國外EDA產(chǎn)業(yè)發(fā)展走入商業(yè)化軌道

1994年，如果有人跟你聊EDA，那你肯定滿頭問號；但如果放在今天來聊EDA，也許街邊下棋的大爺也能跟你“嘮叨”幾句。

時隔26年，當白耿回想當初為什么選擇“EDA”專業(yè)，依然神采熠熠。也正是因為當初對于編程的興趣使然，讓其在日后的職業(yè)生涯中，更加堅定了EDA軟件研發(fā)的工作。

當國外EDA研究處于“因循守舊”狀態(tài)時，喜歡“挑戰(zhàn)”的白耿毅然決然的選擇回國發(fā)展，為國產(chǎn)EDA添磚加瓦。

彼時（2017年），國微集團正著手做國產(chǎn)EDA，招攬國內外優(yōu)秀人才，引進國外先進技術。機緣巧合下，白耿選擇加入國微集團，任職首席技術官。

2020年9月16日，集微網(wǎng)有幸在國微集團深圳與白耿博士進行了深度交流，在與白耿博士交談的過程中，“挑戰(zhàn)、生命力、價值”等詞被頻頻提及，從這位歸國研發(fā)工程師身上，我們看不到任何驕傲自滿，有的只是對技術的滿腔熱血與理想抱負。也因此，我們得以窺得國微集團布局EDA的深謀與遠慮。

契機

1994年，白耿在南開大學攻讀碩士學位，當導師拿出兩個研究課題（模擬電路設計與軟件研發(fā)）供其選擇時，生性喜歡“挑戰(zhàn)”的他選擇了軟件研發(fā)方向，也是南開大學微電子專業(yè)首個用軟件完成論文寫作的學生。

南開大學碩士畢業(yè)后，白耿前往伊利諾伊大學攻讀博士，最后用“EDA方向”論文拿下博士學位。

彼時（1990-2000年）的國外EDA產(chǎn)業(yè)正處于黃金發(fā)展期，很多最經(jīng)典的EDA算法和最有生命力的工具均誕生于這個時期。

對于白耿等年輕人來說，產(chǎn)業(yè)正處于行業(yè)大勢面前，蓬勃的發(fā)展機遇散發(fā)出的誘惑力，讓任何一個有理想抱負的人都無法抵御。而這次的選擇，也正式奠定了其隨后近20年的EDA軟件研發(fā)之路。

2000-2018年，國外EDA產(chǎn)業(yè)發(fā)展走入商業(yè)化軌道，技術更新缺乏新意，變革更是鮮少有之，產(chǎn)業(yè)逐漸呈現(xiàn)“夕陽化”。此時國內EDA產(chǎn)業(yè)正處于興起階段，很多新的概念、新的工具不斷涌現(xiàn)出來，猶如20年前的國外黃金期。

這讓喜歡挑戰(zhàn)的白耿再次熱血沸騰，開始時刻關注國內EDA的行業(yè)發(fā)展。也正是在這時期（2017-2018年），國微集團組建EDA研發(fā)團隊，并得到了王陽元院士、郝躍院士、魏少軍教授以及張玉明院長的鼎力支持，開始從國外引進先進技術與技術人才。

機緣巧合下，白耿成為了第一批從國外引進的技術人才。談及為何選擇國微集團，白耿的回答言簡意賅，“戰(zhàn)略眼光、實干精神、企業(yè)文化，基于上述三點，我選擇加入國微集團，與團隊一起合作，參與開發(fā)出有影響力、有生命力的EDA工具，為國家EDA系統(tǒng)生態(tài)的建設貢獻一份微薄力量?！?/p>

遠見

2018年，國微集團完成第一批人才及關鍵技術引進工作，研發(fā)團隊初步搭建完成。同年12月17日，獲批國家重大科技專項。

這一前瞻性布局，即為其國產(chǎn)EDA研發(fā)工作爭取了三年的寶貴時間，夯實了其國產(chǎn)EDA軟件研發(fā)基礎，也為其2020年能夠交付“數(shù)字芯片設計全流程EDA系統(tǒng)”，提供了有力保障。

如果2020年再來做這一布局，技術及人才引進工作審批時間將無法估量，國產(chǎn)EDA軟件也無法在短時間完成技術研發(fā)，國產(chǎn)化替代進程將被放緩。

