隨著超大規模集成電路的持續發展，晶體管密度進一步快速上升，伴隨芯片規模擴大使芯片設計難度的持續加大，在多種因素的影響下，芯片設計的關鍵環節需要利用EDA工具來提升設計效率，如邏輯綜合、布局布線、仿真驗證。芯片設計的演進方向已經對EDA的發展提出了方向性的新需求，然而縱觀國內市場，其主要流程和技術平臺依然由國際EDA廠商所主導。因此，作為半導體產業的一項卡脖子技術，國內EDA產業的發展成為了業界關注的焦點之一。
在這種時勢的推動下，國內也涌現了一些EDA初創企業。作為本土EDA行業的新秀，芯華章在2021世界半導體大會期間發布了《EDA 2.0 白皮書》，期望能為國內EDA產業的發展提供一條新的思路。
而筆者認為透過《EDA 2.0 白皮書》，能夠讓我們更加深刻地理解EDA這個產業正在發生什么變化。以及在向EDA2.0轉變的過程當中，EDA價值的變化能為本土EDA廠商帶來哪些機會。
什么是EDA 2.0時代
在探尋國內EDA產業的未來發展之前，我們要先了解EDA產業正在發生的變化，以及是什么原因促使EDA產業發生了這種變化。對癥下藥，才能從根本上解決國內EDA產業發展的難點問題。
在芯華章所發布的《EDA 2.0 白皮書》中，他們將19世紀90年代到今天的EDA發展劃分為EDA 1.0階段和EDA 1.X階段。其中，EDA 1.0階段是指從1990到2003年之間所建立起來的EDA，在這期間，集成電路設計已經基本定型為基于IP的模塊以及大規模RTL集群的設計方法。在2003年之后，隨著AI和工藝制程的進步，基于EDA 1.0的疊加式工具的出現，推動了EDA 1.X階段的到來。
但從EDA 1.0到EDA 1.X這個階段，也就是從2003年到如今的20年間，芯片的復雜度雖然比前20年提高了數萬倍，成本提高了100倍，芯片工藝也已演進到納米級別。但芯片設計方法學卻始終沒有革命性改變。
而隨著物聯網和AI時代的到來，市場對定制芯片的需求量增加，定制芯片則要求芯片設計周期和設計成本在目前的基礎上大幅優化，對從設計驗證到制造的半導體產業鏈提出了更高的要求。因此，現有EDA 1.X也面臨著越來越多的挑戰。芯華章認為，在后摩爾時代，EDA 1.X所面臨的挑戰主要體現在以下四點：
1.設計周期長，無法滿足應用快速創新需求
2. EDA設計流程于系統級軟硬件需要缺少關聯
3.設計投資大，成本大，項目風險大
4.需要新建大規模團隊，高度依賴經驗，人才難求
這些挑戰推動著EDA進行升級，也推動著EDA行業從1.X階段向2.0階段邁進。
“芯片發展是由系統來驅動，在這種情況下，賦能系統創新是EDA的新任務?！毙救A章運營副總裁傅強表示：“EDA 2.0不再是工具的組合，而是支撐系統+芯片+算法+軟件協同開發的服務化平臺，這是EDA 2.0與其他時代相比的最大的區別?！?/p>
芯華章認為，“系統+芯片+算法+軟件”協同開發的定制化芯片，決定了系統應用的競爭優勢，芯片的創新效率成為關注的焦點。未來10年將是社會對芯片技術提出更快發展要求的10年，EDA工具和方法學需要全面進階，才能降低技術門檻，進一步提升芯片技術發展的速度和創新的效率。
實現EDA 2.0的關鍵路徑
也就是說，EDA 1.0階段當中，為通用高性能計算設計的EDA工具，需要面向垂直行業，向更加精細化的方向發展。在這個發展過程當中，就需要EDA工具和方法學的全面進階，而這則意味著EDA要從底層技術開始革新。
從EDA 2.0所要達到的目標上看，滿足以下四點，即可實現EDA 2.0：一是用工具填補軟硬件鴻溝；二是自動且智能的流程、不止是點工具的結合；三是需要開放的服務化平臺，提供定制化的可能性，提供開源的可能性；四是縮短從芯片需求到應用的周期。
芯華章產品與業務規劃總監楊曄表示：“從系統設計的需求上看，EDA 2.0是從系統向下到芯片的制造和生產的過程，從軟件來，這個流程最終要回到軟件中去，這是EDA 2.0的關鍵特征?！?/p>
由此，芯華章也在其發布的《EDA 2.0白皮書》中提出了EDA 2.0的三條關鍵路徑，包括開放和標準化、自動化和智能化，平臺化和服務化：
開放和標準化。產業上下游共同制定開放的標準?；谶@些開放接口和標準，以需求為導向進行定制，方便流程自動化和AI智能處理的集成。
自動化和智能化。EDA 2.0的目標是要從現有的EDA 1.0過程中大幅減少芯片架構探索、設計、驗證、布局布線等工作中的人力占比，將過去的設計經驗和數據吸收到EDA工具中，形成智能化的EDA設計。
