摘要：
本文在呈現(xiàn)國外EDA巨頭競(jìng)爭(zhēng)史,，國內(nèi)EDA現(xiàn)狀,，EDA發(fā)展潮流之際,，提出了中國EDA產(chǎn)業(yè)發(fā)展在EDA技術(shù)潮流中可能遇到的風(fēng)險(xiǎn),，避免成為又一個(gè)時(shí)代的EDA之殤,。
最近,，缺芯漲價(jià)成了半導(dǎo)體芯片行業(yè)的主要話題,，然而在芯片業(yè)存在著：架構(gòu),、EDA,、代工制造的技術(shù)鏈。現(xiàn)在我們來回顧這個(gè)技術(shù)鏈中的EDA的發(fā)展史,。
EDA：Eletronic Design Automation,，芯片設(shè)計(jì)的必備工具，今天的EDA高端領(lǐng)域,，由Cadence,，Synopsys，Mentor Graphics（現(xiàn)已改名：Siemens EDA,，即西門子EDA）“三分天下”,。其實(shí)，EDA自從晶體管被發(fā)明,，然后進(jìn)化到IC集成電路以后,，EDA就是一個(gè)高效設(shè)計(jì)芯片的非常必要的工具軟件。
國外EDA發(fā)展與競(jìng)爭(zhēng)史
上世紀(jì)七八十年代,，那個(gè)時(shí)候的計(jì)算機(jī)286才剛剛出現(xiàn)（1982年2月1日）,，EDA的領(lǐng)頭羊是Calma，Computer Vision與Applicon,。但是很快,，從八十年代中開始，另外三家公司Mentor Graphics,，Daisy,，Valid占有了市場(chǎng)的最大份額,。
1988年，SDA與另外一家EDA公司ECAD合并,，并更名為Cadence,，也就是現(xiàn)在EDA三巨頭之一。
在當(dāng)時(shí)的技術(shù)狀況下,，粗略劃分,，可以將EDA的CAD市場(chǎng)分為三部份：前端技術(shù)（frontend，包括Verilog等的模擬與器件組合）,，后端技術(shù)（backend,，包括Place&Routing芯片布局與繞線），驗(yàn)證技術(shù)（DRC/LVS等）,。
90年代初,，EDA的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)慘烈,，留下來的巨頭只有兩個(gè)：Synopsys（目前三大EDA巨頭之一的新思）和Cadence（目前三大EDA巨頭之一）,。新思基本壟斷了前端技術(shù)，占有其中將近六成的市場(chǎng),；Cadence基本壟斷了后端技術(shù)與驗(yàn)證技術(shù),，占有其中將近八成的市場(chǎng)。其它的EDA公司雖然生存著,，市場(chǎng)份額與利潤都舉步艱難,。
不過正如EDA的初期發(fā)展史一樣，表面平靜的局面后面將是殘酷的競(jìng)爭(zhēng),。
1991年初,，Cadence幾位雇員辭職離開，自己組成了一家新的EDA軟件公司Arcsys,。
1992年底,，Cadence總裁卡斯特羅決定開啟針對(duì)Arcsys的戰(zhàn)爭(zhēng)。
卡斯特羅是一位技術(shù)狂熱者,，七十年代就讀于耶魯大學(xué),，后在柏克利大學(xué)攻讀物理學(xué)位，后來放棄了對(duì)博士學(xué)位,，轉(zhuǎn)入電子行業(yè),，在1986年成為SDA（Cadence前身）的總裁。
Arcsys盡管被Cadence提起訴訟,，在市場(chǎng)和技術(shù)等領(lǐng)域也同時(shí)發(fā)起針鋒相對(duì)的競(jìng)爭(zhēng),。但Arcsys在1995年6月成功上市，并于同年11月宣布與做驗(yàn)證技術(shù)的ISS合并,，加強(qiáng)公司的競(jìng)爭(zhēng)能力 ,，合并后，公司取名阿凡提（Avanti）。阿凡提上市后風(fēng)頭和業(yè)績(jī)均蓋過Cadence,。