白耿介紹，正是因為幾位院士、教授和集團領導的遠見，提前布局了重大專項的開發(fā)工作，為國微集團爭取了三年時間，用來引進關鍵技術、建立完整的研發(fā)團隊、消化吸收、進一步自主創(chuàng)新。

集微網(wǎng)了解到，重大專項將于今年底完成驗收工作，此次驗收主要有8個EDA工具，包括布局布線、硬件仿真加速、時序分析、功耗分析、物理驗證、形式驗證、邏輯仿真、邏輯綜合。

驗收完以后，國微集團接下來要做的，就是繼續(xù)豐富工具種類，投入更多的研發(fā)力量和資金去設計更多的EDA工具，如可制造性設計（DFM）、可靠性設計（DFR）、成品率設計（DFY）、可測試性設計（DFT）等。

與此同時，其還將通過合作或者引進的方式，吸引國內外優(yōu)質的EDA企業(yè)，將他們開發(fā)的好的EDA工具整合到其平臺，并保證EDA工具間能夠形成有機的聯(lián)合過程。

“國微集團要做的不止是重點開發(fā)幾個關鍵的EDA工具，解決當下國內集成電路設計的卡脖子的問題，而是提供整體解決方案?！卑坠⒈硎?，國微集團將打造EDA平臺，保持開放心態(tài)，集成國內外優(yōu)秀的算法、工具來形成全流程解決方案，讓國內頭部集成電路設計產(chǎn)業(yè)來用，打磨工具的同時去服務集成電路設計產(chǎn)業(yè)，形成良性循環(huán)，國產(chǎn)EDA產(chǎn)業(yè)才能夠建立起來。

趕超

1991年，國內首款EDA系統(tǒng)“熊貓”問世，隨著國外EDA工具進入中國市場，EDA工具開始從自主推進變成嚴重依賴。

2008年，國內EDA軟件研發(fā)再次起航，發(fā)展至今，國內EDA廠商如華大九天、概倫電子等企業(yè)，開始獲得業(yè)界認可。遺憾的是，在數(shù)字芯片設計領域，缺少核心工具模塊、無法支撐全流程設計等問題，正在掣肘產(chǎn)業(yè)進一步發(fā)展。

此時再回頭看，國內數(shù)字EDA已經(jīng)遠遠落后于國外近20年的時間。想要追趕，談何容易。但若放棄，將繼續(xù)面臨“卡脖子”困境。

面對近20年的技術差距，國微集團選擇“另辟蹊徑”的方式來減小時間差。

一方面，在建立國產(chǎn)EDA平臺時，國微集團的開發(fā)方式與國外恰好相反。其選擇引進設計思想先進、整體軟件架構較好的布局布線關鍵技術，再將里面的通用服務引擎如時序、功耗等工具性能分離出來，形成獨立工具。

而國外的EDA公司發(fā)展之路是通過不停并購的方式，每套工具的開發(fā)公司不同，工具與工具之間的源程序代碼也是不同的，對于物理分析的數(shù)學模型在細節(jié)上就會出現(xiàn)不一樣的情況。

“當每一個單獨的工具整合在一起時就可能出現(xiàn)報出的結果不一致，這就造成在芯片設計時性能起起伏伏，迭代優(yōu)化與收斂速度不理想。”白耿介紹，國微集團開發(fā)的工具雖然也是獨立的，但出自完整的源程序代碼，擁有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺，工具和工具之間信息交換效率高，分析的結果一致性也很高，這就使得芯片設計的收斂速度更快，迭代優(yōu)化的周期更短。

另一方面，國微集團會在傳統(tǒng)EDA工具中加入新興技術，如AI算法。目前國內AI算法已經(jīng)處于國際領先水平，國微集團也在嘗試將國內AI算法的突破融合到EDA工具里面去，在目前開發(fā)的EDA產(chǎn)品中已經(jīng)有多個項目跟AI相關。

