（集微網(wǎng) 慕容）特朗普把芯片這一極為專業(yè)的術(shù)語廣為大眾知曉，而EDA，這一與芯片密切相關(guān)的術(shù)語，卻仍舊少為人知。但是這個(gè)技術(shù)卻蘊(yùn)藏著巨大的能量，人們接觸到的科技新品，如手機(jī)、電腦、自動(dòng)駕駛、人工智能等等，都離不開EDA。

近期，國(guó)際EDA及IP廠商新思科技舉辦武漢全球研發(fā)中心落成啟動(dòng)儀式。新思科技在中國(guó)將近25年，在1994年新思科技捐贈(zèng)清華大學(xué)20套Design Compiler，與清華聯(lián)合成立電子設(shè)計(jì)中心。據(jù)悉，該設(shè)計(jì)中心很快就變成了北京地區(qū)乃至全國(guó)最好的EDA實(shí)驗(yàn)室。2019年，雙方合作共同建立了一個(gè)清華大學(xué)人工智能聯(lián)合教學(xué)實(shí)驗(yàn)室。當(dāng)然，這個(gè)人工智能實(shí)驗(yàn)室與EDA仍密切相關(guān)。

EDA為何如此重要，它與AI、5G等新興應(yīng)用之間有著怎樣的強(qiáng)關(guān)聯(lián)性？在未來技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展上，它能發(fā)揮哪些作用？本文將為大家一一解讀。

EDA位于產(chǎn)業(yè)鏈最上游 人才是最大的資產(chǎn)

全球第一塊集成電路推出時(shí)間是1958年，初期的集成電路復(fù)雜度較低。工程師主要通過手工來完成電路的設(shè)計(jì)和布線，隨著集成度越來越高，電路變得越來越復(fù)雜，以往的手工設(shè)計(jì)電路和布線難度隨之越來越大。

在這樣的背景下，如何實(shí)現(xiàn)集成電路的自動(dòng)化設(shè)計(jì)則顯得更加迫切。為此，借助計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化設(shè)計(jì)的EDA工具應(yīng)運(yùn)而生。

在20世紀(jì)60年代中期，EDA出現(xiàn)，它是從計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）、計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試（CAT）和計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）的概念發(fā)展而來的。

通俗來講，EDA是一種電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件。在芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域，工程師可以通過EDA將芯片的電路設(shè)計(jì)、性能分析、設(shè)計(jì)出IC版圖的整個(gè)過程交由計(jì)算機(jī)自動(dòng)處理完成。

EDA有一個(gè)特殊性，位于產(chǎn)業(yè)鏈的最最上游。從集成電路的產(chǎn)業(yè)鏈來看，從上游到下游分別是：EDA企業(yè)、芯片設(shè)計(jì)企業(yè)、芯片制造企業(yè)、終端企業(yè)。

這種特殊性，使得EDA企業(yè)沒有供應(yīng)商。此外，EDA是一種輕資產(chǎn)、智力性的工作，完全依靠工程師的創(chuàng)造性勞動(dòng)。EDA企業(yè)新思科技總裁兼聯(lián)席CEO陳志寬博士強(qiáng)調(diào)，在EDA企業(yè)中，人才是最重要的資產(chǎn)。

然而，EDA人才的稀缺性，比芯片設(shè)計(jì)人才還要匱乏；打個(gè)比方，想挖墻角都不好找。為了能夠持續(xù)不斷地有更多的人才加入EDA領(lǐng)域，EDA企業(yè)在人才培養(yǎng)上極其下功夫。

相比國(guó)外，中國(guó)的EDA人才更是鳳毛麟角。

以新思科技為例，在來到中國(guó)的前一年，1994年新思科技就給清華大學(xué)捐助總價(jià)值約500萬美元的20套Design Compiler軟件。并于在1995年，新思科技再度攜手清華大學(xué)，成立了“清華大學(xué)——新思科技高層次電子設(shè)計(jì)中心”，開始推動(dòng)中國(guó)EDA人才的培養(yǎng)。

隨后，新思科技與中國(guó)科學(xué)院、東南大學(xué)、華中科技大學(xué)等全國(guó)70多家高校合作，聯(lián)合培養(yǎng)人才。

據(jù)悉，此次新思科技全球研發(fā)中心落地武漢，也是看中武漢的人才資源優(yōu)勢(shì)。據(jù)悉，武漢是全球在校大學(xué)生數(shù)量最大的城市，每年的在校大學(xué)生在130萬人左右。這樣的人才資源環(huán)境，對(duì)于新思科技今后的研發(fā)發(fā)展能提供更好的支撐。

