隨著超大規(guī)模集成電路的持續(xù)發(fā)展，晶體管密度進(jìn)一步快速上升，伴隨芯片規(guī)模擴(kuò)大使芯片設(shè)計(jì)難度的持續(xù)加大，在多種因素的影響下，芯片設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)需要利用EDA工具來(lái)提升設(shè)計(jì)效率，如邏輯綜合、布局布線、仿真驗(yàn)證。芯片設(shè)計(jì)的演進(jìn)方向已經(jīng)對(duì)EDA的發(fā)展提出了方向性的新需求，然而縱觀國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，其主要流程和技術(shù)平臺(tái)依然由國(guó)際EDA廠商所主導(dǎo)。因此，作為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的一項(xiàng)卡脖子技術(shù)，國(guó)內(nèi)EDA產(chǎn)業(yè)的發(fā)展成為了業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)之一。

　　在這種時(shí)勢(shì)的推動(dòng)下，國(guó)內(nèi)也涌現(xiàn)了一些EDA初創(chuàng)企業(yè)。作為本土EDA行業(yè)的新秀，芯華章在2021世界半導(dǎo)體大會(huì)期間發(fā)布了《EDA 2.0 白皮書(shū)》，期望能為國(guó)內(nèi)EDA產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供一條新的思路。

　　而筆者認(rèn)為透過(guò)《EDA 2.0 白皮書(shū)》，能夠讓我們更加深刻地理解EDA這個(gè)產(chǎn)業(yè)正在發(fā)生什么變化。以及在向EDA2.0轉(zhuǎn)變的過(guò)程當(dāng)中，EDA價(jià)值的變化能為本土EDA廠商帶來(lái)哪些機(jī)會(huì)。

　　什么是EDA 2.0時(shí)代

　　在探尋國(guó)內(nèi)EDA產(chǎn)業(yè)的未來(lái)發(fā)展之前，我們要先了解EDA產(chǎn)業(yè)正在發(fā)生的變化，以及是什么原因促使EDA產(chǎn)業(yè)發(fā)生了這種變化。對(duì)癥下藥，才能從根本上解決國(guó)內(nèi)EDA產(chǎn)業(yè)發(fā)展的難點(diǎn)問(wèn)題。

　　在芯華章所發(fā)布的《EDA 2.0 白皮書(shū)》中，他們將19世紀(jì)90年代到今天的EDA發(fā)展劃分為EDA 1.0階段和EDA 1.X階段。其中，EDA 1.0階段是指從1990到2003年之間所建立起來(lái)的EDA，在這期間，集成電路設(shè)計(jì)已經(jīng)基本定型為基于IP的模塊以及大規(guī)模RTL集群的設(shè)計(jì)方法。在2003年之后，隨著AI和工藝制程的進(jìn)步，基于EDA 1.0的疊加式工具的出現(xiàn)，推動(dòng)了EDA 1.X階段的到來(lái)。

　　但從EDA 1.0到EDA 1.X這個(gè)階段，也就是從2003年到如今的20年間，芯片的復(fù)雜度雖然比前20年提高了數(shù)萬(wàn)倍，成本提高了100倍，芯片工藝也已演進(jìn)到納米級(jí)別。但芯片設(shè)計(jì)方法學(xué)卻始終沒(méi)有革命性改變。

　　而隨著物聯(lián)網(wǎng)和AI時(shí)代的到來(lái)，市場(chǎng)對(duì)定制芯片的需求量增加，定制芯片則要求芯片設(shè)計(jì)周期和設(shè)計(jì)成本在目前的基礎(chǔ)上大幅優(yōu)化，對(duì)從設(shè)計(jì)驗(yàn)證到制造的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈提出了更高的要求。因此，現(xiàn)有EDA 1.X也面臨著越來(lái)越多的挑戰(zhàn)。芯華章認(rèn)為，在后摩爾時(shí)代，EDA 1.X所面臨的挑戰(zhàn)主要體現(xiàn)在以下四點(diǎn)：

　　1.設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)，無(wú)法滿足應(yīng)用快速創(chuàng)新需求