平臺化和服務化。打造基于云原生軟件架構的全新EDA服務平臺EDaaS，深度利用云端彈性性能，給用戶提供近乎無限的計算彈性以及更優化的使用模式。
需要注意的是，向EDA 2.0方向升級，也并不意味著全盤摒棄EDA 1.X階段的成果。
“EDA 1.X階段的一些經驗標準，一些設計規則，一定會繼續在芯片設計領域長期存在。芯片設計不可能繞過這些物理的規則和設計的需求”，楊曄表示：“但是這些東西會更多的從現有的工具和經驗當中提煉出來，進入EDA 2.0的內部，EDA 2.0會將經驗變成一個個模型或者算法，提高整體流程的自動化、智能化，降低使用門檻以及對人的高度依賴?！?/p>
但對于EDA廠商來說，將新技術應用到EDA工具當中仍存在著巨大的挑戰。楊曄表示：“EDA 2.0工具的內部會變得更復雜，EDA公司要在EDA工具當中完成智能化的任務。但是對用戶來說，EDA工具只是變得更簡單更好用，變成一種更加普惠的技術。”
除此之外，還需要我們重點關注的是，EDA 2.0白皮書當中所提到的開放和標準這一關鍵路徑。根據筆者了解，這里所提到的開放的EDA并不是單純地指開源EDA。芯華章認為，未來EDA產業的開放和標準化不僅僅由EDA廠商或標準化組織決定，而應該由產業鏈上游的EDA生態和下游的業界共同定義——從系統廠商、芯片廠商到EDA廠商的全產業生態來共同制定開放的標準?；谶@些開放接口和標準，EDA廠商、用戶、第三方都可以以需求為導向進行定制，方便流程自動化和AI智能處理的集成。
在開放和標準化這條路徑的背后，則藏著國內EDA產業發展的契機。
眾所周知，缺少全流程的EDA工具是國內EDA企業發展的痛點之一。也正是因為國內廠商沒有做全流程的工具，也就代表國產EDA工具的發展需要本土廠商之間的合作，而這也是開放和標準的誕生。
中科院EDA中心主任陳嵐也曾在EDA 2.0白皮書的發布會中表示：“開放EDA可以滿足Chiplet、AI等新的技術，EDA 2.0沒有歷史包袱，因此，可以快速讓新的技術進入到EDA工具當中，并讓客戶客戶進行快速驗證。對于國內來說，開放的EDA是具有牽引性技術的產品，尤其是在只有點工具的情況下，開放的EDA工具可以幫助企業快速建立系統的競爭力?！?/p>
EDA 2.0時代下的EDA企業核心價值
在產業向EDA 2.0做升級的同時，EDA企業的核心價值也發生了轉變。
楊曄表示，工業軟件它的關鍵在于對垂直領域的深入的理解，以及將這種理解放到系統整體的框架里當中。所以，EDA工具不再是作為單獨的點工具發揮價值，EDA與各種平臺的結合以及云的結合，打造出來智能和自動的流程，其所發揮的作用將遠超于軟件的本身。
傅強表示：“未來EDA公司真正的核心競爭力，是要去擁抱系統公司的需求?！?/p>
同時，由于定制化的系統需求增加，這也會促使整個產業內部進行迭代，而不僅僅是靠EDA企業本身對工具的迭代。從這個角度來說，EDA產業的迭代一定會加快，而這種需求到工具的迭代加快之后，也必然促進芯片的設計和制造也會加快。而這也擴大了EDA的市場空間，對于國內EDA廠商來說，這為產業帶來了更多換道超車的機會。
他表示：“當我們去擁抱這樣的一個新的科研范式，新的產業變革的時候，我們新企業會更具發展前景?！?/p>
芯華章推動EDA 2.0發展
芯華章在做好現實產品開發的同時，也為國內EDA產業的發展描繪出了一個十分可行的藍圖，同時，芯華章也為這個藍圖制定了一個明確的時間點。芯華章認為，EDA 2.0的元年將發生在2026年。
為推動EDA 2.0時代的到來，芯華章也做了許多工作。
傅強表示：“技術的發展與革新需要沉淀和準備，另外，新的技術生態還要培育，所以依照我們在這個行業二三十年的經驗來看，這個過程需要5年左右的時間。” 而這一全新生態需要產業鏈上下游的共識與協作。
基于EDA 2.0將不再是對工具的組合，而是一個自主化智能化的流程和一個服務化和可定制的平臺，來賦能更高效、更敏捷的系統創新。芯華章開創性地提出芯片設計平臺服務模式——EDaaS （Electronic Design as a Service）。并以此為基礎開啟EDA 2.0時代。
根據芯華章的規劃，EDaaS可以提供專業的咨詢或設計服務，也可基于云平臺和開放數據進行定制服務。EDA 2.0的目標是要讓系統工程師和軟件工程師也能參與到芯片設計中來，解決設計難、人才少、設計周期長、設計成本高企的問題，用智能化的工具和服務化的平臺來縮短從芯片需求到應用創新的周期，滿足數字世界中系統應用對芯片多樣化的需求，賦能科技進步。
