日前,，當(dāng)被問(wèn)及華為和美國(guó)Synopsys,、Cadence,、Mentor三家EDA公司（提供芯片設(shè)計(jì)的工具）的合作時(shí),，華為輪值董事長(zhǎng)徐直軍坦言，大家都很清楚,，這些公司都不能和我們合作了,，但天下也不是只有他們。他還講到,，在歷史上,，即使沒(méi)有工具，也可以生產(chǎn)出芯片,，當(dāng)然對(duì)我們有挑戰(zhàn),，效率不會(huì)那么高了，也不會(huì)那么輕松了,。英特爾70年代就生產(chǎn)CPU了,，這些公司都還沒(méi)有成立。
媒體還報(bào)道,，徐志軍還表示,，華為獲得了ARM公司V8永久授權(quán)，對(duì)芯片設(shè)計(jì)沒(méi)有影響,。
鐵流認(rèn)為,，徐直軍的表示充滿了樂(lè)觀主義精神，也有很強(qiáng)的安慰客戶和大眾,，堅(jiān)定公司內(nèi)外信心的考量,，EDA工具和ARM V8指令集授權(quán)的問(wèn)題都不像他說(shuō)的那么簡(jiǎn)單。
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”,。
三大廠壟斷EDA工具
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)開發(fā)SOC，由于都是購(gòu)買ARM的Cortex A53,、A72,、A73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)買更好的EDA工具和采用更好的制造工藝,。對(duì)于依賴更好的制造工藝和嚴(yán)重依賴國(guó)外IP，因不屬于本文范圍不做討論,，重點(diǎn)說(shuō)下中國(guó)在EDA工具上完全依賴國(guó)外產(chǎn)品,。
EDA軟件方面早已形成了三巨頭——Synopsys、Cadence,、Mentor,。Synopsys是EDA三巨頭之首。國(guó)內(nèi)從事EDA軟件開發(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)力而言差距很大,。
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,。而且在一段時(shí)間里,，看不到縮小和Synopsys、Cadence,、Mentor技術(shù)差距的可能性,。
EDA停止授權(quán)風(fēng)險(xiǎn)和影響
徐志軍表示：“在歷史上,，即使沒(méi)有工具，也可以生產(chǎn)出芯片,，當(dāng)然對(duì)我們有挑戰(zhàn),，效率不會(huì)那么高了，也不會(huì)那么輕松了,。英特爾70年代就生產(chǎn)CPU了，這些公司都還沒(méi)有成立”,。
誠(chéng)然,，英特爾在70年代可以不依賴Synopsys、Cadence,、Mentor的工具設(shè)計(jì)和制造芯片,，但問(wèn)題是，英特爾在70年代設(shè)計(jì)和制造的是性能異常差的芯片,，性能差到什么程度呢,？
想必大家對(duì)童年時(shí)代的386、486,、586學(xué)習(xí)機(jī)還有印象吧,，在1980年，英特爾推出了80186處理器,?？剂康侥柖傻目陀^存在，在70年代,，英特爾依靠人工只能完成性能不及186處理器幾分之一乃至幾十分之一的處理器,。
（找不到186配圖,，拿486的圖湊合吧）
這種處理器性能堪稱古董中的古董,，華為如果學(xué)習(xí)70年代的英特爾模式，基本就只能做這種處理器的,。華為這種產(chǎn)品基本除了留下幾片進(jìn)博物館之外,，其他的芯片基本可以直接進(jìn)廢品收購(gòu)站。
還必須指出的是,，華為只做Fabless,，做SoC設(shè)計(jì)，關(guān)鍵IP購(gòu)買自ARM,，代工依賴臺(tái)積電,，不可能像英特爾那樣一條龍打通。因而要融入西方國(guó)家制定的標(biāo)準(zhǔn)流程,，因而EDA工具是必不可缺的,。
正如那位從事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”。
那么,，國(guó)內(nèi)有沒(méi)有EDA廠商呢,，還真有，比如華大九天,，但差距和三大廠太大,，只有點(diǎn)工具，根本頂不上去,。
徐志軍的表態(tài)很顯然是為了安慰市場(chǎng)情緒說(shuō)瞎話,。
不過(guò)，EDA工具并非致命的卡脖子關(guān)口,，其實(shí)也有應(yīng)對(duì)手段,，那就是用XX版的。只不過(guò)用XX版的EDA工具可能會(huì)影響企業(yè)名聲,，以及無(wú)法升級(jí)制造工藝了,。
