“相比先進(jìn)芯片制造上的‘卡脖子’,,我更關(guān)注我國(guó)在芯片設(shè)計(jì)軟件上的受制于人,,它是‘卡脖子中的卡脖子’,。我國(guó)可以更大力度發(fā)展這一領(lǐng)域,?!焙茧娬憬⌒畔⒒l(fā)展研究院(浙江省首批新型重點(diǎn)專業(yè)智庫)執(zhí)行院長(zhǎng)辛金國(guó)教授,,日前在給相關(guān)政府部門的決策建議中著重提出,。
相比光刻機(jī),EDA軟件“更要命”
2020年5月,,美國(guó)將北京計(jì)算機(jī)科學(xué)研究中心,、北京高壓科學(xué)研究中心、哈爾濱工程大學(xué),、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等33家高校院所和企業(yè)列入實(shí)體清單,,同時(shí)對(duì)華為的芯片產(chǎn)業(yè)進(jìn)行全面限制升級(jí),首當(dāng)其沖的就是芯片設(shè)計(jì)的上游EDA軟件,。
集成電路產(chǎn)業(yè)鏈,,主要包括芯片設(shè)計(jì)工具、芯片設(shè)計(jì),、芯片制造,,現(xiàn)在國(guó)內(nèi)公眾層面比較關(guān)注設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域,華為海思芯片一度大出風(fēng)頭,,而臺(tái)積電受制美國(guó)不能為華為芯片代工,,更是讓荷蘭ASML(阿斯麥爾)生產(chǎn)的高端光刻機(jī)成為網(wǎng)紅。其實(shí),,中國(guó)在集成電路產(chǎn)業(yè)鏈的最上游EDA軟件上“更要命”,。
“芯片設(shè)計(jì)分為前端設(shè)計(jì)(也稱邏輯設(shè)計(jì))和后端設(shè)計(jì)(也稱物理設(shè)計(jì)),兩者并沒有統(tǒng)一嚴(yán)格的界限,,涉及到與工藝有關(guān)的設(shè)計(jì)就是后端設(shè)計(jì),。芯片設(shè)計(jì)需要大型工業(yè)軟件作為工具,也就是EDA,,它的全稱是Electronic Design Automation,,即電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化,。設(shè)計(jì)芯片時(shí)工程師會(huì)用程式碼規(guī)劃芯片功能,再透過EDA 工具讓程式碼轉(zhuǎn)換成實(shí)際的電路設(shè)計(jì)圖,。華為海思的工程師,,設(shè)計(jì)芯片時(shí)也得用EDA軟件,而其來源主要是美國(guó)的大公司,。隨著使用權(quán)到期,,芯片設(shè)計(jì)也面臨著‘被卡脖子’,換句話說,,華為海思的數(shù)萬工程師,,也面臨著‘打仗沒有武器’?!焙茧婋娮有畔W(xué)院CAD所所長(zhǎng)劉軍教授表示,,作為“芯片之母”的EDA,是芯片設(shè)計(jì)上游的產(chǎn)業(yè),,正成為國(guó)內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)鏈最為薄弱的環(huán)節(jié),。
國(guó)內(nèi)EDA研發(fā)人員“不足千人”
我國(guó)在EDA軟件領(lǐng)域也有過重大突破。國(guó)家在1986年動(dòng)員了全國(guó)多家單位的專家齊聚原北京集成電路設(shè)計(jì)中心,,開發(fā)我國(guó)自有的集成電路計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)——熊貓系統(tǒng),。攻堅(jiān)多年之后,國(guó)產(chǎn)首套EDA熊貓系統(tǒng)終于在1993年面世,。而其中杭州電子科技大學(xué)(當(dāng)時(shí)叫杭州電子工業(yè)學(xué)院)的CAD所貢獻(xiàn)了多位該系統(tǒng)核心研發(fā)人員,。
“但是當(dāng)時(shí)的主流思想是,造不如買,,買不如租,,所以國(guó)產(chǎn)EDA軟件工具在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用并不多,而我國(guó)也因此錯(cuò)過了EDA技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期,?!眲④娬f。
