EDA 處于IC設計最上游，在集成電路產業領域內屬于“小而精”的產業鏈環節，但它卻對集成電路和芯片產業的發展具有至關重要的作用。

從20世紀90年代開始，伴隨著硬件語言的標準化和集成電路設計方法的不斷發展，EDA設計工具得到了普及和發展。眾所周知，摩爾定律推動了過去幾十年集成電路的發展，而每當摩爾定律實現突破，EDA也必定跟隨著工藝制程的進步而不斷更新迭代。 時至今日，摩爾定律正逐漸走向物理極限，但EDA卻仍在市場中保持著活力。根據2020世界半導體大會EDA產業發展分論壇中賽迪顧問有限公司呂芃浩博士的演講內容顯示，2019年全球EDA市場從2018年的96.9億美元上升至102.5億美元，首次突破了百億美元大關。他指出，現代EDA技術已在多種產業中得以應用，各環節皆可在EDA環境下進行開發驗證。

被寡頭壟斷的EDA市場

賽迪數據顯示，由于EDA軟件能夠降低芯片設計的成本，也促使IC制造商增加研發投資并采用EDA工具——據加州大學的教授分析，如果一顆系統SoC的設計費用大約為4000萬美元，在沒有EDA技術進步的情況下，費用會達到77億美元，EDA軟件讓設計費用降低了200倍。

由此便可以看出，EDA工具對于現代集成電路產業發展至關重要，但就目前的形勢來看，這個市場卻已形成寡頭壟斷的局面。根據賽迪發布的數據顯示，Synopsys，Cadence和Mentor（后被西門子收購）三大巨頭占據了全球66%的市場份額，而這三者在中國EDA市場份額更是高達了85%。 EDA行業從20世紀90年代百家爭鳴的競爭局勢，發展到如今的三足鼎立模式。在這個過程中，頻繁的并購，多維的整合是不可忽視的一部分。據相關數據顯示，在這些年當中，Synopsys進行了80多次并購，其它兩家也曾分別進行了60余次的并購。

而在這期間，也并不是沒有新的EDA企業出現。與這三家巨頭企業相比，這些規模相對較小的EDA企業只能以單點突破，為設計公司提供的功能也相對單一。而為了生存下去，這些EDA公司就要主動兼容大廠的產品，這也就使得強者愈強。

開源EDA或將攪動這一池水

在過去EDA發展的過程當中，該市場的模式并沒有產生太大的變化，這或許也是新企業難以擠進EDA市場的障礙之一。

而近幾年開源EDA項目的提出，或許能夠為半導體市場帶來一些新的契機。上海復旦微電子總工程師、高級工程師沈磊介紹，這一輪開源EDA的主要推進者之一是美國國防部高級研究計劃局（DARPA）。 北京大學高能效計算與應用中心執行主任羅國杰介紹道，從國際開源EDA項目中看，目前，DARPA領導影響EDA行業的兩個項目——Intelligent Design of Electronics Assets（簡稱IDEA）和 Posh Open Source Hardware（簡稱POSH）。據了解，其目標是通過利用現有芯片設計作為數據源，來幫助我們訓練由機器學習加速的應用程序，從而能夠更好的進行調試，驗證和布局布線自動化。IDEA和POSH都是DARPA投資15億美金的Electronic Resurgence Initiative計劃（簡稱ERI）的一部分，ERI同樣也在推進小芯片（Chiplet ） 以及致力于簡化封裝和芯片設計的項目，而這些項目的最終實現都要依賴于開源軟件。 據相關統計數據顯示，通過IDEA/POSH兩個開源項目的實施，可供使用的開源EDA數量增加了近一倍。 開源軟件之所以得到重視，是因為無論是芯片設計，還是EDA工具的開發，其門檻都十分高，需要具有極強的入門知識，所以這也造成了這些領域人才的稀缺。而開源技術和社區可以降低領域的門檻，使得更多領域外的研究者可以接觸到更前沿、更具體的問題及解決方案，吸引他們參與其中。 中國科學院計算技術研究所高級工程師常軼松在本次論壇中指出，開源軟件的成功經驗，降低了技術門檻，由此，軟件開發人才也實現了持續增長的趨勢。他認為，降低芯片設計門檻，也是人才危機的一種破解之道。在輪次論壇中，常軼松介紹了中國科學院學生使用現有開源EDA工具完成真實處理器芯片后端設計流程的例子，以此也證明了，采用開源EDA設計的芯片在實際應用中的可實施性。

EDA創新中心的成立將帶來什么

根據賽迪的報告顯示，2019年中國EDA市場規模約為5.8億美元，僅占全球市場的5.6%。 中國EDA廠商總營收不到4.2億元，規模只占全球市場份額的0.6%； 中國EDA國產化率約為10%。