后來,，經(jīng)過一系列漫長的官司和多次反轉(zhuǎn)，Cadence終于贏了,。阿凡提遭遇的官司與罰款不斷,。結(jié)局導(dǎo)致雙輸，卡斯特羅在1997年黯然離開Cadence和EDA領(lǐng)域,，阿凡提最終也被收購,，成為上世紀(jì)EDA時(shí)代之殤。
2001年,，EDA市場(chǎng)局面由四大金剛壟斷：
Cadence：銷售額15億美金,；
Synopsys：9億美金；
Mentor Graphics：約7億美金,；
Avanti,，約四4億美金；
阿凡提官司失敗后處于絕望邊緣,，在2001年12月3日,，被Synopsys以八億美金收購。
從此,，EDA的市場(chǎng)一直由Cadence,、Synopsys、Mentor Graphics三分天下至今,。
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國內(nèi)EDA現(xiàn)狀
由于電子計(jì)算機(jī)和IC行業(yè)最初發(fā)源,、興起于美國,，自然，中國的EDA起步較晚,，在七八十年代幾乎沒有這方面的研究,，90年代成熟之后我們更是采用拿來主義，沒有進(jìn)行大的研發(fā)投入,。
1,、中國EDA發(fā)展歷程
全球EDA產(chǎn)業(yè)發(fā)展史及未來
EDA行業(yè)三大巨頭在全球市場(chǎng)上處于壟斷的同時(shí)較早就開始在華布局，在政策,、雄厚資金和大量研發(fā)投入的支持下,，他們占據(jù)著中國EDA產(chǎn)業(yè)約90%的份額。
2002年中國開始有了起步,，但直到2010年前后,，才開始有大量公司涌現(xiàn)進(jìn)入EDA領(lǐng)域,，鉆研和專注下游細(xì)分市場(chǎng)。
上圖的公司可能不全,，如有遺漏,，請(qǐng)聯(lián)系主編微信號(hào)Aspencore9補(bǔ)充。
目前國內(nèi)十大EDA公司如華大九天,、杭州廣立微,、蘇州芯禾、湖北九同方,、天津藍(lán)海微,、概倫電子、蘇州珂晶達(dá),、深圳鴻芯微納,、成都奧卡思微電、杭州行芯（排名不分先后）等本土企業(yè)已經(jīng)在加快布局,。
在美國禁令之后,，華為EDA軟件受限，于是開啟了EDA投資之旅,。
2020年12月,，華為投資九同方微電子有限公司,，其開發(fā)重點(diǎn)是IC設(shè)計(jì)芯片的云端模式,；
2021年2月，華為27億投資EDA軟件公司無錫飛譜電子,，重點(diǎn)針對(duì)射頻,、天線、毫米波等電磁領(lǐng)域,。
2021年3月,，華為旗下哈勃科技投資上海立芯，持股比例為20%,。其專注物理設(shè)計(jì)和邏輯綜合等集成電路電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化工具開發(fā),。
2、中國EDA人才困局
根據(jù)國內(nèi)多個(gè)權(quán)威媒體在2020年的報(bào)道,，全球EDA從業(yè)人員約2.5萬人,，但國內(nèi)所有公司加在一起從事EDA工作的人員在1500人左右，與國外大型EDA企業(yè)公司擁有上萬人相比,，差距顯而易見,。這里值得注意的是，我國所有EDA公司的研發(fā)人員在1500人上下（當(dāng)然,，到2021年研發(fā)隊(duì)伍已迅速壯大）,。
而培養(yǎng)一個(gè)EDA人才需要10年以上,。一個(gè)經(jīng)驗(yàn)豐富的EDA人員，需要經(jīng)歷如下四個(gè)階段：
A.高校專業(yè)理論階段：4-5年,；
B.企業(yè)初步實(shí)踐階段：2-3年,；
C.項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)獲取階段：2-3年；
D.理論實(shí)踐提升階段：n年,。逐步理解了EDA領(lǐng)域內(nèi)產(chǎn)品和技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn),，在后續(xù)的項(xiàng)目開發(fā)中不斷提升EDA的水平和技能。
