日前，當(dāng)被問及華為和美國Synopsys、Cadence、Mentor三家EDA公司（提供芯片設(shè)計的工具）的合作時，華為輪值董事長徐直軍坦言，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，即使沒有工具，也可以生產(chǎn)出芯片，當(dāng)然對我們有挑戰(zhàn)，效率不會那么高了，也不會那么輕松了。英特爾70年代就生產(chǎn)CPU了，這些公司都還沒有成立。
媒體還報道，徐志軍還表示，華為獲得了ARM公司V8永久授權(quán)，對芯片設(shè)計沒有影響。
鐵流認(rèn)為，徐直軍的表示充滿了樂觀主義精神，也有很強的安慰客戶和大眾，堅定公司內(nèi)外信心的考量，EDA工具和ARM V8指令集授權(quán)的問題都不像他說的那么簡單。
什么是EDA工具
EDA工具是電子設(shè)計自動化（Electronic Design Automation）的簡稱，是從計算機輔助設(shè)計（CAD）、計算機輔助制造（CAM）、計算機輔助測試（CAT）和計算機輔助工程（CAE）的概念發(fā)展而來的。利用EDA工具，工程師將芯片的電路設(shè)計、性能分析、設(shè)計出IC版圖的整個過程交由計算機自動處理完成。
由于上世紀(jì)六十七年代，集成電路的復(fù)雜程度相對偏低，這使得工程師可以依靠手工完成集成電路的設(shè)計、布線等工作。但隨著集成電路越來越復(fù)雜，完全依賴手工越來越不切實際，工程師們只好開始嘗試將設(shè)計過程自動化，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》提出了通過編程語言來進行芯片設(shè)計的新思想,加上集成電路邏輯仿真、功能驗證的工具的日益成熟，使得工程師們可以設(shè)計出集成度更高且更加復(fù)雜的芯片。
1986年，硬件描述語言Verilog問世，Verilog語言是現(xiàn)在最流行的高級抽象設(shè)計語言。1987年，VHDL在美國國防部的資助下問世。這些硬件描述語言的問世助推了集成電路設(shè)計水平的提升。隨后，根據(jù)這些語言規(guī)范產(chǎn)生的各種仿真系統(tǒng)迅速被推出，這使得設(shè)計人員可對設(shè)計的芯片進行直接仿真。隨著技術(shù)的進步，設(shè)計項目可以在構(gòu)建實際硬件電路之前進行仿真，芯片布線布局對人工設(shè)計的要求和出錯率也不斷降低。
時至今日，盡管所用的語言和工具仍然不斷在發(fā)展，但是通過編程語言來設(shè)計、驗證電路預(yù)期行為，利用工具軟件綜合得到低抽象級物理設(shè)計的這種途徑，仍然是數(shù)字集成電路設(shè)計的基礎(chǔ)。一位從事CPU設(shè)計的工程師表示，“在沒有EDA工具之前，搞電路要靠人手工，對于大規(guī)模集成電路有上億晶體管的設(shè)計用手工簡直是不可為的......可以說有了EDA工具，才有了超大規(guī)模集成電路設(shè)計的可能”。
三大廠壟斷EDA工具
中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會IC設(shè)計分會理事長、清華大學(xué)微電子所所長魏少軍曾表示，“我們要改變以往那種使用先進工藝就代表是先進水平的錯誤認(rèn)識，Intel用0.13微米工藝能作出2GHz而我們要用45nm才能實現(xiàn)，這就是差距...... 快速提升我們自己的IC基礎(chǔ)設(shè)計能力迫在眉睫，這是改變目前中國IC設(shè)計業(yè)嚴(yán)重依賴EDA工具和制造工藝才能實現(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SoC設(shè)計的同質(zhì)化”。
清華大學(xué)微電子所所長魏少軍提到的“依賴并濫用IP則導(dǎo)致了中國SoC設(shè)計的同質(zhì)化”指的是國內(nèi)眾多IC設(shè)計公司大多依賴于ARM的IP授權(quán)開發(fā)SOC，由于都是購買ARM的Cortex A53、A72、A73等產(chǎn)品，同質(zhì)化是必然的。
