汽车缺芯片，缺少MCU，这个话题已被讨论了很久，随着对芯片的关注度和投入不断增加，其制造、封装、测试的国产化进展十分明显。但是，基础软件EDA却很少被汽车行业所提及，而EDA在国内的短板十分明显，因此，本篇文章汽车人参考为读者介绍芯片基础软件EDA，全文共2170个字。

EDA是芯片之母，撬动万亿市场

EDA，英文全称为Electronic Design Automation，电子设计自动化，即进行芯片设计过程中所用到的应用软件。

EDA并不是单指一个或几个软件，而是涉及近百种不同技术，涵盖多种“点工具”的软件工具集群，包括逻辑的编译化简、分割、布局和优化、电路性能分析、版图设计等等内容。

EDA是芯片设计的必备工具和核心能力，也是业内设计者必须掌握和使用的开发工具，除了集成电路设计环节，EDA工具软件还可以应用于集成电路制造、封装和测试等环节，EDA被称为“芯片之母”。

据预测，2020年EDA的全球市场规模超过70亿美元，同时支撑着数十万亿规模的数字经济，具有巨大的杠杆效应。

一旦EDA这一基础产业出现问题，包括由EDA工具、集成电路、电子系统、数字经济等构成的倒金字塔产业链结构，将面临巨大的挑战。

全球EDA被三巨头垄断

全球EDA主要被Synopsys新思科技、Cadence楷登电子、Mentor明导国际三巨头垄断，它们占据了全球超过80%的份额。

Cadence ，楷登电子，成立于1988年，总部位于美国加州圣何塞，产品覆盖了芯片设计、物理功能验证、布局布线，模拟/混合信号及射频芯片设计，PCB设计和硬件仿真建模等，2019年度营业收入23.36亿美元。

Synopsys，新思科技，成立于1986年，总部位于美国加州山景城， 是EDA解决方案提供商及接口IP的供应商，2019年营业收入33.61亿美元。

Mentor，明导国际，现称为西门子EDA，成立于1981年，总部位于美国俄州威尔森维尔，产品包括SoC、IC、FPGA、PCB设计工具及相关服务。

这三家美国公司的EDA软件，覆盖了从前端设计、前仿真/验证、后端设计、后端验证仿真、直到流片的整套产品，并形成了设计的闭环，一旦国际EDA三巨头断供，国内半导体将会面临真正的危机。

EDA本质：代工厂绑定+IP接口

三巨头EDA软件究竟强在哪里？

芯片EDA工具软件与芯片代工厂具有高度的绑定关系，代工厂进行工业研发一般都会采用EDA软件厂商免费提供的IP库，随着基础IP的积累越来越多，直接导致代工厂发给客户的设计数据包PDK都采用了三大巨头的软件。

由于PDK更新非常频繁，尤其是新工艺，随着各种测试片的反馈会不断迭代，头部代工厂采用的都是最新版本的EDA软件，因此终端客户必须采用最新的EDA版本。

特别是每一颗SOC必不可少的接口类IP，均被三大巨头所垄断。

据悉，没有了美国的EDA，180nm/350nm以上的部分老工艺线可以用破解版或国产替代版继续做，但亚微米级130nm/90nm开始，就很难离得开EDA正版授权了，到了22nm工艺以下，没有美国的EDA，完全没戏。

而国内EDA正向设计里，目前得到认可的只有华大九天，但主要是模拟产品上，具体是电源类产品的仿真工具，其他点工具都需要在成熟工艺下使用。

因此，国内EDA依然处于一个辅助角色状态，还有很长很长的路要走。

EDA三大技术发展趋势

第一，与集成电路技术演进协同发展。

当前处于后摩尔时代的集成电路技术分为三个演进方向，一是延续摩尔定律（More Moore），单芯片的生产工艺尺寸进一步微缩；二是扩展摩尔定律（More than Moore），增加系统集成功能，芯片功能多样化；两者通过三维封装（3D Package）和系统级封装（SiP）等方式实现器件功能融合和产品的多样化。三是超越摩尔定律（Beyond Moore），即新工艺、新材料、新器件的应用。

而EDA工具发展与集成电路相辅相成，也逐步朝着软硬协同、跨层级协同验证、与制造工艺相融合、算法和软件需求定义芯片架构实现快速设计和快速迭代四个方向发展。

第二，芯粒发展进一步拓展EDA应用。

芯粒（Chiplet）技术的发展，会给EDA、IC设计、制造、封装测试等产业链环节带来颠覆式的创新革命。

芯粒（Chiplet）将不同工艺节点和不同材质的芯片，通过三维多片异构封装集成在一起，实现了新形式的IP复用。

作为商品化的、具体单一特定功能的裸芯片（Die），通过相互模块化组装，类似于“搭积木”模式，最终以此为基础，可以构建出一个芯粒的芯片网络生态。

传统设计SoC，一般从不同的IP供应商购买IP（代码和版图），结合自有模块集成起来，在某个制造工艺节点完成芯片的设计和生产。

而在芯粒模式时代，对于某些IP，不需要自己做设计和生产，只需要购买别人已经做好的芯片裸片，通过先进封装形成一个SiP（System In Package）。

芯片本质上是以芯片裸片形式提供的一种IP，而非之前的软件形式，而这一过程需要EDA工具提供全面支持。

第三，人工智能赋能EDA。

通过人工智能和机器学习的方法将设计经验固化，形成统一的版图生成器，实现版图设计无人干预，即通过版图生成器，目前可以实现在24小时之内完成SoC、SiP和PCB的版图设计。

汽车人参考小结

芯片国产化在许多细分领域存在“短板”，部分领域直接面临“断供”风险。

在产业链上游，高端半导体材料，比如硅晶片、光刻胶、CMP 抛光液以及溅射靶材等大部分市场份额主要被欧美和日韩等国占据；

在芯片制造方面，生产所需要的离子注入机、光刻机、薄膜沉积设备、热处理成膜设备等关键设备也由美国、荷兰和日本等国垄断；

而在芯片设计方面，EDA 工具软件长期被美国企业垄断，EDA工具软件是集成电路产业中的重要一环，EDA强才能芯片强。

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