EDA領(lǐng)域?qū)θ瞬诺膭?chuàng)新力極其看中。據(jù)新思科技武漢全球研發(fā)中心總經(jīng)理胡雋介紹，目前武漢全球研發(fā)中心有近300名工程師，平均年齡在30歲。30歲，足以看出這是一群極其具有生機(jī)和創(chuàng)新力、創(chuàng)造力的研發(fā)人員。

AI、5G等新技術(shù)的發(fā)展離不開EDA的支撐

“簡(jiǎn)單的把EDA看成是一個(gè)集成電路設(shè)計(jì)的工具，這就太小看EDA了，實(shí)際上EDA是整個(gè)的信息產(chǎn)業(yè)里面的一個(gè)非常重要的工業(yè)軟件?！遍L(zhǎng)期從事EDA教學(xué)和科研的清華大學(xué)博導(dǎo)周祖成教授指出。

當(dāng)前，AI人臉識(shí)別技術(shù)得以在5秒之內(nèi)就可以鎖定犯罪嫌疑人及同伙；芯片技術(shù)的領(lǐng)先可以使得手語翻譯器幫助手語者實(shí)現(xiàn)與世界無障礙交流；芯片支持AI技術(shù)精密到可以應(yīng)用于醫(yī)學(xué)診斷，讓更多偏遠(yuǎn)地區(qū)的患者享受一流的醫(yī)學(xué)診斷和治療……而AI的這些應(yīng)用與EDA密切相關(guān)，新思科技中國(guó)董事長(zhǎng)兼全球資深副總裁葛群在今年的開發(fā)者大會(huì)上指出。

AI領(lǐng)域的三個(gè)要素是數(shù)據(jù)、算力和算法。在數(shù)據(jù)方面，現(xiàn)在已經(jīng)膨脹到非常巨大的程度了，從過去比較習(xí)慣的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，也就是定點(diǎn)、浮點(diǎn)，到了互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，大量的批數(shù)據(jù)處理。人工智能時(shí)代，大部分是非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。周祖成教授指出：“人工智能之所以在前面睡了30年才醒來，是因?yàn)樗懔Φ奶岣摺，F(xiàn)在，人工智能又遇到了算力的問題?！?/p>

燧原科技創(chuàng)始人兼CEO趙立東指出，AI新型算法實(shí)驗(yàn)算力需求每3.43個(gè)月將翻高達(dá)10倍，但由于摩爾定律正面臨著物理極限，芯片算力的發(fā)展逐漸緩慢。

在算力方面，周教授指出，中國(guó)人工智能熱起來的時(shí)候是2018年，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)人工智能開始冷下來了，其實(shí)一個(gè)很重要的原因是算力能不能跟的上，把人工智能看成是一種群算法，是絕對(duì)不對(duì)的。 “把各行各業(yè)的這些要求，最后變成了一個(gè)只要是能算出來就能解決的問題，那叫機(jī)器學(xué)習(xí)，不是深度學(xué)習(xí)，這是一個(gè)問題?！?他認(rèn)為，“很大程度上，算法也要靠一些EDA工具來支持。 ”

他認(rèn)為，不管是數(shù)據(jù)、算力還是算法，都到了一個(gè)節(jié)骨眼上，都在向EDA靠近。

周祖成教授談到5G與EDA的關(guān)聯(lián)。他表示：“5G是解決信息傳輸，那么前面要把信號(hào)變成信息，很重要的是智能傳感，必須是低功耗，5G實(shí)現(xiàn)了大容量、高速度。如果沒有人工智能的支持，沒有集成電路的基本核心技術(shù)EDA等的支持，5G也就是擺在那看看?！?/p>

此外，周祖成教授談到CPU和GPU這二者與EDA的關(guān)聯(lián)?！癎PU和CPU面臨的問題是去中心化，絕對(duì)不能由企業(yè)來作為一個(gè)中心，不管是x86架構(gòu)，還是Spice架構(gòu)，以及后來出現(xiàn)的操作系統(tǒng)框架RISC-V。把去中心化這個(gè)問題解決了以后，如果再有智能傳感，那么物聯(lián)網(wǎng)也能解決，5G也能有實(shí)際的應(yīng)用。核心的問題，還是EDA。”

周祖成教授強(qiáng)調(diào)，所有新技術(shù)的發(fā)展，如果不和EDA結(jié)合好就很難發(fā)展。

EDA能夠?qū)⑿酒a(chǎn)業(yè)鏈連接起來共同應(yīng)對(duì)創(chuàng)新發(fā)展

在集成電路領(lǐng)域，EDA企業(yè)和芯片制造企業(yè)合作可以說建立了一個(gè)非常好的創(chuàng)新平臺(tái)，進(jìn)而使得5G、AI或者是計(jì)算機(jī)、移動(dòng)計(jì)算的相關(guān)產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)。