“中國IC設(shè)計業(yè)嚴(yán)重依賴EDA工具和制造工藝才能實現(xiàn)芯片性能提升的根本途徑”指的是很多中國國產(chǎn)SOC/CPU性能的提升嚴(yán)重依賴于購買更好的EDA工具和采用更好的制造工藝。對于依賴更好的制造工藝和嚴(yán)重依賴國外IP，因不屬于本文范圍不做討論，重點說下中國在EDA工具上完全依賴國外產(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)在不是一個數(shù)量級的。誠然，華大九天也想在某些點工具上做些突破，但就整體技術(shù)實力而言差距很大。
目前，國內(nèi)根本沒有深亞微米的EDA成體系的設(shè)計平臺。正是因為國內(nèi)從事EDA工具開發(fā)的公司在Synopsys、Cadence、Mentor面前實力過于懸殊，國內(nèi)IC設(shè)計公司幾乎100%采用國外EDA工具。而且在一段時間里，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)險和影響
徐志軍表示：“在歷史上，即使沒有工具，也可以生產(chǎn)出芯片，當(dāng)然對我們有挑戰(zhàn)，效率不會那么高了，也不會那么輕松了。英特爾70年代就生產(chǎn)CPU了，這些公司都還沒有成立”。
誠然，英特爾在70年代可以不依賴Synopsys、Cadence、Mentor的工具設(shè)計和制造芯片，但問題是，英特爾在70年代設(shè)計和制造的是性能異常差的芯片，性能差到什么程度呢？
想必大家對童年時代的386、486、586學(xué)習(xí)機還有印象吧，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博物館之外，其他的芯片基本可以直接進廢品收購站。
還必須指出的是，華為只做Fabless，做SoC設(shè)計，關(guān)鍵IP購買自ARM，代工依賴臺積電，不可能像英特爾那樣一條龍打通。因而要融入西方國家制定的標(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)計的工程師表示，“在沒有EDA工具之前，搞電路要靠人手工，對于大規(guī)模集成電路有上億晶體管的設(shè)計用手工簡直是不可為的......可以說有了EDA工具，才有了超大規(guī)模集成電路設(shè)計的可能”。
那么，國內(nèi)有沒有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情緒說瞎話。
不過，EDA工具并非致命的卡脖子關(guān)口，其實也有應(yīng)對手段，那就是用XX版的。只不過用XX版的EDA工具可能會影響企業(yè)名聲，以及無法升級制造工藝了。
考慮到摩爾定律已經(jīng)放緩，無法使用更好工藝的負(fù)面影響就被降低了。
臺積電才是關(guān)鍵命門
在采訪中，仿佛EDA是命門，誠然，如果不考慮XX版的因素，確實挺麻煩，但真的不要臉起來，依靠XX版還是可以過日子的。
其實，華為真正的命門不在EDA，而在臺積電。
以華為的ARM芯片來說。徐直軍表示擁有ARM V8永久授權(quán)。就IP授權(quán)來說，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，一直沒有定論。
鐵流聽到兩種觀點，一種如徐直軍所言。另一種是法律界朋友的說法，誠然，這僅是一家之言，僅供參考。
這位朋友表示，商業(yè)行為不能違背國家法律，違背主權(quán)國家法律的商業(yè)合同自始無效。而知識產(chǎn)權(quán)，標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證這些都在美國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。臺積電在代工ARM芯片時有一個環(huán)節(jié)，就是需要ARM確認(rèn)，因為這涉及到分賬——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立設(shè)計的道路，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，違反美國出口管制法律。在違反主權(quán)國家法律的情況下，還要看該國有沒有管轄權(quán)。