　　2. EDA設(shè)計(jì)流程于系統(tǒng)級(jí)軟硬件需要缺少關(guān)聯(lián)

　　3.設(shè)計(jì)投資大，成本大，項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)大

　　4.需要新建大規(guī)模團(tuán)隊(duì)，高度依賴經(jīng)驗(yàn)，人才難求

　　這些挑戰(zhàn)推動(dòng)著EDA進(jìn)行升級(jí)，也推動(dòng)著EDA行業(yè)從1.X階段向2.0階段邁進(jìn)。

　　“芯片發(fā)展是由系統(tǒng)來(lái)驅(qū)動(dòng)，在這種情況下，賦能系統(tǒng)創(chuàng)新是EDA的新任務(wù)。”芯華章運(yùn)營(yíng)副總裁傅強(qiáng)表示：“EDA 2.0不再是工具的組合，而是支撐系統(tǒng)+芯片+算法+軟件協(xié)同開(kāi)發(fā)的服務(wù)化平臺(tái)，這是EDA 2.0與其他時(shí)代相比的最大的區(qū)別?！?/p>

　　芯華章認(rèn)為，“系統(tǒng)+芯片+算法+軟件”協(xié)同開(kāi)發(fā)的定制化芯片，決定了系統(tǒng)應(yīng)用的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，芯片的創(chuàng)新效率成為關(guān)注的焦點(diǎn)。未來(lái)10年將是社會(huì)對(duì)芯片技術(shù)提出更快發(fā)展要求的10年，EDA工具和方法學(xué)需要全面進(jìn)階，才能降低技術(shù)門(mén)檻，進(jìn)一步提升芯片技術(shù)發(fā)展的速度和創(chuàng)新的效率。

　　實(shí)現(xiàn)EDA 2.0的關(guān)鍵路徑

　　也就是說(shuō)，EDA 1.0階段當(dāng)中，為通用高性能計(jì)算設(shè)計(jì)的EDA工具，需要面向垂直行業(yè)，向更加精細(xì)化的方向發(fā)展。在這個(gè)發(fā)展過(guò)程當(dāng)中，就需要EDA工具和方法學(xué)的全面進(jìn)階，而這則意味著EDA要從底層技術(shù)開(kāi)始革新。

　　從EDA 2.0所要達(dá)到的目標(biāo)上看，滿足以下四點(diǎn)，即可實(shí)現(xiàn)EDA 2.0：一是用工具填補(bǔ)軟硬件鴻溝；二是自動(dòng)且智能的流程、不止是點(diǎn)工具的結(jié)合；三是需要開(kāi)放的服務(wù)化平臺(tái)，提供定制化的可能性，提供開(kāi)源的可能性；四是縮短從芯片需求到應(yīng)用的周期。

　　芯華章產(chǎn)品與業(yè)務(wù)規(guī)劃總監(jiān)楊曄表示：“從系統(tǒng)設(shè)計(jì)的需求上看，EDA 2.0是從系統(tǒng)向下到芯片的制造和生產(chǎn)的過(guò)程，從軟件來(lái)，這個(gè)流程最終要回到軟件中去，這是EDA 2.0的關(guān)鍵特征?！?/p>

　　由此，芯華章也在其發(fā)布的《EDA 2.0白皮書(shū)》中提出了EDA 2.0的三條關(guān)鍵路徑，包括開(kāi)放和標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化和智能化，平臺(tái)化和服務(wù)化：

　　開(kāi)放和標(biāo)準(zhǔn)化。產(chǎn)業(yè)上下游共同制定開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn)。基于這些開(kāi)放接口和標(biāo)準(zhǔn)，以需求為導(dǎo)向進(jìn)行定制，方便流程自動(dòng)化和AI智能處理的集成。

　　自動(dòng)化和智能化。EDA 2.0的目標(biāo)是要從現(xiàn)有的EDA 1.0過(guò)程中大幅減少芯片架構(gòu)探索、設(shè)計(jì)、驗(yàn)證、布局布線等工作中的人力占比，將過(guò)去的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)吸收到EDA工具中，形成智能化的EDA設(shè)計(jì)。

　　平臺(tái)化和服務(wù)化。打造基于云原生軟件架構(gòu)的全新EDA服務(wù)平臺(tái)EDaaS，深度利用云端彈性性能，給用戶提供近乎無(wú)限的計(jì)算彈性以及更優(yōu)化的使用模式。