其中第4階段是一個(gè)需要天賦,、機(jī)遇與努力并存的階段,，即使經(jīng)歷了前期3個(gè)階段的磨練，也不一定能做出一個(gè)成功的產(chǎn)品,。國內(nèi)之所以有很多研發(fā)人員不愿意加入EDA領(lǐng)域,，主要原因就是：我即使付出了10年以上的努力，也不一定能夠做出成功的產(chǎn)品,，自己在職業(yè)生涯成功的概率較低,，風(fēng)險(xiǎn)較大。
3,、中國EDA產(chǎn)業(yè)好消息
不過,，2021年，中國EDA產(chǎn)業(yè)的好消息不斷：
1月13日,，華大九天擬首次公開發(fā)行股票并在創(chuàng)業(yè)板上市,；
1月19日，概倫電子在上海證監(jiān)局進(jìn)行了輔導(dǎo)備案,，計(jì)劃在科創(chuàng)板掛牌上市,；
1月27日，國微思爾芯與中金公司簽署了輔導(dǎo)協(xié)議,，計(jì)劃在科創(chuàng)板上市,。
中國A股EDA第一股的誕生指日可待。
華為短短三個(gè)多月投資了三家EDA公司,；中芯聚源也布局了三家EDA公司（廣立微,、芯和、芯華章）,；興橙資本投資了兩家EDA公司（概倫,、東方晶源）。
整體來看,，全球2020年第三季度EDA行業(yè)營收增長15%,，達(dá)到 29.539 億美元，其中亞太地區(qū)（APAC）增長 26.4%,。
EDA發(fā)展潮流
在中國EDA市場(chǎng)呈現(xiàn)出一片欣欣向榮的景象之際,，技術(shù)領(lǐng)域,，也出現(xiàn)了新的發(fā)展潮流。
1,、EDA云端化
也就是云計(jì)算+EDA,，當(dāng)下，EDA供應(yīng)商已經(jīng)開始在線提供他們的工具和軟件,。全球互聯(lián)網(wǎng)普及率的提高使?jié)撛诳蛻艨梢暂p松地在線訪問這些工具,，并使用它們來設(shè)計(jì)和制造芯片。這樣,，由于降低了TCO和基礎(chǔ)設(shè)施成本以適應(yīng)這些工具,，公司的資本支出減少了。這也有助于改善SCM,，因?yàn)榻?jīng)銷商和分銷商的總數(shù)大大減少了,。
▲ Cadence提供的云服務(wù)
2、EDA AI化
人工智能+EDA ：芯片敏捷設(shè)計(jì)是未來發(fā)展的一個(gè)主要方向,，深度學(xué)習(xí)等算法能夠提高EDA軟件的自主程度,，提高IC設(shè)計(jì)效率，縮短芯片研發(fā)周期,。
具體操作包括擴(kuò)展設(shè)計(jì)平臺(tái),，加快TTR，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的新水平,，并在數(shù)字和定制設(shè)計(jì)中設(shè)置新的質(zhì)量結(jié)果（QoR）標(biāo)準(zhǔn),。加速時(shí)序驗(yàn)證。
據(jù)Cadence的報(bào)告顯示,，機(jī)器學(xué)習(xí)在EDA的應(yīng)用可以分為四個(gè)方面：數(shù)據(jù)快速提取模型,；布局中的熱點(diǎn)檢測(cè),；布局和線路,；電路仿真模型。Cadence致力于研究將機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用在Virtuoso平臺(tái)上,，并參與了ERI中智能設(shè)計(jì)芯片項(xiàng)目,。
EDA之殤
然而，當(dāng)中國的EDA產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展之際,，可能依然存在著很多風(fēng)險(xiǎn),，甚至說可能是陷阱。在中美科技戰(zhàn)的未知局面之下,，尤其體現(xiàn)在知識(shí)產(chǎn)權(quán),、以及上面的潮流化趨勢(shì)之中。
1,、EDA知識(shí)產(chǎn)權(quán)之爭(zhēng)
