上月，華大九天獲得國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金投資，從2017年底至今，華大九天已獲得累計(jì)數(shù)億元投資，這將有助于華大九天提升自身技術(shù)水平，填補(bǔ)中國(guó)EDA工具上的空白。不過(guò)，由于中國(guó)在EDA工具上與國(guó)外三大廠差距過(guò)大，追趕之路任重道遠(yuǎn)。
什么是EDA工具
EDA工具是電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（Electronic Design Automation）的簡(jiǎn)稱，是從計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）、計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試（CAT）和計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）的概念發(fā)展而來(lái)的。利用EDA工具，工程師將芯片的電路設(shè)計(jì)、性能分析、設(shè)計(jì)出IC版圖的整個(gè)過(guò)程交由計(jì)算機(jī)自動(dòng)處理完成。
由于上世紀(jì)六十七年代，集成電路的復(fù)雜程度相對(duì)偏低，這使得工程師可以依靠手工完成集成電路的設(shè)計(jì)、布線等工作。但隨著集成電路越來(lái)越復(fù)雜，完全依賴手工越來(lái)越不切實(shí)際，工程師們只好開(kāi)始嘗試將設(shè)計(jì)過(guò)程自動(dòng)化，在1980年卡弗爾.米德和琳.康維發(fā)表的論文《超大規(guī)模集成電路系統(tǒng)導(dǎo)論》提出了通過(guò)編程語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行芯片設(shè)計(jì)的新思想，加上集成電路邏輯仿真、功能驗(yàn)證的工具的日益成熟，使得工程師們可以設(shè)計(jì)出集成度更高且更加復(fù)雜的芯片。
1986年，硬件描述語(yǔ)言Verilog問(wèn)世，Verilog語(yǔ)言是現(xiàn)在最流行的高級(jí)抽象設(shè)計(jì)語(yǔ)言。1987年，VHDL在美國(guó)國(guó)防部的資助下問(wèn)世。這些硬件描述語(yǔ)言的問(wèn)世助推了集成電路設(shè)計(jì)水平的提升。隨后，根據(jù)這些語(yǔ)言規(guī)范產(chǎn)生的各種仿真系統(tǒng)迅速被推出，這使得設(shè)計(jì)人員可對(duì)設(shè)計(jì)的芯片進(jìn)行直接仿真。隨著技術(shù)的進(jìn)步，設(shè)計(jì)項(xiàng)目可以在構(gòu)建實(shí)際硬件電路之前進(jìn)行仿真，芯片布線布局對(duì)人工設(shè)計(jì)的要求和出錯(cuò)率也不斷降低。
時(shí)至今日，盡管所用的語(yǔ)言和工具仍然不斷在發(fā)展，但是通過(guò)編程語(yǔ)言來(lái)設(shè)計(jì)、驗(yàn)證電路預(yù)期行為，利用工具軟件綜合得到低抽象級(jí)物理設(shè)計(jì)的這種途徑，仍然是數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。一位從事CPU設(shè)計(jì)的工程師表示，"在沒(méi)有EDA工具之前，搞電路要靠人手工，對(duì)于大規(guī)模集成電路有上億晶體管的設(shè)計(jì)用手工簡(jiǎn)直是不可為的......可以說(shuō)有了EDA工具，才有了超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)的可能"。
中國(guó)EDA工具完全依賴國(guó)外
中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)IC設(shè)計(jì)分會(huì)理事長(zhǎng)、清華大學(xué)微電子所所長(zhǎng)魏少軍曾表示：
"我們要改變以往那種使用先進(jìn)工藝就代表是先進(jìn)水平的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，Intel用0.13微米工藝能作出2GHz而我們要用45nm才能實(shí)現(xiàn)，這就是差距......快速提升我們自己的IC基礎(chǔ)設(shè)計(jì)能力迫在眉睫，這是改變目前中國(guó)IC設(shè)計(jì)業(yè)嚴(yán)重依賴EDA工具和制造工藝才能實(shí)現(xiàn)芯片性能提升的根本途徑，而依賴并濫用IP則導(dǎo)致了中國(guó)SoC設(shè)計(jì)的同質(zhì)化"。
清華大學(xué)微電子所所長(zhǎng)魏少軍提到的"依賴并濫用IP則導(dǎo)致了中國(guó)SoC設(shè)計(jì)的同質(zhì)化"指的是國(guó)內(nèi)眾多IC設(shè)計(jì)公司大多依賴于ARM的IP授權(quán)開(kāi)發(fā)SOC，由于都是購(gòu)買(mǎi)ARM的Cortex A53、A55、A72、A73、A76等產(chǎn)品，同質(zhì)化是必然的。
"中國(guó)IC設(shè)計(jì)業(yè)嚴(yán)重依賴EDA工具和制造工藝才能實(shí)現(xiàn)芯片性能提升的根本途徑"指的是很多中國(guó)國(guó)產(chǎn)SOC/CPU性能的提升嚴(yán)重依賴于購(gòu)買(mǎi)更好的EDA工具和采用更好的制造工藝。
EDA軟件方面早已形成了三巨頭——Synopsys、Cadence、Mentor。國(guó)內(nèi)從事EDA軟件開(kāi)發(fā)的華大九天和這三家現(xiàn)在不是一個(gè)數(shù)量級(jí)的。誠(chéng)然，華大九天也想在某些點(diǎn)工具上做些突破，但就整體技術(shù)實(shí)力而言幾乎像蚍蜉撼樹(shù)。
目前，國(guó)內(nèi)根本沒(méi)有深亞微米的EDA成體系的設(shè)計(jì)平臺(tái)。正是因?yàn)閲?guó)內(nèi)從事EDA工具開(kāi)發(fā)的公司在Synopsys、Cadence、Mentor面前實(shí)力過(guò)于懸殊，國(guó)內(nèi)IC設(shè)計(jì)公司幾乎100%采用國(guó)外EDA工具。而且在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間里，看不到縮小和Synopsys、Cadence、Mentor技術(shù)差距的可能性。
結(jié)語(yǔ)
本次大基金投資華大九天，僅僅是開(kāi)始，距離結(jié)成碩果，實(shí)現(xiàn)對(duì)國(guó)外三大廠的國(guó)產(chǎn)化替代還有很長(zhǎng)距離，希望華大九天能鍥而不舍，持之以恒，不斷完善自己的產(chǎn)品，力爭(zhēng)縮小和國(guó)外三大廠的差距。