华为的国产EDA之路：从被断供到自力更生，背后有多少艰辛和智慧

最近，华为在内部硬、软件工具誓师大会上宣布了一个重磅消息：华为芯片设计EDA工具团队，联合国内EDA企业，基本实现了14nm以上EDA工具的国产化，2023年将完成对其的全面验证。

EDA有极强的杠杆效应，是数字经济的基石，处于整个芯片行业的价值链上游 图片来源：华福证券研究所

这个消息一出，让很多人感到震惊和欢呼。因为EDA（电子设计自动化）软件，是芯片设计的核心工具，被称为“芯片之母”。而华为在被美国制裁后，被三大海外EDA巨头断供，无法使用最先进的EDA软件。如果华为能够实现EDA的国产化，那么就意味着华为能够摆脱对外部软件的依赖，自主设计出高性能的芯片。

但是，EDA的国产化究竟有多难？华为又是如何突破这个难关的？今天，我就来给大家讲讲华为的国产EDA之路，以及背后隐藏的艰辛和智慧。

## EDA到底是什么？

首先，我们要了解一下EDA到底是什么。简单来说，EDA就是用计算机软件来辅助完成超大规模集成电路芯片的设计、制造、封装、测试等整个流程。它包括了从逻辑设计、物理设计、版图绘制、仿真验证、故障分析等各个环节的专业工具。

你可以把EDA比作是一个建筑师用来设计建筑的软件。建筑师要根据客户的需求和场地的条件，设计出合理美观的建筑方案，并且要考虑到建筑结构、材料、施工、成本等各方面的因素。而EDA就是帮助芯片设计师完成这些工作的软件。

图片来源：华福证券

但是，芯片设计比建筑设计要复杂得多。因为芯片是由数以亿计的晶体管组成的微观结构，它们之间有着复杂的连接和交互。而且随着制程技术的不断进步，芯片上晶体管的数量和密度也在不断增加，这就给芯片设计带来了巨大的挑战。

想象一下，如果你要在一块面积只有几平方厘米的硅片上，布局好几亿个晶体管，并且保证它们能够正常工作，不会发生短路、过热、信号干扰等问题，你会觉得有多难？而且你还要考虑到芯片的性能、功耗、可靠性等指标，以及与其他器件和系统的兼容性。这就是芯片设计师面临的任务。

如果没有EDA软件的帮助，芯片设计师根本无法完成这样的任务。因为人类的大脑无法处理如此庞大和复杂的信息。而且即使有了EDA软件，芯片设计也不是一件容易的事情。

2019年5月，美国政府将华为列入实体清单，禁止美国企业向华为出售技术和产品，包括EDA软件。这对华为的芯片设计造成了巨大的冲击。因为没有了EDA软件，华为就无法进行芯片的设计和验证，也就无法生产出自己的芯片。

这时，华为展现了自己的危机应对能力。一方面，华为加紧与美国EDA厂商的沟通和协商，争取获得临时许可证，以维持现有的芯片设计项目。另一方面，华为也开始寻求国内EDA厂商的合作，尝试使用国产EDA软件来进行芯片设计。

据悉，华为在2019年就开始与国内最大的EDA厂商华大九天进行合作，使用其熊猫EDA软件来进行芯片设计。熊猫EDA是一套完整的数字、模拟、混合信号芯片设计系统，可以支持从系统级到物理级的全流程设计。熊猫EDA虽然在性能和功能上还不及国际三大EDA厂商，但是在14nm以上的制程节点上还是可以满足基本需求的。

除了华大九天之外，华为还与其他国内EDA厂商展开合作，比如概伦电子、广力微、芯禾科技等。这些厂商都有自己的特色和优势，在某些领域甚至超过了国外厂商。比如概伦电子在电路仿真和器件模型方面有着领先的技术，广力微在性能分析和良率提升方面有着丰富的经验，芯禾科技在高速数字设计和射频模拟混合信号设计方面有着创新的解决方案。

通过与国内EDA厂商的合作，华为不仅缓解了自身的困境，也促进了国内EDA产业的发展。据报道，2020年国内EDA市场规模达到了30亿元人民币，同比增长了20%以上。而且国内EDA厂商也在不断提升自己的技术水平和服务能力，逐步向更高端和更复杂的芯片设计领域进军。

## 华为如何实现14nm以上EDA工具的国产化？

2021年6月，华为在内部硬、软件工具誓师大会上宣布了一个重磅消息：华为芯片设计EDA工具团队，联合国内EDA企业，基本实现了14nm以上EDA工具的国产化，2023年将完成对其的全面验证。

这个消息引起了业界的广泛关注和讨论。因为14nm是目前主流的制程节点之一，如果华为能够实现14nm以上EDA工具的国产化，那么就意味着华为能够摆脱对外部软件的依赖，在关键领域实现自主可控。