　　需要注意的是，向EDA 2.0方向升級(jí)，也并不意味著全盤(pán)摒棄EDA 1.X階段的成果。

　　“EDA 1.X階段的一些經(jīng)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，一些設(shè)計(jì)規(guī)則，一定會(huì)繼續(xù)在芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域長(zhǎng)期存在。芯片設(shè)計(jì)不可能繞過(guò)這些物理的規(guī)則和設(shè)計(jì)的需求”，楊曄表示：“但是這些東西會(huì)更多的從現(xiàn)有的工具和經(jīng)驗(yàn)當(dāng)中提煉出來(lái)，進(jìn)入EDA 2.0的內(nèi)部，EDA 2.0會(huì)將經(jīng)驗(yàn)變成一個(gè)個(gè)模型或者算法，提高整體流程的自動(dòng)化、智能化，降低使用門(mén)檻以及對(duì)人的高度依賴?！?/p>

　　但對(duì)于EDA廠商來(lái)說(shuō)，將新技術(shù)應(yīng)用到EDA工具當(dāng)中仍存在著巨大的挑戰(zhàn)。楊曄表示：“EDA 2.0工具的內(nèi)部會(huì)變得更復(fù)雜，EDA公司要在EDA工具當(dāng)中完成智能化的任務(wù)。但是對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，EDA工具只是變得更簡(jiǎn)單更好用，變成一種更加普惠的技術(shù)?！?/p>

　　除此之外，還需要我們重點(diǎn)關(guān)注的是，EDA 2.0白皮書(shū)當(dāng)中所提到的開(kāi)放和標(biāo)準(zhǔn)這一關(guān)鍵路徑。根據(jù)筆者了解，這里所提到的開(kāi)放的EDA并不是單純地指開(kāi)源EDA。芯華章認(rèn)為，未來(lái)EDA產(chǎn)業(yè)的開(kāi)放和標(biāo)準(zhǔn)化不僅僅由EDA廠商或標(biāo)準(zhǔn)化組織決定，而應(yīng)該由產(chǎn)業(yè)鏈上游的EDA生態(tài)和下游的業(yè)界共同定義——從系統(tǒng)廠商、芯片廠商到EDA廠商的全產(chǎn)業(yè)生態(tài)來(lái)共同制定開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn)?；谶@些開(kāi)放接口和標(biāo)準(zhǔn)，EDA廠商、用戶、第三方都可以以需求為導(dǎo)向進(jìn)行定制，方便流程自動(dòng)化和AI智能處理的集成。

　　在開(kāi)放和標(biāo)準(zhǔn)化這條路徑的背后，則藏著國(guó)內(nèi)EDA產(chǎn)業(yè)發(fā)展的契機(jī)。

　　眾所周知，缺少全流程的EDA工具是國(guó)內(nèi)EDA企業(yè)發(fā)展的痛點(diǎn)之一。也正是因?yàn)閲?guó)內(nèi)廠商沒(méi)有做全流程的工具，也就代表國(guó)產(chǎn)EDA工具的發(fā)展需要本土廠商之間的合作，而這也是開(kāi)放和標(biāo)準(zhǔn)的誕生。

　　中科院EDA中心主任陳嵐也曾在EDA 2.0白皮書(shū)的發(fā)布會(huì)中表示：“開(kāi)放EDA可以滿足Chiplet、AI等新的技術(shù)，EDA 2.0沒(méi)有歷史包袱，因此，可以快速讓新的技術(shù)進(jìn)入到EDA工具當(dāng)中，并讓客戶客戶進(jìn)行快速驗(yàn)證。對(duì)于國(guó)內(nèi)來(lái)說(shuō)，開(kāi)放的EDA是具有牽引性技術(shù)的產(chǎn)品，尤其是在只有點(diǎn)工具的情況下，開(kāi)放的EDA工具可以幫助企業(yè)快速建立系統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)力?！?/p>

