“相比先進芯片制造上的‘卡脖子’，我更關(guān)注我國在芯片設(shè)計軟件上的受制于人，它是‘卡脖子中的卡脖子’。我國可以更大力度發(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專業(yè)智庫）執(zhí)行院長辛金國教授，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，EDA軟件“更要命”
2020年5月，美國將北京計算機科學(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)列入實體清單，同時對華為的芯片產(chǎn)業(yè)進行全面限制升級，首當(dāng)其沖的就是芯片設(shè)計的上游EDA軟件。
集成電路產(chǎn)業(yè)鏈，主要包括芯片設(shè)計工具、芯片設(shè)計、芯片制造，現(xiàn)在國內(nèi)公眾層面比較關(guān)注設(shè)計和制造領(lǐng)域，華為海思芯片一度大出風(fēng)頭，而臺積電受制美國不能為華為芯片代工，更是讓荷蘭ASML（阿斯麥爾）生產(chǎn)的高端光刻機成為網(wǎng)紅。其實，中國在集成電路產(chǎn)業(yè)鏈的最上游EDA軟件上“更要命”。
“芯片設(shè)計分為前端設(shè)計（也稱邏輯設(shè)計）和后端設(shè)計（也稱物理設(shè)計），兩者并沒有統(tǒng)一嚴格的界限，涉及到與工藝有關(guān)的設(shè)計就是后端設(shè)計。芯片設(shè)計需要大型工業(yè)軟件作為工具，也就是EDA，它的全稱是Electronic Design Automation，即電子設(shè)計自動化。設(shè)計芯片時工程師會用程式碼規(guī)劃芯片功能，再透過EDA 工具讓程式碼轉(zhuǎn)換成實際的電路設(shè)計圖。華為海思的工程師，設(shè)計芯片時也得用EDA軟件，而其來源主要是美國的大公司。隨著使用權(quán)到期，芯片設(shè)計也面臨著‘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所所長劉軍教授表示，作為“芯片之母”的EDA，是芯片設(shè)計上游的產(chǎn)業(yè)，正成為國內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)鏈最為薄弱的環(huán)節(jié)。
國內(nèi)EDA研發(fā)人員“不足千人”
我國在EDA軟件領(lǐng)域也有過重大突破。國家在1986年動員了全國多家單位的專家齊聚原北京集成電路設(shè)計中心，開發(fā)我國自有的集成電路計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)——熊貓系統(tǒng)。攻堅多年之后，國產(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)時叫杭州電子工業(yè)學(xué)院）的CAD所貢獻了多位該系統(tǒng)核心研發(fā)人員。
“但是當(dāng)時的主流思想是，造不如買，買不如租，所以國產(chǎn)EDA軟件工具在國內(nèi)的應(yīng)用并不多，而我國也因此錯過了EDA技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵時期。”劉軍說。
這個期間，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)歷過幾十次并購擴張，在市場拼殺中獲得優(yōu)勢競爭地位?！毙两饑治龅?。
2008年，我國實施“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，EDA領(lǐng)域也迎來了新一輪的國家支持。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)，國產(chǎn)EDA再度起航。
同時，我國有20多所大學(xué)從事芯片設(shè)計方向研究，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，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，尤其是射頻EDA技術(shù)領(lǐng)域積累豐富經(jīng)驗，取得諸多成果，在國產(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)很長一段時間國家投入很少。集舉國之力攻堅光刻機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，“國內(nèi)設(shè)立芯片EDA專業(yè)的高校不多，全國從事芯片EDA技術(shù)研發(fā)的人員不超過1千人，而美國單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，留給我們的時間不多了?！?/p>
我國可在EDA上“大展身手”
杭電電子信息學(xué)院院長李文鈞教授表示，EDA軟件系統(tǒng)是整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的基石，沒有這個基石，全球所有芯片設(shè)計公司都會停擺，5000億美元半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的金字塔會倒塌。
“業(yè)界有個著名的集成電路產(chǎn)業(yè)倒金字塔，全球EDA軟件市場年產(chǎn)值100億美元，半導(dǎo)體設(shè)備（光刻機等）年產(chǎn)值是幾百億美元，半導(dǎo)體制造（臺積電代工等）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)都會歸零?！眲④姺治龅?。
正是因為EDA軟件產(chǎn)業(yè)技術(shù)門檻高，而且全球市場年規(guī)模不過100億美元并被三大西方EDA巨頭公司壟斷，中國EDA工具企業(yè)發(fā)展維堅。不過它們近些年正在成氣候。浙江的廣立微電子為我國EDA軟件產(chǎn)業(yè)三劍客之一，基于測試芯片的軟、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)計的軟件，是國際著名大企業(yè)的EDA工具供應(yīng)商?！半S著這兩年國內(nèi)市場環(huán)境的變化，自主國產(chǎn)軟件的需求越來越強烈，行芯作為國產(chǎn)高端EDA軟件的供應(yīng)商，在5G與人工智能時代，為廣大集成電路企業(yè)實現(xiàn)高性能與低功耗芯片設(shè)計提供了可靠的解決方案，并與國內(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，支撐我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?！毙行究萍紕?chuàng)始人賀青博士告訴記者。
辛金國建言，國家應(yīng)在EDA人才培養(yǎng)上多下功夫，彌補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)相對成熟的學(xué)校，每年培養(yǎng)的人才也是寥寥，今后國家應(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。”
辛金國同時建議，構(gòu)建政、研、企多方合作的芯片EDA軟件發(fā)展推進機制。由政府進行主導(dǎo)，集中力量辦大事，成立由工信部牽頭，國家發(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，及時研究制定相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展扶持政策，統(tǒng)籌推進該技術(shù)全產(chǎn)業(yè)鏈在我國的落地和推廣?？梢灾攸c扶持高水平研發(fā)機構(gòu)，引導(dǎo)清華信息科學(xué)與技術(shù)國家實驗室、之江實驗室等開展芯片EDA軟件基礎(chǔ)理論研發(fā)，支持杭州電子科技大學(xué)分別與中國電子科技集團公司、華大九天合作建設(shè)“電科芯云”杭電子平臺與“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)計支撐技術(shù)服務(wù)中心和前瞻技術(shù)研發(fā)中心。
美國硅谷是芯片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)招商隊伍，瞄準國際國內(nèi)芯片EDA軟件領(lǐng)軍企業(yè)、科研院所開展高端精準招商，根據(jù)EDA產(chǎn)業(yè)鏈的“斷鏈點”，加快引進來自美國硅谷等地的芯片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、職稱評審、子女上學(xué)等相關(guān)配套政策也要跟上?！毙两饑f。