臺(tái)積電（南京）總經(jīng)理羅鎮(zhèn)球指出，在過去這十幾年里，臺(tái)積電和新思科技合作的方式有一個(gè)很大的改變。

在2012年之前，新思科技和臺(tái)積電在合作65nm的時(shí)候，是一棒接著一棒的跑。臺(tái)積電把工藝做出來，接著把做出來的工藝交給新思科技，新思科技再去開發(fā)EDA的設(shè)計(jì)平臺(tái)以及一些IP，從臺(tái)積電開發(fā)工藝開始，到設(shè)計(jì)公司可以用到這個(gè)工藝，兩個(gè)階段是1.5+1.5年，3年的時(shí)間。

在臺(tái)積電做7nm的時(shí)候，模式完全被打破。臺(tái)積電在開始開發(fā)工藝的時(shí)候，就把合作伙伴新思科技找來一起討論，怎么樣開發(fā)這個(gè)工藝，怎么樣建立一個(gè)EDA的平臺(tái)，怎么樣建立一個(gè)IP的平臺(tái)。這使從工藝開發(fā)到整個(gè)平臺(tái)能夠推出的時(shí)間往前加速了1.5年，就是原來一半的時(shí)間。

這種深入合作還實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)上的效益，臺(tái)積電和新思科技之間不用重復(fù)投資。之前是各做各的，會(huì)有一些重疊的部分。現(xiàn)在不需要重復(fù)投資之后，兩邊用最精簡(jiǎn)的能力，最有效的能力，把它的產(chǎn)能做出來，這就是雙方后來合作的方式。

現(xiàn)在臺(tái)積電也專注在晶圓代工之外，也很注意幫晶圓找一個(gè)新的突破口，也就是3D封裝，先進(jìn)的封裝。最近臺(tái)積電推出了7nm，現(xiàn)在叫7nm的強(qiáng)效版本，重大意義在于EUV的設(shè)備已經(jīng)正式進(jìn)入半導(dǎo)體行業(yè)?！昂芏嗳嗽谌昵?、五年前都不相信EUV設(shè)備能夠真正的應(yīng)用于批量生產(chǎn)，原因很簡(jiǎn)單，在十幾年前，臺(tái)積電有一位技術(shù)副總叫林本堅(jiān)博士，他發(fā)明的工具把原來由ASML 193nm的光刻機(jī)推進(jìn)到154nm，利用水的折射的關(guān)系。各位知道EUV的光的波長(zhǎng)是多少嗎？從153nm推進(jìn)到13.5nm，這讓工藝往前推進(jìn)已經(jīng)不是問題了?！?/p>

12月初，臺(tái)積電對(duì)外發(fā)布已經(jīng)開始成立2nm的工藝團(tuán)隊(duì)，持續(xù)推進(jìn)工藝?！坝辛薃SML的神兵利器之后，工藝可以持續(xù)往前推進(jìn)。”羅鎮(zhèn)球講道。

在與EDA的合作方面，羅鎮(zhèn)球分享了臺(tái)積電和新思科技在三個(gè)方面的合作：一個(gè)是先進(jìn)工藝，二是特殊性的衍生性工藝，三是3D封裝的工作。

對(duì)于EDA所發(fā)揮的重要性方面，羅鎮(zhèn)球指出：“在先進(jìn)工藝上，臺(tái)積電已經(jīng)推出的5nm工藝與新思科技的合作非常緊密。工藝開發(fā)出來之后，設(shè)計(jì)公司是沒有辦法使用的，它就是一個(gè)工藝而已，EDA做出來非常多的工具，讓設(shè)計(jì)公司通過各種不同的工具,能夠很容易、方便、高效地來使用臺(tái)積電的工藝?！?/p>

在3D封裝上，2009年臺(tái)積電開始在3D封裝上發(fā)力，從原來的MCM一直推展到2.5D的方法。羅鎮(zhèn)球指出，在3D封裝上，很多人都覺得EDA工具和IP只有在IC設(shè)計(jì)的時(shí)候可以用上，事實(shí)上，整個(gè)3D封裝的進(jìn)程使得EDA以前的工具能夠用到現(xiàn)在的3D封裝里面。

武漢弘芯半導(dǎo)體制造有限公司首席執(zhí)行官蔣尚義指出，隨著3D封裝技術(shù)的發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)芯片研發(fā)的創(chuàng)新也逐漸找尋到了新思路，而這需要市場(chǎng)重新規(guī)劃整個(gè)芯片系統(tǒng)。但這并非一兩家公司只憑一己之力能完成，它需要整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈公司都來相互配合，重新建立自己的標(biāo)準(zhǔn)，并將這些標(biāo)準(zhǔn)串聯(lián)在一起，而EDA恰恰能夠?yàn)檫@些產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)提供有效的合作方式。（校對(duì)/范蓉）