　　EDA 2.0時(shí)代下的EDA企業(yè)核心價(jià)值

　　在產(chǎn)業(yè)向EDA 2.0做升級(jí)的同時(shí)，EDA企業(yè)的核心價(jià)值也發(fā)生了轉(zhuǎn)變。

　　楊曄表示，工業(yè)軟件它的關(guān)鍵在于對(duì)垂直領(lǐng)域的深入的理解，以及將這種理解放到系統(tǒng)整體的框架里當(dāng)中。所以，EDA工具不再是作為單獨(dú)的點(diǎn)工具發(fā)揮價(jià)值，EDA與各種平臺(tái)的結(jié)合以及云的結(jié)合，打造出來(lái)智能和自動(dòng)的流程，其所發(fā)揮的作用將遠(yuǎn)超于軟件的本身。

　　傅強(qiáng)表示：“未來(lái)EDA公司真正的核心競(jìng)爭(zhēng)力，是要去擁抱系統(tǒng)公司的需求?！?/p>

　　同時(shí)，由于定制化的系統(tǒng)需求增加，這也會(huì)促使整個(gè)產(chǎn)業(yè)內(nèi)部進(jìn)行迭代，而不僅僅是靠EDA企業(yè)本身對(duì)工具的迭代。從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，EDA產(chǎn)業(yè)的迭代一定會(huì)加快，而這種需求到工具的迭代加快之后，也必然促進(jìn)芯片的設(shè)計(jì)和制造也會(huì)加快。而這也擴(kuò)大了EDA的市場(chǎng)空間，對(duì)于國(guó)內(nèi)EDA廠商來(lái)說(shuō)，這為產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了更多換道超車的機(jī)會(huì)。

　　他表示：“當(dāng)我們?nèi)肀н@樣的一個(gè)新的科研范式，新的產(chǎn)業(yè)變革的時(shí)候，我們新企業(yè)會(huì)更具發(fā)展前景?！?/p>

　　芯華章推動(dòng)EDA 2.0發(fā)展

　　芯華章在做好現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的同時(shí)，也為國(guó)內(nèi)EDA產(chǎn)業(yè)的發(fā)展描繪出了一個(gè)十分可行的藍(lán)圖，同時(shí)，芯華章也為這個(gè)藍(lán)圖制定了一個(gè)明確的時(shí)間點(diǎn)。芯華章認(rèn)為，EDA 2.0的元年將發(fā)生在2026年。

　　為推動(dòng)EDA 2.0時(shí)代的到來(lái)，芯華章也做了許多工作。

　　傅強(qiáng)表示：“技術(shù)的發(fā)展與革新需要沉淀和準(zhǔn)備，另外，新的技術(shù)生態(tài)還要培育，所以依照我們?cè)谶@個(gè)行業(yè)二三十年的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，這個(gè)過(guò)程需要5年左右的時(shí)間?！?而這一全新生態(tài)需要產(chǎn)業(yè)鏈上下游的共識(shí)與協(xié)作。

　　基于EDA 2.0將不再是對(duì)工具的組合，而是一個(gè)自主化智能化的流程和一個(gè)服務(wù)化和可定制的平臺(tái)，來(lái)賦能更高效、更敏捷的系統(tǒng)創(chuàng)新。芯華章開(kāi)創(chuàng)性地提出芯片設(shè)計(jì)平臺(tái)服務(wù)模式——EDaaS （Electronic Design as a Service）。并以此為基礎(chǔ)開(kāi)啟EDA 2.0時(shí)代。

　　根據(jù)芯華章的規(guī)劃，EDaaS可以提供專業(yè)的咨詢或設(shè)計(jì)服務(wù)，也可基于云平臺(tái)和開(kāi)放數(shù)據(jù)進(jìn)行定制服務(wù)。EDA 2.0的目標(biāo)是要讓系統(tǒng)工程師和軟件工程師也能參與到芯片設(shè)計(jì)中來(lái)，解決設(shè)計(jì)難、人才少、設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)、設(shè)計(jì)成本高企的問(wèn)題，用智能化的工具和服務(wù)化的平臺(tái)來(lái)縮短從芯片需求到應(yīng)用創(chuàng)新的周期，滿足數(shù)字世界中系統(tǒng)應(yīng)用對(duì)芯片多樣化的需求，賦能科技進(jìn)步。