,更需长期积累。
若EDA工具真被禁用,中国芯片设计产业将被迫按下“暂停键”。以小米为例,作为无晶圆厂设计公司,原计划借助3纳米工艺冲击高端市场,若失去新版时序库、物理验证规则及原厂工艺知识支持,将卡在最终验证环节,芯片图纸完成却无法流片。
以芯原股份为例,作为全球最大的接口IP供应商,若EDA工具被断供,其IP授权将同步受限,导致大量企业面临“图纸完成却无可用IP”的双重打击。
熟悉EDA的从业者可能会问:正版用不了,盗版可行吗?盗版EDA看似能曲线流片,实则难以走通。国际三巨头的工具均采用云端验证机制。软件启动时需联网验证,无合法授权则核心算法库直接锁死;即便强制离线破解,全程也无法联网。
由此生成的版图,代工厂因法律风险,若交付时版本号与授权序列号不匹配,可能拒绝流片。更现实的是,盗版工具停留在旧版本,无法获取补丁及最新PDK(工艺设计包),一旦遭遇仿真崩溃、良率问题,将造成实际损失。
如何应对?与以往类似,自主研发成为唯一且必由之路。国家大基金二期及各地产业基金已真金白银投入该领域。
当前,中国EDA市场年增量约14%,国产EDA占有率近年已翻倍;以华大九天为例,其2024年营收增长21%。其Andes平台已进入5纳米验证阶段;概伦电子将获得三星3纳米、4纳米工艺认证,证明国产仿真工具可应用于最先进制程。
但卡脖子问题仍存:宏景科技(红星威纳)的数字后端工具已可在5纳米制程试流,但在速度、功耗及AI优化能力上仍显著弱于国际三巨头。
物理验证环节仍由西门子Calibre(工具)垄断;国产工具在14纳米制程已实现量产应用,7纳米制程通过部分设计规则Demo(示范)验证,但距量产仍有差距。2-5纳米制程领域,国产工具仍处于空白状态,追赶难度更大。
部分国产软件可实现2.5D热仿真,但要支持3D封装设计,需同时获取封装厂与晶圆厂加密的PDK(工艺设计包);而该整合脚本仅随国际EDA厂商工具提供,国内团既无法获取也无法修改。这些短板导致先进制程设计仍需混用多款国外软件,无法通过国产工具链一次性完成。
若14纳米以上成熟制程EDA工具被禁用,国产工具可基本满足需求。对于先进制程设计,短期内可冻结软件版本抢先流片,长期仍需持续攻关核心算法,构建自主生态,实现工具链完整化。
总体而言,国产EDA并非空白,但其能力仅能托底保障。值得注意的是,全球三分之二的芯片需求由中国市场驱动,未来生态主导权未必固定,或许有一天,世界产业将融入中国生态。
因此,相较于单纯的国产替代,更关键的是在生态中实现单点突破,做到全球领先。同时保持开放,吸引更多合作伙伴,逐步做大生态。若无法融入现有世界生态,便努力让世界融入我们的生态。
来源:贾老师说的不假