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　　EDA技术的简介、发展

　　EDA是电子设计自动化的简称，是电子设计与制造技术发展中的核心。EDA技术是以计算机为工具，采用硬件描述语言的表达方式，对数据库、计算数学、图论、图形学及拓扑逻辑、优化理论等进行科学、有效的融合，从而形成一种电子系统专用的新技术，是计算机技术、信号处理技术、信号分析技术的最新成果。EDA技术的出现不仅更好地保证了电子工程设计各级别的仿真、调试和纠错，为其发展带来强有力的技术支持，并且在电子、通信、化工、航空航天、生物等各个领域占有越来越重要的地位，很大程度上减轻了相关从业者的工作强度。

　　在上世纪六七十年代，当时的集成电路大多都是用手工来完成的，因为实际的管子数量并不多，前端可以手工完成其功能的计算，后端版图就根据电路图，将管子，连线用笔转移为几何图形，画出胶带图等，因为管子的数量少，电路线也很简单，所以并不容易出现错误。

　　但是当线路的数量达到上百或者上千以后，电路图就变的复杂起来，人类就不适合这一项工作了。这时的人工效率将变得很低，且错误率也会极大的增加，错误率增加的同时也会导致成本的急剧增加，因而更加高效低成本的EDA技术便登上了历史的舞台，在集成电路的设计中被大规模的应用。

　　EDA技术在最近几年获得了飞速发展，应用领域也变得越来越广泛，其发展过程是现代电子设计技术的重要历史进程，主要包括以下几个阶段。

　　早期阶段，即CAD阶段。20世纪70年代左右的社会已经存在中小规模的集成电路，当时人们采用传统的方式进行制图，设计印刷电路板和集成电路，不仅效率低、花费大，而且制作周期长。人们为了改善这一情况，开始运用计算机对电路板进行PCB设计，用CAD这一崭新的图形编辑工具代替电子产品设计中布图布线这类重复性较强的劳动，其功能包括设计规则检查、交互图形编辑、PCB布局布线、门级电路模拟和测试等。

　　发展阶段，即CAE阶段。20世纪80年代左右，EDA技术已经到了一定的发展和完善阶段。由于集成电路规模逐渐扩大，电子系统变得越发复杂，为了满足市场需求，人们开始对相关软件进行进一步的开发，在把不同CDA工具合成一种系统的基础上，完善了电路功能设计和结构设计。EDA技术在此时期逐渐发展成半导体芯片的设计，已经能生产出可编程半导体芯片。

　　成熟阶段。在20世纪90年代以后，微电子技术获得了突飞猛进的发展，集成几千万乃至上亿的晶体管只需一个芯片。这给EDA技术带来了极大的挑战，促使各大公司对EDA软件系统进行更大规模的研发，以高级语言描述、系统级仿真和综合技术为特点的EDA就此出现，使得EDA技术获得了极大的突破。

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　　目前我国EDA技术的发展现状

　　总体来讲我国EDA软件的发展现状就是：与国外差距巨大，同时市场也被国外所垄断，缺乏建设EDA软件的专业人才，想要赶超世界先进水平还有极其漫长的路要走。

　　目前在国内市场，国外厂商占据了95%份额，而国产厂商仅仅占据了5%的份额。

　　2018年中国EDA市场集中度情况（来源：公共资料整理）在EDA电子设计软件上，我国与西方发达国家还有很大的差距，目前我们几乎拿不出同西方一样的设计软件，一旦被他人制裁，届时我们将面临没有EDA软件可用的局面。然而EDA软件又是设计电子芯片，电路板必需的软件，涵盖了 IC 设计、电路板设计布线、验证和仿真，测试等所有方面，目前还没有其他软件工具可以替代EDA的。所以在行业内将EDA软件称为--电子工业之母，因为EDA软件是 IC设计，电路板设计最上游、最高端的产业。

　　目前世界上最为著名的三大EDA软件公司，分别是美国的Synopsys、美国的Cadence 和西门子旗下的 Mentor Graphics 。

　　（2019年EDA行业市场占有率）（来源：公共资料整理）就2019的营收情况来看，2019全球EDA软件市场规模约为90亿美元，然而这三家公司占据了其中的70%份额，约为60多亿美元，几乎处于EDA产业的垄断地位。这种局面也导致了新生的EDA公司刚建立时几乎占不到任何的市场份额，没有市场份额就限制了新生公司的发展，这样的话EDA行业几乎就一直处于这三者垄断的局面。不幸的是，我国的EDA企业诞生的大多较晚，发展较为缓慢，因而想要在短时间内赶超世界先进的EDA技术还有很长很长的路要走。