伴隨著美國IC產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程的EDA世紀(jì)之爭(zhēng)的發(fā)展競(jìng)爭(zhēng)史,，其實(shí)也是一部知識(shí)產(chǎn)權(quán)之爭(zhēng)的歷史,。沒有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的EDA軟件在發(fā)展初期可能不會(huì)出現(xiàn)大的問題，但是一旦威脅到行業(yè)和巨頭地位的時(shí)候,，就可能遭受這類問題的致命一擊,。
就像阿凡提最終慘遭巨額索賠罰款，不得不被收購一樣,，如果是更為殘酷的國際之間的競(jìng)爭(zhēng),，可能更像華為手機(jī)芯片被美國封殺，其對(duì)應(yīng)的市場(chǎng)遭遇斷崖式下滑,。而EDA軟件是一個(gè)單一產(chǎn)業(yè),，不可能像華為的多元化能夠在遭遇危機(jī)時(shí)抗風(fēng)險(xiǎn)能力依然很強(qiáng)。
2,、EDA云端化是一把雙刃劍
EDA云端化表面上看來能夠?yàn)榭蛻籼貏e是中小客戶節(jié)省費(fèi)用,，帶來方便等等諸多便利。但是一旦整個(gè)EDA行業(yè)全面上云,，不僅僅數(shù)據(jù)上云,，功能也上云之后，其風(fēng)險(xiǎn)將急劇增大,。
當(dāng)年美國制裁中興通訊時(shí),，要求封禁中興的EDA軟件IP，停止軟件升級(jí),，使中興購買的軟件無法使用,。
2017年3月7日，中興與美國商務(wù)部達(dá)成和解,，中興同意支付約8.9億美元罰金,，中興通訊得以緩解壓力。2018年4月16日,，美國商務(wù)部指稱中興通訊于2016年11月和2017年7月呈交美國政府函件中作出虛假陳述,，禁令再次啟動(dòng)。2018年5月22日,，特朗普在白宮會(huì)見媒體時(shí)表示,，初步確定對(duì)中興通訊處以13億美元巨額罰款以及更換公司領(lǐng)導(dǎo)層和董事會(huì)的處罰，作為放松對(duì)該公司長達(dá)七年禁令的條件,。
2019年美國開始制裁華為,，到2020年華為已經(jīng)不能使用包含美國技術(shù)的任何軟硬件產(chǎn)品，包括三巨頭的EDA軟件,。不像中興通訊,，美國沒有給華為任何松動(dòng)制裁的跡象。
華為,、中興通訊等巨頭是國際化企業(yè),，被制裁必然尋求正規(guī)化解決途徑,。
如果中高端、上下游所有EDA軟件全部云端化,，那么對(duì)于中小型企業(yè)來說,，其風(fēng)險(xiǎn)不言自明。假如有一天遭遇更嚴(yán)峻的科技領(lǐng)域的制裁對(duì)抗,，那么只需要一個(gè)指令,，所有中小企業(yè)可能在數(shù)秒之內(nèi)被EDA斷網(wǎng)，遭遇數(shù)據(jù)無法下載,，功能無法使用的局面,。
3、EDA的AI化,，ML化的現(xiàn)實(shí)
EDA的AI化,、ML（機(jī)器學(xué)習(xí)）化，必然是以大量的數(shù)據(jù)和用例作為基礎(chǔ)才可能實(shí)現(xiàn),，對(duì)于中國EDA產(chǎn)業(yè)才剛剛蓬勃興起的階段,，顯然缺乏豐富的數(shù)據(jù)作為支撐。而這個(gè)時(shí)候,，如果我們一味追求AI化,，就會(huì)進(jìn)入為AI而AI的尷尬局面。
結(jié)語
在談到EDA的未來發(fā)展時(shí),，為什么不說EDA的云端化和AI化是一個(gè)技術(shù)趨勢(shì),，而只是一種潮流，就是因?yàn)檫@可能是另一個(gè)為市場(chǎng)營造的技術(shù)壁壘或者說是陷阱,。如果中國作為當(dāng)前最大的增長市場(chǎng),，也一味的追求，或者過早的接受云端化,、AI化這種技術(shù)時(shí)尚,，那么，當(dāng)我們本身的技術(shù)無法追趕上這個(gè)潮流的時(shí)候,，將可能被巨浪拍在沙灘上,。
當(dāng)然，我們相信國內(nèi)EDA軟件產(chǎn)業(yè)的智慧,，不會(huì)成為下一個(gè)EDA時(shí)代之殤。