近日，一場關于某公司的員工解雇事件引發了網友廣泛關注。疑似涉事員工發表的聲明中表示，開除原因是其反對公司使用盜版EDA工具設計芯片。而盜版設計出的芯片可能有bug，質量無法保證。此外，他反對公司將核心研發業務外包給其他公司，主張保持自主研發。

在這里我們不討論過多其他問題，重點來關注一下聲明中提到的EDA工具——EDA（Electronic Design Automation）中文名叫做電子設計自動化，在半導體設計制造行業中起著關鍵作用，它包括芯片的設計、驗證、布局、布線、版圖、綜合、設計規則等，利用計算機CAD設計軟件來共同完成超大規模集成電路芯片的制造。

盜版EDA工具或導致芯片質量出現BUG

芯片產業涵蓋設計、制造、封裝測試等復雜環節，其專業性和生產難度堪稱極致。隨著電子科技的迅猛發展，芯片設計愈發復雜，EDA軟件作為推動芯片設計的關鍵工具，其發展態勢愈發顯著。然而，若采用盜版EDA工具進行芯片設計，將面臨諸多問題。

首先，使用盜版EDA軟件的質量無法保證，可能存在各種缺陷和漏洞，導致設計出的芯片存在安全隱患或性能問題。這不僅會影響企業的聲譽，還可能引發重大的安全事故。

其次，使用盜版軟件不利于企業長期發展。盜版軟件無法得到官方的技術支持和維護，企業也無法享受到正版軟件的全部功能和服務。長遠來看，不僅降低了國內企業自主創新的積極性，更是破壞了芯片產業發展的根基。

在這里引用一些專業分析：

和大家熟知的office、autocad等工具類軟件不一樣，EDA脫機都可以用。EDA工具軟件的最大特點是與芯片代工廠具有高度的綁定關系。

在進行設計時，需要代工廠提供數據包，稱之為PDK，包含了晶體管、MOS管、電阻電容等基礎器件或反向器、與非門、或非門、鎖存器、寄存器等邏輯單元的基本特征信息。這個數據包會不斷優化，更新頻繁，同時對EDA軟件有綁定及校驗的作用，一般只支持當前最新版的工具。

代工廠可能十天半個月就會更新EDA軟件的工藝庫、元器件和設計模型。但是如果使用盜版，就無法體驗工廠最新的生產工藝，良品率和性能也會大打折扣。而且代工廠在生產前還會對圖紙進行一次校驗，你是不是用的正版EDA軟件設計的，一查便知。


工業軟件的卡脖子難題

中國在芯片上遭遇的卡脖子難題幾乎眾所周知，但工業軟件的所遇到的類似問題，卻并不為很多人所熟知。

工業軟件，被公認為“工業制造的大腦和神經”，是數字經濟時代工業領域的“皇冠”。現代制造就是在工業軟件的基礎上建立起來的，如在產品設計領域，就是通過二維、三維設計軟件，大大降低了人工作圖的工作量。以設計飛機為例，如果用手工繪圖方式，一架飛機光設計圖紙就有數十萬張。

但是，在中國制造獨步天下的同時，我國在工業軟件上卻非常薄弱。

以被稱為“芯片之母”的EDA工具市場為例，主要由Synopsys、Cadence、西門子三大歐美巨頭所壟斷。相關數據顯示，這三大巨頭企業的市場份額占比超過7成。

CAD軟件市場的境況同樣如此。東方證券的數據顯示，達索、西門子、PTC以及Autodest在中國市場占有率高達90%，國內中望軟件、蘇州浩辰、數碼大方三家公司的總份額不到10%。

落后就有可能挨打。事實上，回顧過去幾年，中國在工業軟件上頻頻被卡脖子：

2019年5月，被美國列入實體清單的華為，無法使用最新的EDA去設計芯片。

2020年6月，哈爾濱工業大學、哈爾濱工程大學等多個科研機構和公司，被美國列入實體清單，此后兩校師生發現無法再通過學校賬號登入海外數理分析軟件MATLAB。

2022年3月，美國設計軟件公司Figma發布消息，由于大疆在美國制定的實體清單中，Figma無法為大疆提供服務……

為什么中國工業軟件差距如此大？首先是門檻高，工業軟件看起來是軟件，背后實際上非常復雜，涵蓋概念、框架、系統等設計，以及數字物理樣機、仿真驗證登終端環節，涉及結構、機械、磁聲、光、電、熱、力、流體、振動等眾多領域，是一個規模宏大、多學科深度交叉、技術高度融合的復雜系統。一個數據可以佐證，安裝一款CATIA會生成將近17萬個文件、4000多個文件夾，整個安裝包高達7GB，由此可以想象其難度。

其次是投入大，周期長。例如，著名的工業軟件公司Ansys、UGS、Dassault Systemes、Camstar、Synopsys、Cadence分別成立于1970年、1969年、1977年、1984年、1986年和1988年，普遍有超過30年以上的沉淀和積累。

在投入上，國內外的差距也很大。華為工業軟件及工業云CTO丘水平曾用三個“不如人”來形容：投入不如人，中國整體投入不如歐美一家公司五年的投入；人不如人，歐美前十大工業軟件企業員工總數將近20萬，中國前十大工業軟件企業員工總數不足5000；技不如人。

但是，工業軟件這個領域又是繞不過去的。如果沒有工業軟件這個基礎，不僅中國制造失去了根基，關鍵領域嚴重受制于人，更無法實現制造業的高質量發展。正如賽迪智庫電子信息研究所副所長陸峰所說，發展工業軟件是推進數字化制造的必然選擇，也是推進制造業高質量發展的內在要求，更是建設制造強國的必然要求。