這個(gè)期間,,全球EDA 軟件領(lǐng)域,,出現(xiàn)了Cadence(楷登) 、Synopsys(新思) ,、 Mentor Graphic(明導(dǎo))巨頭企業(yè)三足鼎立的局面,。它們占全球市場(chǎng)的份額超過60%,?!八鼈儽澈蠖加写筚Y金支持,基本都經(jīng)歷過幾十次并購擴(kuò)張,,在市場(chǎng)拼殺中獲得優(yōu)勢(shì)競(jìng)爭(zhēng)地位,。”辛金國(guó)分析道。
2008年,,我國(guó)實(shí)施“核高基”(核心電子器件,、高端通用芯片及基礎(chǔ)軟件產(chǎn)品)重大科技專項(xiàng),EDA領(lǐng)域也迎來了新一輪的國(guó)家支持,。微弱的產(chǎn)業(yè)火種誕生出了華大九天(熊貓系統(tǒng)繼承者),、芯愿景、廣立微,、芯禾科技,、概倫電子等一批優(yōu)質(zhì)企業(yè),國(guó)產(chǎn)EDA再度起航,。
同時(shí),,我國(guó)有20多所大學(xué)從事芯片設(shè)計(jì)方向研究,這20多所學(xué)校中,,復(fù)旦,、清華和浙大應(yīng)該屬于第一檔次;北大,、上海交大,、西安交大屬于第二檔次,剩余高校為第三檔次,。集成電路和系統(tǒng)CAD/EDA技術(shù)的研發(fā),,杭州電子科技大學(xué)具有先發(fā)優(yōu)勢(shì),學(xué)校自80年代成立微電子CAD研究所(電子工業(yè)部直批),,即從事于集成電路CAD/EDA技術(shù)研究,,迄今為止在集成電路設(shè)計(jì),尤其是射頻EDA技術(shù)領(lǐng)域積累豐富經(jīng)驗(yàn),,取得諸多成果,,在國(guó)產(chǎn)集成電路工藝線、華大九天,、華為等公司得到應(yīng)用,。
“集成電路基礎(chǔ)研發(fā),曾經(jīng)很長(zhǎng)一段時(shí)間國(guó)家投入很少,。集舉國(guó)之力攻堅(jiān)光刻機(jī)等集成電路卡脖子難題,,也就是這幾年的事。所幸高??蒲性核诨A(chǔ)研發(fā)最困難的時(shí)期,,留下了一些技術(shù)和人員,星星之火可以燎原,。杭電CAD所也是星星之火,?!眲④姾芨袊@,但他也不無擔(dān)憂,,“國(guó)內(nèi)設(shè)立芯片EDA專業(yè)的高校不多,,全國(guó)從事芯片EDA技術(shù)研發(fā)的人員不超過1千人,而美國(guó)單Cadence一家的研發(fā)人員超過7000人,,Synopsys公司研發(fā)人員則超過5000人,,要追趕他們,留給我們的時(shí)間不多了,?!?/p>
我國(guó)可在EDA上“大展身手”
杭電電子信息學(xué)院院長(zhǎng)李文鈞教授表示,EDA軟件系統(tǒng)是整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的基石,,沒有這個(gè)基石,,全球所有芯片設(shè)計(jì)公司都會(huì)停擺,5000億美元半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的金字塔會(huì)倒塌,。
“業(yè)界有個(gè)著名的集成電路產(chǎn)業(yè)倒金字塔,,全球EDA軟件市場(chǎng)年產(chǎn)值100億美元,半導(dǎo)體設(shè)備(光刻機(jī)等)年產(chǎn)值是幾百億美元,,半導(dǎo)體制造(臺(tái)積電代工等)年產(chǎn)值是幾千億美元,,電子系統(tǒng)年產(chǎn)值是幾萬億美元,娛樂軟件電商大數(shù)據(jù)等數(shù)字經(jīng)濟(jì)年產(chǎn)值是幾十萬億美元,。而沒有了金字塔最底層的EDA軟件系統(tǒng),,上面越來越大的其它產(chǎn)業(yè)都會(huì)歸零?!眲④姺治龅?。
