芯耀
916
4月14日，美國EDA軟件公司新思科技接受美國商務部的調查，原因為該公司可能將關鍵技術轉讓給被制裁的華為。
知情人士稱，調查人員正在調查有關新思科技與中國子公司合作，向華為技術有限公司的海思部門提供芯片設計和軟件以供中芯國際半導體制造公司制造的指控。該過程尚未公開。美國公司被禁止向華為和中芯國際出售某些類型的技術，因為它們已被商務部工業(yè)和安全局（BIS）認定為對國家安全構成威脅。
新思科技成立于1986年，總部位于美國硅谷，2021財年營業(yè)額42億美元，擁有3300多項已批準專利，在EDA和服務領域排名第一，在全世界擁有排名第二的半導體IP核。
眾所周知，美國最近在大力發(fā)展半導體，如此重要的半導體公司，美國怎么會對自己的龍頭半導體公司下手呢？
集成電路誕生的搖籃
要了解這件事的性質首先需要了解EDA。EDA的全稱是Electronic design automation，即電子設計自動化。EDA是指利用計算機輔助設計軟件，來完成超大規(guī)模集成電路（VLSI）芯片的功能設計、綜合、驗證、物理設計（包括布局、布線、版圖、設計規(guī)則檢查等）等流程的設計方式。EDA是計算機科學與工程 (CS & E) 中最早應用計算建模、計算思維的概念和技術。
事實上，超大規(guī)模集成電路和系統(tǒng)的電子設計自動化是計算機科學與工程中的一個重要領域。EDA產業(yè)的發(fā)展從許多角度上來看都有著重要作用。
EDA由一系列方法、算法和工具組成，它們協(xié)助自動化電子系統(tǒng)的設計、驗證和測試。EDA以一種模塊化的方式實現(xiàn)了設計步驟的逐步實現(xiàn)，范圍從集成電路（包括片上系統(tǒng)）、印刷電路板（PCB）和電子系統(tǒng)。同時，EDA也涉及每個抽象級別的建模、綜合和驗證。
在 1980 年代初期，硅面積非常寶貴，而布局工具的基本理論基礎由圖論（最小切割，四邊形分割）、凸優(yōu)化（幾何規(guī)劃）、隨機方法（模擬退火）、進化生物學（遺傳算法）、物理定律（力導向松弛方法）、電路理論（電阻網絡中的能量最小化）和頻譜方法 (基于特征值的劃分）發(fā)展而成。隨后， 1980 年代中期，線性代數(shù)開發(fā)互連延遲模型的理論基礎和矩陣求解器（Krylov 子空間、Arnoldi、Pade、Pade via Lancoz 算法）、數(shù)值分析（微分求積法，有限差分）、頻域求解器（方法特性，F(xiàn)DFD）和其他理論技術又被應用于EDA技術。
EDA徹底改變了電子工程師的方式設計和制造集成電路。今天設計的每個電路都將高層次的計算模型（以可執(zhí)行的編程語言指定）抽象，然后經過一系列綜合和優(yōu)化轉換，其次是嚴格的數(shù)字模擬和原型制作，以及正式和半正式驗證而完成。
EDA將計算與建模，理論與實踐成功結合。EDA 的計算機科學家和工程師成功地與電氣工程師推導出各種級別的電路模型；與物理學家和化學家一起推導出制造模型；與理論計算機科學家一起進行各種復雜性分析；與應用數(shù)學和優(yōu)化專家即興創(chuàng)作可擴展的仿真和綜合算法；并與應用領域專家一起開發(fā)知識產權（IP）庫等。
它成功地實現(xiàn)了設計復雜性的指數(shù)級增長——從一開始帶有 2250 個晶體管的微處理器（英特爾 4004）到最新的多核處理器超過千億個晶體管。
可以說是EDA的發(fā)展支持了摩爾定律在過去 40 年的成功，反過來又創(chuàng)造了高性能和成本效益高的信息技術基礎設施，改變了我們的生活和社會。
國產EDA差距在哪？
概倫電子在4月14日發(fā)布2021年全年財報，財報顯示，2021年概倫電子實現(xiàn)營業(yè)收入1.9億人民幣，同比增加41.01%；而新思科技2021年的收入為44億美元，是概倫電子的近150倍。
概倫電子的收入顯示2021年，EDA工具授權業(yè)務占主營業(yè)務收入的比例從 2020 年的 69.23%提升至 72.86%。而作為對比，新思科技的業(yè)務占比則是65%的收入來自EDA工具收入，25%的收入來自半導體IP授權，是全球第二大IP供應商。
相對于收入規(guī)模的懸殊對比，其實國產EDA公司與EDA巨頭的差距更顯現(xiàn)在收入結構的差別?？梢钥吹絿獍雽w公司在IP數(shù)量的積累上的巨大領先，而豐富的IP數(shù)據(jù)庫對于EDA工具來說是絕對競爭力，更是國產EDA亟待突破的壁壘。
此外，國內EDA面對的一個難題，有一些“破解版”的EDA軟件導致的“劣幣驅逐良幣”局面。如果破解版EDA一直被國產半導體公司使用，那么國產半導體從業(yè)基于國外EDA軟件的使用習慣將無法被打破。那么國產EDA想要獲得客戶，還是需要參考國外EDA軟件極其不利于創(chuàng)新。