在這種情況下，開源EDA作為一項比較新的項目也可能會為本土企業帶來新的發展契機，因此，開源EDA的發展也引起了本土企業的關注。 2019年6月，中國電子信息產業集團有限公司與南京市江北新區共同牽頭，由我國規模最大的EDA龍頭企業——華大九天和江北新區產業投資集團、南京集成電路產業服務中心、東南大學、華大半導體共同發起成立了南京集成電路設計服務產業創新中心有限公司（ 簡稱：EDA創新中心 ）。 據介紹，EDA創新中心的建立旨在集聚全國優質資源、引入全球高端人才，以創新模式開展EDA前沿技術研究和產品開發。據公司簡介顯示，EDA創新中心將對標海外先進EDA產品，助力我國在全球EDA領域的技術追趕。 而談及追趕就要“對癥下藥”，目前國產EDA現狀為：先進工藝支撐不夠，暫未進入先進代工廠的聯盟；無法支撐全流程設計，但在部分領域具有優勢。 對此，EDA創新中心也將主要業務放在了開發支持先進工藝的目前我國欠缺的EDA工具領域，并開展EDA前沿技術研究，填補我國EDA產業技術空白，推動EDA行業標準建立，建設開放開源的EDA平臺，助力我國實現國產EDA工具的全流程覆蓋。 在本次論壇中，EDA創新中心研發副總經理陳剛博士認為，開源EDA基礎構件（OpenEDI）是構建一套整合的EDA工具鏈必不可少的基礎。同時基于OpenEDI，我們可以建設一個開源開放的科研平臺、教育平臺以及創新平臺。為此，EDA創新中心投入大量的研發資源開發了OpenEDI開源平臺。據介紹該開源平臺擁有簡潔的數據模型，可以同時支持層次化設計、增量設計，同時還擁有高效的內存與符號表管理功能。在數據模型的基礎上，OpenEDI還包含通用算法層與計算架構層。通用算法層包括Steiner tree，最短路徑，整數線性規劃等多種算法與求解器。計算架構層支持多線程/分布式的開發要求，并能夠滿足異構運算的要求。陳剛博士透露，OpenEDI的1.0版本將在今年九月正式發布，并定期陸續推出代碼更新。 從整體的研發進度上看，目前EDA創新中心已經完成了基礎架構和物理數據的工具開發，同時，公司還在推進邏輯數據、工藝、Floorplan等模塊的開發。

開源更重要的是生態圈的建設。南京江北新區作為中國集成電路新地標，也在著力解決 EDA 產業核心“卡脖子”問題。南京江北新區管委會經濟發展局副局長李嘉瑋表示：“南京江北新區緊跟國家發展戰略，前瞻布局、夯實基礎，正在著力優化 EDA 產業生態。”他指出，單一的 EDA 企業發展模式已不足以支撐現有的集成電路產業發展速度及需求，亟需聯合國內集成電路全產業鏈企業，共同探索生態發展模式，打造一條安全可控的自主化發展道路。 在這種產業模式的規劃下，我們注意到，EDA創新中心已聯合了多家合作伙伴來共同創建這個生態圈，紫光云就是其中一家。紫光云技術有限公司CTO、辦公室主任鄧世友認為，在芯片設計當中，前端設計和后端設計都需要進行仿真，而這或許會花費數周時間。將芯片設計放在云端，可以有效地節約仿真時間。

EDA創新中心助力人才培養

除了在技術上進行攻關的同時，EDA創新中心還著力將自己打造成一個人才培養與集聚中心。

根據EDA創新中心在人才建設方面的規劃，創新中心將大力引進海內外優秀的集成電路人才，同時通過完善的內部培訓機制，培養出年輕的后備力量，搭建起完整的人才梯隊，并為員工創建完善的職業發展通道。在未來的5至10年，創新中心將打造成為我國乃至全球EDA/IP前沿技術研究中心、技術儲備中心、人才培養與集聚中心。 華大九天和東南大學作為EDA創新中心的共同發起單位之一，他們也在本次論壇中強調了EDA人才培養的重要性。 華大九天副總經理郭繼旺表示：“以EDA為平臺的產教融合是集成電路人才培養的重要途徑。”他認為，EDA處于集成電路產業的最上游，培養出來的人才也將輻射到集成電路產業中的各個環節。為此，華大九天與高校之間進行了EDA培訓課程、成立聯合實驗室、進行研發項目合作、參與競賽、提供工作實習機會等多種合作，以此來促進相關人才的培養。 東南大學電子科學與工程學院國家專用集成電路系統工程技術研究中心閆浩老師也在本次論壇中表示，國產EDA突圍，市場、技術、資金和人才缺一不可。其中，人才是根本。 最后，EDA創新中心行政副總經理李琳為本次論壇做了總結，他表示：“本次論壇與會嘉賓圍繞著人才培養，開源EDA，開源芯片，云平臺進行了探討，為我國EDA的發展提供了全新的思路。開源已經成為了集成電路產業當中一股不可忽視的力量，EDA作為集成電路產業最上游的環節，也正在逐漸向開源方向發展，這將推動我國EDA技術和產業快速發展。”

（出席本次EDA產業發展論壇嘉賓（按照出場順序排序）： 中國半導體行業協會半導體分立器件分會秘書長趙小寧（主持人）、南京江北新區管委會經濟發展局副局長李嘉瑋、賽迪顧問股份有限公司呂芃浩博士、華大九天副總經理郭繼旺、東南大學電子科學與工程學院國家專用集成電路系統工程技術研究中心閆浩、上海復旦微電子總工程師、高級工程師沈磊、EDA創新中心研發副總經理陳剛博士、北京大學高能效計算與應用中心執行主任羅國杰博士、中國科學院計算技術研究所高級工程師常軼松、紫光云技術有限公司CTO、辦公室主任鄧世友 、EDA創新中心行政副總經理李琳）

結語

開源EDA工具的推出，不僅將會為芯片設計降低門檻，更重要的是，由于門檻降低也會吸引更多的新鮮血液加入到集成電路產業中，進而推動該產業的發展。

南京擁有非常豐富的高校資源，同時集聚了大量集成電路企業，這些條件為EDA創新中心的開源項目的發展提供了契機。同時，EDA創新中心作為產教融合之間的橋梁，將進一步促進相關應用型人才的培養。
? ? ? ?責任編輯：tzh