那么，华为是如何实现14nm以上EDA工具的国产化呢？据了解，华为采取了以下几个方面的措施：

- 建立自己的EDA工具团队。华为在2019年就开始组建自己的EDA工具团队，吸引了一批国内外的EDA专家和人才，与国内EDA厂商紧密合作，共同研发和优化EDA工具。华为的EDA工具团队不仅要满足自身的芯片设计需求，还要考虑到华为云对外提供服务的能力，因此要求工具具有高性能、高可靠、高安全、高兼容等特点。

- 制定自己的EDA工具标准。华为根据自己的芯片设计特点和目标，制定了自己的EDA工具标准，包括功能、性能、质量、稳定性等方面。华为的EDA工具标准不仅要符合国际通用的标准，还要超越国际领先的水平，以保证芯片设计的领先性和竞争力。

EDA 全球产业格局；图片来源：中信证券

- 采用自研加合作的策略。华为在EDA工具的研发上，采用了自研加合作的策略，即在自己擅长和重要的领域进行自主研发，在其他领域与国内EDA厂商进行合作研发。这样既可以充分利用自身的优势和资源，又可以借助国内EDA厂商的经验和技术，实现互补和共赢。

- 应用云原生和AI技术于EDA工具中。华为在EDA工具的开发上，不仅采用了云原生和AI技术，还与国内外的合作伙伴共同探索了新的EDA方法和架构，以应对芯片设计的日益复杂和挑战。例如，华为与Synopsys公司合作，引入了DSO.ai（Design Space Optimization AI）解决方案，这是一款基于深度强化学习的人工智能和推理引擎，能够在芯片设计的巨大求解空间里搜索优化目标，大幅提升芯片设计的效率和质量。另外，华为还与国内的EDA企业合作，利用云计算和AI技术，打造了一套适用于14nm及以上工艺节点的EDA工具链，包括前端设计、后端实现、验证、测试等各个环节，实现了EDA工具的国产化和云化。

- 推动EDA工具的创新和服务。华为在EDA工具的开发上，不仅满足自身的芯片设计需求，还积极推动EDA工具的创新和服务。华为将自己开发或与合作伙伴共同开发的EDA工具部署在华为云上，对内服务华为内部的芯片设计团队，对外服务广大的芯片设计客户和合作伙伴。同时，华为还通过高校、研究机构、行业组织等渠道，推广和培训EDA工具的使用，培养和吸引EDA工具的人才，促进EDA工具的发展和应用。

华为7nm以下制程节点EDA工具

面向7nm以下制程节点的EDA工具发展。华为在7nm以下制程节点上的EDA工具发展，面临着更大的挑战和机遇。一方面，随着制程工艺的不断缩小，芯片设计的复杂度和难度也不断增加，需要更高效、更智能、更精确的EDA工具来支持。另一方面，由于美国对华为的技术封锁，华为无法使用美国公司提供的先进EDA工具，需要自主研发或与国内外合作伙伴共同研发适用于7nm以下制程节点的EDA工具。为此，华为采取了以下措施：

- 加强与国内外合作伙伴的协作。华为与国内外的EDA企业、高校、研究机构等建立了紧密的合作关系，共同探索和开发适用于7nm以下制程节点的EDA工具。例如，华为与中科院微电子所、清华大学、北京大学等合作，开展了基于EUV光刻机的7nm及以下制程节点的EDA工具研究；华为与法国Soitec公司、日本信越化学等合作，开展了基于FD-SOI技术的28nm及以下制程节点的EDA工具研究；华为与英特尔公司、三星公司等合作，开展了基于FinFET技术的14nm及以下制程节点的EDA工具研究。

图片来源：申港证券

- 加大自主研发和创新力度。华为在自己擅长和重要的领域进行自主研发和创新，突破关键技术和难点问题。例如，华为在芯片设计方法学方面，引入了基于机器学习和人工智能的算法和模型，实现了芯片设计过程的智能化优化和自动化生成；华为在芯片验证方面，引入了基于云计算和大数据的平台和框架，实现了芯片验证过程的高效化并行和精确化分析；华为在芯片测试方面，引入了基于深度学习和数据挖掘的方法和技术，实现了芯片测试过程的快速化诊断和精简化流程。

- 加快EDA工具的应用和服务。华为在完成EDA工具的研发后，及时将其应用到自身的芯片设计项目中，并根据使用反馈进行持续改进和优化。同时，华为也将自己研发或与合作伙伴共同研发的EDA工具部署在华为云上，对外提供给广大的芯片设计客户和合作伙伴，实现EDA工具的云化和服务化。

总之，华为在EDA工具方面的发展，体现了华为在芯片设计领域的自主创新和自强不息的精神，也展示了华为在芯片设计领域的实力和影响力。华为在EDA工具方面的突破和进步，不仅有利于华为自身的芯片设计项目，也有利于推动国内外的EDA工具产业的发展和合作。我们期待华为在EDA工具方面能够取得更多的成就和贡献，为芯片设计领域带来更多的创新和价值。