正是因?yàn)镋DA軟件產(chǎn)業(yè)技術(shù)門檻高,而且全球市場(chǎng)年規(guī)模不過100億美元并被三大西方EDA巨頭公司壟斷,,中國(guó)EDA工具企業(yè)發(fā)展維堅(jiān),。不過它們近些年正在成氣候。浙江的廣立微電子為我國(guó)EDA軟件產(chǎn)業(yè)三劍客之一,,基于測(cè)試芯片的軟,、硬件系統(tǒng)產(chǎn)品以及整體解決方案,專為半導(dǎo)體業(yè)界提供性能分析和良率提升方案的領(lǐng)先供應(yīng)商,;位于杭州的國(guó)產(chǎn)EDA代表企業(yè)行芯科技提供用于數(shù)字和模擬芯片后端設(shè)計(jì)的軟件,,是國(guó)際著名大企業(yè)的EDA工具供應(yīng)商?!半S著這兩年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)環(huán)境的變化,,自主國(guó)產(chǎn)軟件的需求越來越強(qiáng)烈,行芯作為國(guó)產(chǎn)高端EDA軟件的供應(yīng)商,,在5G與人工智能時(shí)代,,為廣大集成電路企業(yè)實(shí)現(xiàn)高性能與低功耗芯片設(shè)計(jì)提供了可靠的解決方案,并與國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)上下游的頭部玩家建立起產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,,支撐我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,。”行芯科技創(chuàng)始人賀青博士告訴記者,。
辛金國(guó)建言,,國(guó)家應(yīng)在EDA人才培養(yǎng)上多下功夫,彌補(bǔ)這些年來的人才流失黑洞,,“EDA行業(yè)需求的人才主要是工具軟件開發(fā)人才,、工藝及器件背景的工程師、熟悉IC設(shè)計(jì)流程的工程師,、數(shù)學(xué)家,,就業(yè)范圍窄,過去并不為大學(xué)生所熱衷,,即便杭電這樣的EDA人才培養(yǎng)相對(duì)成熟的學(xué)校,,每年培養(yǎng)的人才也是寥寥,今后國(guó)家應(yīng)該在專業(yè)招生,、專業(yè)建設(shè),、就業(yè)保障等方面多加傾斜?!?/p>
辛金國(guó)同時(shí)建議,,構(gòu)建政、研,、企多方合作的芯片EDA軟件發(fā)展推進(jìn)機(jī)制,。由政府進(jìn)行主導(dǎo),集中力量辦大事,,成立由工信部牽頭,,國(guó)家發(fā)改委、科學(xué)技術(shù)部等有關(guān)部門共同參與,,以及包括行業(yè)企業(yè),、專家學(xué)者組成的芯片EDA軟件技術(shù)發(fā)展指導(dǎo)委員會(huì),及時(shí)研究制定相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展扶持政策,,統(tǒng)籌推進(jìn)該技術(shù)全產(chǎn)業(yè)鏈在我國(guó)的落地和推廣,。可以重點(diǎn)扶持高水平研發(fā)機(jī)構(gòu),,引導(dǎo)清華信息科學(xué)與技術(shù)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室,、之江實(shí)驗(yàn)室等開展芯片EDA軟件基礎(chǔ)理論研發(fā),支持杭州電子科技大學(xué)分別與中國(guó)電子科技集團(tuán)公司,、華大九天合作建設(shè)“電科芯云”杭電子平臺(tái)與“杭電-北京華大九天集成電路EDA技術(shù)研究中心”,,形成面向廣泛的EDA技術(shù)培訓(xùn)中心,、設(shè)計(jì)支撐技術(shù)服務(wù)中心和前瞻技術(shù)研發(fā)中心。
美國(guó)硅谷是芯片EDA軟件開發(fā)的產(chǎn)業(yè)高地,,技術(shù)和人才正在“溢出”,。建議我國(guó)各相關(guān)部門先人一步成立專門芯片EDA軟件開發(fā)招商隊(duì)伍,瞄準(zhǔn)國(guó)際國(guó)內(nèi)芯片EDA軟件領(lǐng)軍企業(yè),、科研院所開展高端精準(zhǔn)招商,,根據(jù)EDA產(chǎn)業(yè)鏈的“斷鏈點(diǎn)”,加快引進(jìn)來自美國(guó)硅谷等地的芯片EDA軟件開發(fā)技術(shù)和高端人才,?!爱?dāng)然了,EDA軟件產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才落戶,、住房,、崗位聘用、職稱評(píng)審,、子女上學(xué)等相關(guān)配套政策也要跟上,。”辛金國(guó)說,。