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　　国内EDA企业状况

　　谈到国内的EDA行业，很多人的第一反应就是华大九天，也就是在EDA行业非常熟悉的命名为“国宝级”的熊猫IC CAD系统。

　　“华大九天成立于2009年，其前身是原华大电子”熊猫“EDA设计平台。该平台曾承担过国家重大科技攻关研发项目熊猫IC CAD系统的研发，并获得国家科技进步一等奖，虽然获奖但在市场化道路上充满了艰辛和坎坷。在九十年代国家908项目的推动下，作为国家布局的设计中心都曾购买过熊猫系统，但随着几家国际巨头公司的进入，市场份额一下子被占据了绝大多数，这就导致了它的市场变得很小，比以往更加艰难。不过作为我国EDA企业的支柱，华大九天目前已发展成为我国规模最大、技术最强的EDA龙头企业。可以提供全流程数模混合信号芯片设计系统、SoC后端设计分析及优化解决方案、平板（FPD）全流程设计系统、IP以及面向晶圆制造企业的相关服务，其客户已经覆盖了国内很多的集成电路企业。

　　除了华大九天之外，在我国另一家比较著名的EDA企业是山东济南概伦电子科技有限公司。概伦公司于2010年3月成立，产品包括电路仿真/良率导向设计技术和半导体器件模型/噪声测试解决方案，下一步产品方向为新一代大规模高精度仿真及设计验证平台、针对纳米级制造技术的半导体器件建模库平台及测试验证系统等。前一段时间概伦电子收购博达微科技，博达微主要产品是测试领域的半导体测试系统，以及人工智能算法为核心的半导体测试方案、器件模型以及物理验证工具。两家公司过去既是竞争对手，也是合作伙伴，这次收购有助于发挥双方各自特长，互补共赢这也在一定程度上促进了我国EDA企业的发展。

　　广力微是一家专门为半导体企业提供性能分析和良率提升方案的公司，2003年成立，总部设在杭州。提供基于测试芯片的软硬件系统和整体解决方案，可用于高效测试芯片自动设计、高速电学测试和智能数据分析的全流程平台，该平台可有助于提高集成电路性能、良率以及稳定性。

　　苏州芯禾科技是一家专注EDA软件、集成无源器件IPD和系统级封装SiP研发的公司，2010年成立。可为芯片设计公司和系统厂商提供差异化的软件产品和芯片小型化解决方案，包括高速数字设计、IC封装设计、和射频模拟混合信号设计等。

　　九同方微电子有限公司，总部设在武汉，简称”九同方“，很容易让人想起”九头鸟“，成立于2011年。拥有16名留美博士核心研发团队。提供完备的IC流程设计工具，从电路原理图设计、电路原理仿真（超大规模IC电路、RF电路），到3D电磁场全波仿真的IC设计全流程仿真能力。”

　　除了以上几家较为著名国产EDA企业外，我国还有一大批EDA企业，大多从事EDA产业链上的部分内容，但是规模都比较小，各个公司的技术不能整合，对于国内的EDA产业的贡献极其有限。

　　2014-2019年Q1全球EDA行业市场规模及增长（来源：公共资料整理）除了企业之外，有些高校和科研机构也有从事于EDA软件研发的团队。例如中科院青岛EDA中心，清华大学计算机系EDA研究室和复旦大学专用集成电路与系统国家重点实验室等。这些高校和科研机构为EDA的研发提供了更多的动力，有助于让我国在EDA技术上尽快取得突破性的进展。中科院青岛EDA中心是微电子产业发展不可或缺的重要平台之一，主要为集成电路设计企业提供中立、开放的设计、软件、知识产权、技术培训等公共服务，通过为企业提供解决共性问题的环境，促进集成电路产业链的快速形成。清华大学计算机系 EDA 研究室成立于 70 年代初，主要研究高层次综合、验证和模拟，互连规划与优化，时钟网络优化，布图布局、布线和寄生参数提取等。华大九天先后与清华大学、复旦大学、浙江大学、福州大学等联合建立“华大九天实验室”。深圳国微与西安电子科技大学联合最近成立“西电国微EDA研究院”。

　　纵观国内众多的EDA企业，但是相对比较分散，个体还比较小。对于EDA这个小众市场，全球三家就可以做到70%占有率。我们多数EDA公司除了华大九天以外，其他公司的起步都比较晚。在市场被大量占据垄断的情况下，后者虽然可畏但奋力追赶势必是一件很艰辛和困难的事情。

　　除此之外，我觉得中国EDA行业最难的突破点应该是人才。全球EDA从业人员从2017年3.72万人增加到2018年4.28万人，增加了0.56万人。虽然人数在增加，但作为芯片/集成电路产业链的最前端，EDA软件领域的研发人才相对于其他环节的人才是少之又少。因此我国应联合多个部门，从EDA人才的培养入手，在各个高校中大量培养EDA建设开发人才，努力争取从人才方面突破西方发达国家对于顶尖EDA技术的封锁。

　　在中美贸易战的大背景下，面对芯片设计的难关，EDA软件平台的建设迫在眉睫，相较于国际EDA巨头，国产EDA在三个方面差距十分明显：首先缺少数字芯片设计的核心工具模块，无法支撑数字芯片全流程设计；其次先进工艺支撑不够，暂时未进入先进代工厂的联盟；还有缺乏制造及测试EDA系统，无法支持集成电路封测的应用需求。现在各个层面，从大学EDA人才培养，到华大九天提供的EDA软件培训，还有代工厂先进制程的不断开发，我们期待未来中国EDA企业取得不断地突破，成功的将EDA的核心技术掌握在自己手中，真正实现国产芯片的设计自主可靠，不受他人的干预。