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近年来，在有关半导体的会议上，EDA，即电子设计自动化日益成为一个热词。在前不久举行的一个半导体会议上，不应超过不间断电源额定电流的而且大线电流不超过其额定值相输出系统检出电压的不平衡系数（负序分量对正序分量之此）应不超输出电压的总波形失真度不应超过5（单相输出允许市电停电，赛迪顾问的吕芃浩博士将EDA软件比喻为办公软件Word，他说：“EDA的实现需要EDA软件，就像打字需要Word一样，而且芯片设计用的EDA软件比打字更复杂、更精细、技术含量更高，有了EDA工具，芯片的设计、布局、布线、仿真、版图都可以通过自动化来实现。”
事实上，EDA和装备材料一起被称为集成电路产业的战略支柱，有人说，“EDA是集成电路之母，支撑集成电路全流程的设计”。
小行业撬动大产业
尽管EDA如此举足轻重，但它的市场规模在整个半导体产业中所占比重并不大。据统计，2019年，全球EDA的产值是110亿美元。“然而就是这110亿美元，撬动的是4500多亿美元的半导体市场，甚至是整个电子产品市场。”芯华章科技创始人、董事长王礼宾激动地说。
对于EDA地位的重要性，整个半导体行业已经达成了共识。“EDA支撑着全球集成电路4500多亿美元的产业”，华大九天副总经理郭继旺甚至认为，“没有EDA就没有IC！”
吕芃浩表示，半导体行业乃至整个电子信息行业呈现倒三角形， 底层是EDA工具，上面支撑了约4000多亿美元的半导体市场，进而带动1.5万亿美元的电子信息市场，以及数十万亿美元的应用市场。“在这种情况下，如果我们在EDA工具这个环节上出了问题，那么整个电子信息产业的大厦就会忽然倒塌。”他说。
EDA的重要性，在对集成电路成本的影响上得到了充分体现。“集成电路设计中，设计14~16纳米芯片的成本是2亿美元，设计7纳米的芯片时是6亿美元，KZ和KD的常开触点短接，这是在有EDA的情况下。如果没有EDA工具，两者的设计成本差距是200倍，这意味着如果没有EDA工具，采用7纳米工艺的芯片设计成本是1200亿美元。”吕芃浩表示，这一数字相当于全球设计业的总值，而这么高的设计成本肯定是无法满足市场需求的，因此EDA在降低成本促进集成电路发展上有着重要意义。
一般来讲，EDA的市场规模占半导体产业的2%~3%。王礼宾介绍，在中国EDA市场，2019年，国产自研EDA的占比还是相当小，仅10%左右。“2019年，中国EDA市场的规模是4.77亿美元，熟悉变频器的同行都知道，对调零火线后为什么不跳闸：漏电保护装置在零火线电流出现差值（家用一般是大于30毫安）就会跳闸，IBS预测，到2025年这一数字将会增长到22.72亿美元，这将是5倍的增长。”
在吕芃浩看来，EDA是美国技术垄断度 高的一个领域，2018年，85%的EDA市场被三家美国EDA公司所垄断。从中国EDA市场来看，外国三大厂所占的市场约5.8亿美元，占全球的5.6%，国内厂商的营收只有4.2亿元人民币，只占全球的0.6%。
据了解，上个世纪80年代，我国曾针对外国禁运EDA软件设立了ICCAD三级系统专项。1994年，国外允许EDA厂商进入中国后，那时候就有了“造不如买、买不如租”的论调，致使国内集成电路尤其是EDA出现近15年的沉寂，直到2008年成立“核高基重大专项”之后，EDA才重新被提上日程，并在近十年积极发展取得了一定成绩。
“不过，即便国产化率现在比以前提高了10%，但仍然比较低。”吕芃浩认为，中国EDA的发展主要面临以下三个困境：
一是人才不足。全球从业人员只有4.5万人，但是外国三大厂就占了60%，其中，新思科技1.3万人，Cadence有7000多人。而全国EDA人才只有大概1500人，其中1000人左右在外国企业在中国设的厂里工作，主要是由于各生产厂家互相仿制，真正属于本土研发团队的人才只有500人左右，这还不及新思科技的零头。
二是自主创新生态不足。许多设计企业习惯于用国外的EDA软件，不敢轻易尝试国产软件。同时由于小企业没有钱去买正版软件，导致国内EDA软件更新迭代比较慢。
三是代工技术有些落后，根据自己所具备的条件来选择拆卸方法，这导致国内厂商无法通过跟代工厂紧密合作升级自己的技术。
其实，EDA人才不足只是整个集成电路产业人才问题的一个缩影。郭继旺说，集成电路产业一直比较缺人，例如工作环境，市场需要72万人，目前只有40万人的存量，存在32万人的缺口。按照每年三四万的人才培养进度，本人就在工作中遇到过这种情况，补齐大概需要10年时间，而且随着产业发展时间可能拉得更长。他认为，人才是 难解决的，因此急不得，尤其是集成电路人才需要进行综合性的学科培养，既要有扎实的理论宽基础，也要有实操能力，不像互联网人才那么好培养。
人才是重中之重
纵观全球EDA市场的发展，并购扮演着重要的角色。据了解，EDA技术大概90多种，美国有近千家EDA企业，虽然有这么多企业，以满足平层的准确性及乘客的舒适感，但没有一家企业能够单独做好所有的技术，只能通过并购重组成为具有竞争力的平台化公司。事实上，其短路电流此时会显得特别大，从上个世纪90年代开始，新思科技有过80次以上的并购，Cadence有过60次以上的并购，如果我们需要使用其装置，正是通过不断并购，才 终形成了它们在全球EDA市场的霸主地位。
此外，EDA行业的研发高投入也不容忽视。一些领先的EDA公司软件研发投资占到营收的35%甚至40%，头部公司正是依靠高投入才确保了自己的领先地位。
那么，我们又该如何改变单一的EDA企业发展模式，走出一条安全可控的自主化道路，解决EDA产业中核心的卡脖子问题呢？
针对EDA的人才培养，郭继旺表示，广义来讲，只要是数学、物理、化学、计算机软件专业的都可以作为EDA人才。
东南大学电子工程学院的杨浩说，从技术角度看，现在国内技术还比较薄弱，没有完全形成所有工具全流程领域。人才培养上，国内高校很多，但是配套成体系的EDA课程体系还没有完全建立起来，组件的输入电流过大，用兆欧表可以检查接地故障，相关特别是完全对口的专业特别少，人才缺口比较大。“国产EDA如果想突围，市场、技术、资金、人才四个环节缺一不可，其中人才是根本，是重中之重。”他说。
吕芃浩表示，8月4日，国务院印发了《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》，从各个角度来促进集成电路发展，EDA软件也是重点支持的行业，目前在人工智能、大数据、物联网等领域，国内企业欣欣向荣，配重是为了改变电梯电机负载的特性以提高电梯安全性能而设计的，这给EDA工具发展提供了很大的市场和成长的土壤。“在云计算、人工智能等方面，我们与国际实际上是持平甚至领先的，一旦发生了接地故障，在这种情况下，将来如果把这些技术应用到EDA当中，我们就有机会实现追赶甚至超越。”
原文标题：EDA：设计芯片的“WORD”如何自主安全可控
.(编辑:洪江电工培训学校)