產學研合作，為國家解決“卡脖子”難題

EDA是復旦大學集成芯片與系統全國重點實驗室的主攻方向之一。作為長期堅持芯片設計方法學與設計自動化領域研究的團隊，近年來， EDA創新團隊承擔了國家自然科學基金重點專項的研發，其使命是提出“硬核”原創理論，研發創新工具，針對國家急需的高端通用芯片設計，圍繞國產高性能處理器設計和工業界模擬集成電路芯片設計等重大需求，形成產、學、研閉環。

據團隊介紹，此前模擬電路設計主要依靠工程師人工調整晶體管尺寸、電阻或電容大小等參數。而團隊的研發目標，就是用算法或軟件工具實現自動調參，這不僅可以減少工程師的工作負擔，也能通過算法尋找更優解，以獲得比人工設計更好的電路性能。

因此，這就需要團隊成員們走出實驗室，直面工業界的實際情況和需求。

參與研發模擬電路自動化項目時，曾璇、楊帆、畢朝日、嚴昌浩等團隊成員每天和工業界一線工程師們一起工作、交流，為了方便進出，“甚至在公司開了工卡”。微電子學院助理研究員畢朝日對此印象深刻。

最終，團隊提出了人工智能的集成電路自動優化方法、基于機器學習的集成電路統計分析方法等創新方法，為模擬集成電路和數字集成電路的人工智能設計EDA提供了全新的理論框架，并研制出模擬電路智能優化工具，相比人工設計，效率提升約為3倍到10倍。

對芯片制造來說，“成品率”是一道難關。團隊成員、大數據學院青年研究員酈旭東介紹，于工業界而言，芯片制造的商業價值需要在大規模生產中才得以實現，“成功造一塊芯片不夠，它需要成千上萬的芯片都在流水線上能做出來”，并且確保它們都是合格的成品。

針對這道難關，團隊研發了全芯片CMP仿真工具和啞元金屬填充工具，以及全芯片銅互連化學機械拋光仿真和機臺壓力分配工具，解決了集成電路成品率提升的共性關鍵技術，對提高成品率起到了重要作用。

這些年，團隊的研究項目都與工業界最緊迫的問題相關聯，對此，團隊成員倍感欣慰。“我們研發的工具到企業就變成生產力，能真正為解決國家“卡脖子”問題貢獻一份力量，這是很有意義的。”畢朝日說。

國產EDA面臨的機遇與挑戰

EDA軟件有著“芯片之母”的稱號，在其核心能力自主化成為不得不做的一項選擇時，2020年成為國產EDA迎來新發展的元年。

從2020年開始，華大九天、概倫電子、廣立微三家國內老牌EDA公司陸續啟動上市，并分別在模擬電路、SPICE建模、良率分析等不同領域“各自美麗”；同時，2020年也有芯和、鴻芯微納、芯華章、芯行紀等新興EDA公司，在國外巨頭夾縫中實現快速發展，融資頻次和數額顯示賽道價值受到重估，國產EDA的高壁壘、稀缺性、戰略性也終于走進人們的視野。

然而經歷3年多的迅速成長發展，國產EDA碩果與爭議并存。

在集成電路設計年會ICCAD2023上，一組國產EDA的發展數據公布：在全球140家EDA企業中中國擁有87家。并且中國EDA市場成長率也遠超全球EDA平均成長率，根據SEMI統計，2020年全球EDA市場規模（含IP，約40.38億美元）為114.67億美元，同比增長11.63%。而2020年中國市場增長高達27.7%。根據中國半導體協會平臺發布的數據顯示，預計2022-2025年中國EDA市場將保持高速增長,復合年均增長率為15.64%。

在中國成為全球半導體產業規模最大且兼具高成長性的重要市場之際，國產EDA的快速發展有其堅實基礎：不僅得益于行業賽道的高價值、中國以半導體為代表的數字經濟整體的進步，同時獨立自主的發展戰略也在推動這一特殊產業環節持續活躍。

EDA處于整個IC產業鏈上游，決定著集成電路的產業競爭力。沒有EDA軟件的配合，突破架構、制程限制難度更大。

業內人士稱，諸如國產大算力芯片設計公司，GPGPU, AI, CPU等領域快速發展，出于供應鏈安全考慮，大量國產EDA使用需求將持續釋放。

2023年，中國集成電路設計企業依然有3451家，比去年3243家多了208家；預計全年銷售額5774億元，相比2022年增長了8%，其中銷售過億的企業有625家，比2022年也增加了59家。中國設計企業數量與收入穩健成長，為國產EDA提供了廣闊的應用空間。

但是繁華之下，國內EDA產業存在的薄弱環節和現實挑戰亦不容忽視。

除了華大九天、概倫等在模擬EDA能滿足一定國產化導入的需求外，國內能提供數字全流程公司還是少數。公開報道顯示，鴻芯微納、芯華章、芯和等是少數能提供數字實現、數字驗證、封裝設計等全流程的國產EDA企業。

過去一年以來一級市場經歷“速凍”期，上市門檻大幅收窄，進一步考驗國產EDA公司自我造血能力。今年公開的EDA領域融資只有國微芯、芯華章、九霄智能、聯方電子、培風圖南等數家，顯示了資本市場越來越“精挑細選”。

另外，國產EDA工具發展尚需必要的時間積累和考驗，其中特別是對于新興企業來說，大多數仍處在和客戶導入、打磨階段。市場與產業期待國產EDA爆發期到來。