就美國長臂管轄來說，條件是使用美國技術(shù)高于25%美國就有管轄權(quán)。此前臺積電也表示使用美國技術(shù)低于25%。但問題在于25%這個比例是如何計算的，由于臺積電的設(shè)備大量來自ASML、應(yīng)用材料，科林、科壘，采購設(shè)備的時候都是簽了協(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)，一旦美國進一步施壓，“嚴(yán)格”美國技術(shù)的比例，臺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”看起來氣勢洶洶，但根本打不到要害。因而鐵流一直認(rèn)為川普其實是以中興和華為作為“人質(zhì)”，要求中國拿真金白銀來換。此前兩國領(lǐng)導(dǎo)G20碰面后，川普宣布松綁華為，中國宣布開放金融、鐵路和礦產(chǎn)，鐵流覺得有點像交易。只不過川普胃口大，經(jīng)常話說了又不算，繼續(xù)漫天要價。
另外，此前臺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，也有可能是臺積電為了商業(yè)利益裝瞎賺錢。其實，不少體制內(nèi)單位不少芯片就是通過某種方式，在臺積電流片的。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，對臺積電施加高壓，以臺灣當(dāng)局“崇美媚日”的本性，華為的流片渠道不容樂觀。
也許有人說，臺積電不接單，不是還有中芯國際么。先不提中芯國際在技術(shù)上和臺積電有不小差距。上次制裁中興時候，臺積電不接單，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，原因就在于采購國外設(shè)備的時候簽了各種限制性協(xié)議。
不過，這也不能全怪境內(nèi)晶圓廠“缺鈣”，再往上推一步，問題還是出在國產(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，國內(nèi)設(shè)備廠商雖然在局部有亮點，但總體上步履維艱。
EDA和流片渠道需要大陸廠商攜手共進
EDA工具和國外差距大，一方面固然有國外起步早的先發(fā)優(yōu)勢。另一方面，也需要整個產(chǎn)業(yè)鏈攜手共進。使用XX版EDA工具只是權(quán)宜之計。國內(nèi)單位應(yīng)對正視問題，齊心協(xié)力一起把國產(chǎn)EDA工具一點一點做強。
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)計的后端工具要和工藝相結(jié)合，但國內(nèi)自主工藝很少有深亞微米的工藝。目前境內(nèi)晶圓廠最先進的工藝線都是引進的，還簽署一定限制條款。
正如國家要發(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)進步就需要國內(nèi)自主研發(fā)的制造工藝做基礎(chǔ)，由于沒有自主研發(fā)的先進制造工藝，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)的先進工藝，就能夠開發(fā)出良好的EDA工具了么？事情沒這么簡單。即便有了自主研發(fā)的先進工藝，撇開工藝結(jié)合，光在算法技術(shù)上和國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，愿意采購華大九天產(chǎn)品的公司相對偏少，而EDA工具的成熟，離不開IC設(shè)計公司的大規(guī)模應(yīng)用。在國外三巨頭占有統(tǒng)治地位的情況下，會導(dǎo)致國產(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。就國產(chǎn)EDA工具而言，短期還看不到趕超西方的可能性。
因此，國產(chǎn)EDA工具的成長和發(fā)展，必須依賴IC設(shè)計、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，才有希望追趕國外EDA三大廠。這個過程會比較慢，可能很多年才能實現(xiàn)。
流片渠道也是類似，當(dāng)下境內(nèi)晶圓廠的先進工藝是引進的，設(shè)備大多從外商購買，這使其遭遇政治風(fēng)險時，沒準(zhǔn)又會“缺鈣”。要解決這個問題，也需要國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備廠商、設(shè)計廠商和制造廠商共同努力，在一些對性能要求不高的芯片上，以犧牲芯片性能為代價，換取國產(chǎn)化含金量，建設(shè)紅色產(chǎn)業(yè)鏈，實現(xiàn)獨立自主，自立根生。