“雖然2018年美國電子復興計劃中的電子設備智能設計——IDEA：Intelligent Design of Electronic Assets也在推進如何將傳統(tǒng)EDA工具智能化。但由于國外客觀條件的限制，在一定程度上阻礙了其AI技術的發(fā)展。”白耿表示，在傳統(tǒng)EDA算法暫時落后的情況下引進新的血液——AI技術，我們有信心未來5年后國產(chǎn)EDA產(chǎn)品在一些尖端的領域能夠趕超國外的技術。

集微網(wǎng)了解到，目前國微集團重點研發(fā)的8個工具中，產(chǎn)品性能對標國際先進水平的同時，在功耗、速度及面積方面還可以達到10%—15%的領先性。

白耿介紹，國微集團的通用服務引擎、時序、功耗跟簽核都來自統(tǒng)一的源程序代碼，在布局布線的時候不需要留過多設計余量，同樣芯片速度下，可以保證低功耗的同時提升晶圓面積使用率，降低生產(chǎn)成本。

破局

明確的先進性與方法學思路做指引，雖然可以在追趕的進程中加快速度，但現(xiàn)實面臨的困境仍然需要去一一攻克。

擺在國微集團面前的，除了技術的差距之外，人才供給、產(chǎn)業(yè)生態(tài)、應用環(huán)境等問題也在掣肘其進一步發(fā)展。

如何突破當前困境，國微集團也有其考量。

2019下半年到2020年，國內涌現(xiàn)出眾多EDA公司，對于行業(yè)而言，百花齊放對產(chǎn)業(yè)發(fā)展頗有益處，但多個公司做同樣的工具、或者各公司間搶奪研發(fā)資源，等情況也客觀存在，無形中會消耗本就不豐富的國產(chǎn)EDA資源。

白耿表示，這個問題需要從國家層面去考慮，進行整合，才能保證國產(chǎn)EDA更有效、更健康、長足的發(fā)展。

在橫向聯(lián)合方面，發(fā)掘國內現(xiàn)有的優(yōu)秀算法、點工具，通過投資、融合、合作開發(fā)（高校）等方式，整合國內的優(yōu)秀數(shù)字芯片的EDA工具到國微集團的設計平臺中來，為國產(chǎn)數(shù)字芯片設計流程提供完整的解決方案。

在人才培育方面，國微集團一方面通過內部經(jīng)驗傳承的方式來快速培育研發(fā)團隊知識儲備能力，另一方面將通過與高校聯(lián)合的方式，如西安電子科大、上海交大、東南大學等，通過建立聯(lián)合實驗室，共同培養(yǎng)在讀研究生等方式、栽培EDA方向的人才。

在開拓創(chuàng)新方面，國內科技領域在人工智能（AI，Machine Learning）、大數(shù)據(jù)、云計算方面的發(fā)展在國際處于領先位置。

國微集團在開發(fā)國產(chǎn)EDA 平臺生態(tài)的同時，將聯(lián)合國內其他研究單位、高校，著力為AI、云計算、異構加速算法在EDA 領域內開辟各種適用的場景。爭取在人工智能EDA的發(fā)展方面，可以領先于其他國家。

在生態(tài)建設方面，EDA處于半導體產(chǎn)業(yè)的上游，EDA工具的成熟、技術突破升級，很大程度依賴于和芯片設計公司、半導體制造廠商之間的緊密合作和互動。其中，與半導體制造廠商的合作尤其重要。

通常，在先進工藝開發(fā)階段，半導體廠商只會邀請國際三大EDA公司參與到先進工藝參考流程（reference flow）的構建過程中。其他中小EDA公司要比三大EDA公司晚一到兩年的時間才可以獲得同樣工藝的詳細信息，才能對自己的EDA工具進行功能增強、準備工藝文件等工作。

白耿強調，建立生態(tài)必須讓IC設計、EDA、晶圓制造廠協(xié)同起來，才能讓國內半導體行業(yè)健康發(fā)展。但從當前國內環(huán)境來看，需要政府及資本層面進行有機聯(lián)合。

小結

從入局時間年限來看，國微集團的EDA研發(fā)之路似乎剛剛開啟；但從研發(fā)團隊的經(jīng)驗維度來看，其已經(jīng)深耕EDA產(chǎn)業(yè)長達10年以上。我們期待未來的時間里，國微集團能給EDA產(chǎn)業(yè)界帶來更多的驚喜。
? ? ? 責任編輯：tzh