芯片设计，发展EDA有多艰难？

来源：中科院微电子研究所

中国的IC设计产业发展迅速，目前国内有一千多家Fabless设计公司，但是EDA的公司数目始终徘徊在个位数，从数量的绝对数字和增长数字来讲，远远不如Fabless公司。除了公司数目，在国际竞争力方面，也不向Fabless公司，在某些细分领域，具有国际领先水平和较大的市场影响力。EDA产业要发展，与IC设计产业发展相比，有哪些不同点呢？

1. 面对的竞争对手不同

IC设计公司可以选择的细分产品很多，在一些细分领域里，可以绕开大的竞争对手。但是，EDA公司做出的产品，必须与国际3大EDA公司的产品正面竞争，几乎所有的细分领域，3大EDA公司都有与你竞争的产品，你无法绕开。

试想一下，如果你在IC设计公司做一款产品，做出来后，总是需要面对Intel，

高通或者三星的竞争，如论如何都绕不开，是否也会感觉到很头疼，总有“三座大山”挡在你面前，是一个绕不过去的门槛。

有人会说：你可以在某一个细分产品上做精做细，功能和性能都远超三大EDA公司不就可以了吗？但是软件产品有一个特点：成本弹性很大。如果3大EDA公司发现你开发出的产品功能性能比它的好，它会采用把这个产品免费送给客户，然后通过打包的方式，在其它你必须用到的产品上把价格再提上去。通过这个手段就可以打击竞争对手的具有竞争力的新产品。

2. 产品对功能和性能的要求不同

IC设计公司的产品如果在性能上不如其它竞争对手的产品，可以在竞价比上进行弥补，因为不是所有的用户都希望用最高质量的产品，因此IC产品对性能的要求不是唯一指标。但是，EDA产品由于是一个工具产品，对性能的要求是最重要的指标，如果你不是3大EDA公司，你的产品比其它产品性能差，即使价格再便宜，也不会有人买单。这就要求你开发的EDA产品必须具有很强的竞争力才能生存，靠性价比是很难生存的。

3. 面向的客户类型不一样

EDA公司面向的客户类型都是比自己规模大一个数量级的大客户，在商务谈判中处于劣势。而IC设计公司面对的客户类型比较多，有比自己规模大的，也有比自己规模小的，商务谈判有一定主动性。

4. 产品开发的难度不同

从技术难度讲，EDA产品的开发难度还是要大于IC设计的设计难度。可能有些IC设计工程师不太认可这个观点，认为IC设计领域也有很多技术难点，为什么说EDA的技术难点就大于IC设计的难度呢？

从大的方向上讲，EDA产品强调的是创新，要求开发者必须有不同于以往技术的思路才能做到具有市场竞争力。IC设计虽然也需要创新，但是创新的成分占比不如EDA产品占比大。IC设计更多地强调是工程的严谨和经验的积累，过多地创新不一定会有很大竞争力。而EDA产品每做一个新的产品都无法继承原有的技术和思路，需要采用全新的方法和技术才能获得客户的认可。

5. 知识产权保护的需求不一样

IC产品由于是硬件，它本身具有生产成本，因此复制产品的利益冲动不太大。但是由于软件产品的复制几乎不需要成本，就需要有很强的知识保护条件才能较好地发展。当知识产权保护不力时，EDA的开发成本无法回收，因此投入该产业的人员和资本都比较少 ，发展动力就不足了。

那么，EDA产业该如何克服上述困难，迎难而上，获得快速发展呢？中国发展EDA产业的必要性到底有多大？切入点在哪里？ 这个不是一下能说清楚的，以下通过具体工作中的实例来探讨一下。

许多人喜欢从宏观的角度论述EDA软件自主可控的重要性，这个方面的内容我们留给专家来分析。我想从微观的角度说明一个现象：IC设计工程师如果想进一步提高设计能力和设计水平，需要有本土EDA企业从EDA的原理角度讲解每个关键步骤隐含的实现原理是什么，从而加深对工具原理的深入理解，设计出更符合需求的产品。

我之前没有这个概念，或者说对这个概念很模糊。但是今年举行的几次针对IC设计工程师的原理性的培训，让我逐步思考这个问题：应该从哪个角度对IC设计工程师进行培训和讲解，更有利于工程师对原理和算法的理解，从而在设计中更清晰地把握关键要素，设计出更好的产品。

一个设计工程师对培训中讲到的“间距检查原理”深有体会，他说：我们之前不太理解间距检查中“内边”和“外边”的精确含义，误以为任意两个图形，只要他们的距离小于约束值，就会报错。结果刚好遇到一种特殊情况，由于对规则理解不深，导致漏报了间距错误，流片出现了问题。

上图中，工具要检查DN到TB的距离，红色箭头所指的距离刚好违反了约束值，本来应该用工具报错出来，但是工具没有报错，导致流片出现了问题。

有工程师埋怨软件工具或者软件的输入文件不合理，其实最根本的问题还是：工程师对EDA原理的理解不深导致没有检查出上述错误。

在间距检查中，最基本的原理就是：只针对“外边”进行检查，不对“内边”进行检查。上图中，箭头e所指的距离的2条边，一条是“外边”，一条是“内边”，在默认条件下工具是不去检查的。

那么，“内边”和“外边”的精确定义是什么呢？这就涉及到几何上的扫描线计数算法：任何一个图形，都可以按照逆时针方向把每一条边标记上箭头。遇到一个从左到右的箭头，就可以对其计数加1，遇到一个从右到左的箭头，就可以对其计数减1。通过统计每个图形的边计数记过是1还是2来判断其是“内边”还是“外边”。

如果理解了上述原理，则设计工程师就可以判断出：上图中箭头e的两条边，一条边的计数是1，是“外边”，令一条边的计数是2，是“内边”。因此，默认条件是不检查该间距的，应该加上特殊选项才能检查出该类错误。

通过上述例子，我们可以看到，EDA公司的工程师应该从算法原理上给IC设计工程师讲解工具使用方法，从而提升IC设计工程师对工具的理解，防止使用中出现偏差。

我们始终认为：国内EDA企业应该与IC设计企业、Foundry进行更深入的融合，才能共同进步，一起提高。EDA学科与IC设计学科是互补的学科，双方可以取长补短，在学术上共同探讨，促进整体IC业的技术进步。

EDA企业的价值更多地体现在对设计公司的设计水平的提升上，而不仅仅是使用工具的方法上。今后，我们将继续扩大对国内IC设计工程师的技术培训和原理讲解，把EDA公司的价值发挥到最大。

以上从一个微观的角度讲述了EDA企业在产业中的价值，不过，仅仅有必要性还不够，如果企业没有好的发展环境，它对产业的贡献能力也会大打折扣。