考慮到摩爾定律已經(jīng)放緩，無(wú)法使用更好工藝的負(fù)面影響就被降低了,。
臺(tái)積電才是關(guān)鍵命門
在采訪中,，仿佛EDA是命門，誠(chéng)然,，如果不考慮XX版的因素,，確實(shí)挺麻煩，但真的不要臉起來(lái),，依靠XX版還是可以過(guò)日子的,。
其實(shí)，華為真正的命門不在EDA,，而在臺(tái)積電,。
以華為的ARM芯片來(lái)說(shuō)。徐直軍表示擁有ARM V8永久授權(quán),。就IP授權(quán)來(lái)說(shuō),，如果禁令嚴(yán)格執(zhí)行，新的CPU核與GPU核,，ARM肯定是不能賣的,。就指令集授權(quán)的問(wèn)題，有很多種解讀，由于懂CPU的不懂法律,，懂法律的不懂CPU,，一直沒(méi)有定論。
鐵流聽到兩種觀點(diǎn),，一種如徐直軍所言,。另一種是法律界朋友的說(shuō)法，誠(chéng)然,，這僅是一家之言,，僅供參考。
這位朋友表示,，商業(yè)行為不能違背國(guó)家法律,，違背主權(quán)國(guó)家法律的商業(yè)合同自始無(wú)效。而知識(shí)產(chǎn)權(quán),，標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證這些都在美國(guó)出口管制法律的范疇內(nèi)，而ARM指令集授權(quán)恰恰就是標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證,。臺(tái)積電在代工ARM芯片時(shí)有一個(gè)環(huán)節(jié),，就是需要ARM確認(rèn)，因?yàn)檫@涉及到分賬——即便是指令集授權(quán),，依然要向arm支付“ARM稅”,，這也是蘋果公司在A7處理器之后走上了獨(dú)立設(shè)計(jì)的道路，依然要向ARM支付“ARM稅”,，而且“ARM稅”的金額隨著蘋果手機(jī)和平板的熱銷水漲船高,。
由于涉及到ARM標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，違反美國(guó)出口管制法律,。在違反主權(quán)國(guó)家法律的情況下,，還要看該國(guó)有沒(méi)有管轄權(quán)。
就美國(guó)長(zhǎng)臂管轄來(lái)說(shuō),，條件是使用美國(guó)技術(shù)高于25%美國(guó)就有管轄權(quán),。此前臺(tái)積電也表示使用美國(guó)技術(shù)低于25%。但問(wèn)題在于25%這個(gè)比例是如何計(jì)算的,，由于臺(tái)積電的設(shè)備大量來(lái)自ASML,、應(yīng)用材料，科林,、科壘,，采購(gòu)設(shè)備的時(shí)候都是簽了協(xié)議的。
一些工藝和技術(shù)也需要西方授權(quán)或合作開發(fā),，一旦美國(guó)進(jìn)一步施壓,，“嚴(yán)格”美國(guó)技術(shù)的比例，臺(tái)積電很可能像制裁中興那次那樣頂不住壓力，拒絕接單,。
一旦發(fā)生這種情況,，華為的ARM芯片將全面休克。
鐵流認(rèn)為,，川普是在打王八拳,，雖然各種“梭哈”看起來(lái)氣勢(shì)洶洶，但根本打不到要害,。因而鐵流一直認(rèn)為川普其實(shí)是以中興和華為作為“人質(zhì)”,，要求中國(guó)拿真金白銀來(lái)?yè)Q。此前兩國(guó)領(lǐng)導(dǎo)G20碰面后,，川普宣布松綁華為,，中國(guó)宣布開放金融、鐵路和礦產(chǎn),，鐵流覺(jué)得有點(diǎn)像交易,。只不過(guò)川普胃口大，經(jīng)常話說(shuō)了又不算,，繼續(xù)漫天要價(jià),。
另外，此前臺(tái)積電一直給華為代工,，一方面可能是中興事件后大陸吸取教訓(xùn)統(tǒng)戰(zhàn)的成果,，也有可能是臺(tái)積電為了商業(yè)利益裝瞎賺錢。其實(shí),，不少體制內(nèi)單位不少芯片就是通過(guò)某種方式,，在臺(tái)積電流片的。按照西方一貫的做法,，是不能給這些用在特殊裝備的芯片提供代工服務(wù)的,，但結(jié)果卻是，臺(tái)積電裝瞎賺錢,，還養(yǎng)活了不少處于灰色地帶的中間人,。但這種形態(tài)不是常態(tài)，一旦川普認(rèn)清局勢(shì),，對(duì)臺(tái)積電施加高壓,，以臺(tái)灣當(dāng)局“崇美媚日”的本性，華為的流片渠道不容樂(lè)觀,。