如果說第一個差距需要國產EDA公司追趕，那么第二個問題則需要國產半導體從業(yè)者一齊培養(yǎng)出使用正版的意識，從而形成良好健康的發(fā)展環(huán)境。當國內EDA公司聚集了足夠多的用戶，有了足夠多的數(shù)據(jù)與資源，國內EDA公司才會有能力去發(fā)展自己的IP，再正向支持國內半導體廠商。
目前國內的設計師主要使用的EDA軟件仍主要是Cadence、Synopsys等軟件。國產EDA即使功能滿足了設計需求但因為別人用的少，對之后的查看，移植等流程都有影響。
由于國外的EDA軟件功能已經足夠成熟，工程師們只要掌握一兩種就可以滿足工作中的使用需求，而大部分工程師熟練使用的EDA軟件仍是在學校中使用的軟件。對于國內的EDA公司，想要增加市場份額，就一定需要進入高校中，吸收更多的“準工程師”用戶。才有可能在下一階段的競爭中不失先手。
國產EDA，小有規(guī)模
中國 EDA 行業(yè)起步較早，1986 年即開始研發(fā)我國自有 EDA 系統(tǒng)（即熊貓系統(tǒng)），但由于行業(yè)生態(tài)環(huán)境的發(fā)展和支撐相對滯后，技術研發(fā)優(yōu)化和產品驗證迭代相對緩慢，目前整體行業(yè)技術水平與國際 EDA 巨頭存在很大差距，自給率很低。目前國內的代表廠商包括：華大九天、概倫電子、芯啟源等。
華大九天
北京華大九天科技股份有限公司（簡稱“華大九天”）成立于2009年，一直聚焦于EDA工具的開發(fā)、銷售及相關服務業(yè)務。
華大九天主要產品包括模擬電路設計全流程EDA工具系統(tǒng)、數(shù)字電路設計EDA工具、平板顯示電路設計全流程EDA工具系統(tǒng)和晶圓制造EDA工具等EDA軟件產品，并圍繞相關領域提供包含晶圓制造工程服務在內的各類技術開發(fā)服務。
作為國產EDA的領先企業(yè)，華大九天成為其SAFE™-EDA生態(tài)系統(tǒng)的合作伙伴。 通過雙方協(xié)同，華大九天SPICE電路仿真工具Empyrean ALPS在2021年成功通過三星半導體EDA工具認證流程SAFE™-QEDA，實現(xiàn)對其14nm和8nm工藝制程的支持。
Empyrean ALPS是華大九天自主研發(fā)的高速高精度并行晶體管級電路仿真工具，支持數(shù)千萬元器件的電路仿真和數(shù)?；旌闲盘柗抡妫ㄟ^創(chuàng)新的智能矩陣求解算法和高效的并行技術，突破了電路仿真的性能和容量瓶頸，仿真速度相比同類電路仿真工具顯著提升。
概倫電子
概倫電子成立與2010年，專注于 EDA 工具的自主設計和研發(fā)，在器件建模和電路仿真兩大集成電路制造和設計的關鍵環(huán)節(jié)掌握了具備國際市場競爭力、自主可控的 EDA 核心技術，形成了核心關鍵工具，能夠支持 7nm/5nm/3nm 等先進工藝節(jié)點和 FinFET、FD-SOI 等各類半導體工藝路線。
成立20年后，概倫電子在2021年收購了韓國EDA企業(yè)Entasys并于2021年12月成功上市科創(chuàng)板。
公司器件建模及驗證EDA工具被全球大部分領先的晶圓廠所采用和驗證，包括臺積電、三星電子、聯(lián)電、格芯、中芯國際等；電路仿真和驗證EDA工具客戶包括三星電子、SK 海力士、美光科技、長鑫存儲等。
芯啟源
芯啟源（上海）半導體科技有限公司（以下簡稱“芯啟源”）是一家針對超大規(guī)模電信和企業(yè)級的智能網絡提供核心芯片和系統(tǒng)解決方案的高科技公司。
芯啟源MimicPro™原型驗證系統(tǒng)是一個基于FPGA的高性能系統(tǒng)，為企業(yè)和云操作提供高性能高速度的ASIC和軟件開發(fā)平臺，同時不影響其安全性和可擴展性?？梢詫ζ髽I(yè)的ASIC系列進行原型驗證，如AI、處理器、視覺、通信和其他SOC。它可以根據(jù)業(yè)務需要從1到32個FPGA進行擴展。該系統(tǒng)可以輕松升級到最新的FPGA。
MimicPro系統(tǒng)通過提高工作效率縮短開發(fā)周期，加快完成早期軟件開發(fā)中的系統(tǒng)驗證和回歸測試等階段。
為了加強競爭力，芯啟源在壯大高端人才庫，2022年3月，英特爾全球高級副總裁、網絡處理器總經理加入芯啟源。
德勤數(shù)據(jù)表明全球EDA軟件收入預計將從2020年的約100億美元翻一番，到2027年達到190億美元。目前國外廠商占據(jù)了超過七成，且均為美國企業(yè)，除了開篇提到的被調查的新思科技，還有Cadence和Simens EDA（收購Mentor Graphic，為美國公司）。
可以看到，通過引入人才、本土EDA公司已經初具規(guī)模，但差距依舊存在。
而國產EDA的進步，要從最上游環(huán)節(jié)開始。
作者：六千