也許有人說(shuō),，臺(tái)積電不接單，不是還有中芯國(guó)際么,。先不提中芯國(guó)際在技術(shù)上和臺(tái)積電有不小差距,。上次制裁中興時(shí)候，臺(tái)積電不接單，中興找了大陸兩家數(shù)一數(shù)二的晶圓廠,，結(jié)果這兩家廠商也不敢接單,，原因就在于采購(gòu)國(guó)外設(shè)備的時(shí)候簽了各種限制性協(xié)議。
不過(guò),，這也不能全怪境內(nèi)晶圓廠“缺鈣”,，再往上推一步，問(wèn)題還是出在國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備不如歐美,。應(yīng)用材料,、ASML、東京電子,、科林,、科壘等美歐日廠商占據(jù)統(tǒng)治地位，國(guó)內(nèi)設(shè)備廠商雖然在局部有亮點(diǎn),，但總體上步履維艱,。
EDA和流片渠道需要大陸廠商攜手共進(jìn)
EDA工具和國(guó)外差距大，一方面固然有國(guó)外起步早的先發(fā)優(yōu)勢(shì),。另一方面,，也需要整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈攜手共進(jìn)。使用XX版EDA工具只是權(quán)宜之計(jì),。國(guó)內(nèi)單位應(yīng)對(duì)正視問(wèn)題，齊心協(xié)力一起把國(guó)產(chǎn)EDA工具一點(diǎn)一點(diǎn)做強(qiáng),。
開發(fā)出性能優(yōu)越的EDA工具,，一方面要有良好的算法，這對(duì)數(shù)學(xué)要求很高,。而由于數(shù)學(xué)這類純理論不賺錢,，很多數(shù)學(xué)人才紛紛改行去來(lái)錢快的行業(yè)。另一方面需要和工藝相結(jié)合,。
雖然在算法方面有可能取得一定的技術(shù)突破,，但EDA設(shè)計(jì)的后端工具要和工藝相結(jié)合，但國(guó)內(nèi)自主工藝很少有深亞微米的工藝,。目前境內(nèi)晶圓廠最先進(jìn)的工藝線都是引進(jìn)的,，還簽署一定限制條款。
正如國(guó)家要發(fā)展必然離不開完善的基礎(chǔ)建設(shè),，這是發(fā)展的基礎(chǔ),，EDA工具的研發(fā)進(jìn)步就需要國(guó)內(nèi)自主研發(fā)的制造工藝做基礎(chǔ)，由于沒(méi)有自主研發(fā)的先進(jìn)制造工藝,，所以和工藝結(jié)合的那部分就根本不可能取得技術(shù)突破,。
那如果有了自主研發(fā)的先進(jìn)工藝，就能夠開發(fā)出良好的EDA工具了么？事情沒(méi)這么簡(jiǎn)單,。即便有了自主研發(fā)的先進(jìn)工藝,，撇開工藝結(jié)合，光在算法技術(shù)上和國(guó)外三巨頭的差距也很遠(yuǎn),。而且算法和工藝相結(jié)合很難,，需要非常高深的數(shù)學(xué)理論，這是目前國(guó)內(nèi)很難做到的,。
另外,，技術(shù)發(fā)展也離不開商業(yè)因素，愿意采購(gòu)華大九天產(chǎn)品的公司相對(duì)偏少,，而EDA工具的成熟,，離不開IC設(shè)計(jì)公司的大規(guī)模應(yīng)用。在國(guó)外三巨頭占有統(tǒng)治地位的情況下,，會(huì)導(dǎo)致國(guó)產(chǎn)EDA陷入惡性循環(huán)——產(chǎn)品有差距導(dǎo)致客戶少,，客戶少加劇產(chǎn)品差距。就國(guó)產(chǎn)EDA工具而言,，短期還看不到趕超西方的可能性,。
因此，國(guó)產(chǎn)EDA工具的成長(zhǎng)和發(fā)展,，必須依賴IC設(shè)計(jì),、IC制造單位或公司的鼎立協(xié)助，只有大家協(xié)同形成合力,，才有希望追趕國(guó)外EDA三大廠,。這個(gè)過(guò)程會(huì)比較慢，可能很多年才能實(shí)現(xiàn),。
流片渠道也是類似,，當(dāng)下境內(nèi)晶圓廠的先進(jìn)工藝是引進(jìn)的，設(shè)備大多從外商購(gòu)買,，這使其遭遇政治風(fēng)險(xiǎn)時(shí),，沒(méi)準(zhǔn)又會(huì)“缺鈣”。要解決這個(gè)問(wèn)題,，也需要國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備廠商,、設(shè)計(jì)廠商和制造廠商共同努力，在一些對(duì)性能要求不高的芯片上,，以犧牲芯片性能為代價(jià),，換取國(guó)產(chǎn)化含金量，建設(shè)紅色產(chǎn)業(yè)鏈,，實(shí)現(xiàn)獨(dú)立自主,，自立根生,。