創(chuàng)新灣導(dǎo)讀：近年來(lái)，華為、中興等一批國(guó)內(nèi)科技企業(yè)遭到美國(guó)各種打壓，其中就包括斷供EDA。EDA被譽(yù)為“芯片之母”，如果沒(méi)有EDA軟件，復(fù)雜的芯片設(shè)計(jì)將難于登天，因此EDA軟件的國(guó)產(chǎn)化替代迫在眉睫。本期《科創(chuàng)之星》專(zhuān)訪了芯思維創(chuàng)始人劉志鵬，分享了數(shù)模混合仿真EDA軟件的國(guó)產(chǎn)化替代之路。

“芯片之母”EDA，國(guó)產(chǎn)化替代迫在眉睫

EDA被譽(yù)為“芯片之母”。

EDA，即電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化，涵蓋了集成電路設(shè)計(jì)、驗(yàn)證和仿真等所有流程，芯片的用途、規(guī)格、特性、制成工藝等“頂層設(shè)計(jì)”都在這個(gè)階段完成。EDA是芯片設(shè)計(jì)必不可少的工具，也是產(chǎn)業(yè)最上游、最高端的環(huán)節(jié)。

美國(guó)是全球EDA行業(yè)發(fā)展最早的國(guó)家之一，培育出了Synopsys、Cadence、Siemens EDA、Ansys、Keysight、Silvaco等全球EDA領(lǐng)先企業(yè)。其中，三大巨頭Synopsys、Cadence、Siemens EDA壟斷了約70%的全球市場(chǎng)份額。

2018年5月，美國(guó)對(duì)中興通訊進(jìn)行制裁，在此期間EDA巨頭Cadence停止服務(wù)中興通訊。2019年5月，華為遭到美國(guó)封殺，三大EDA巨頭相繼與華為終止合作。美國(guó)政府不斷利用EDA打壓我國(guó)科技企業(yè)。雖然國(guó)內(nèi)企業(yè)可以設(shè)計(jì)芯片，但是芯片設(shè)計(jì)的高端軟件EDA工具還是依賴(lài)于三大巨頭。沒(méi)有EDA軟件，復(fù)雜的芯片設(shè)計(jì)就會(huì)變得難于登天。

因此，EDA軟件的國(guó)產(chǎn)化替代迫在眉睫。

根據(jù)ESD Alliance數(shù)據(jù)，2020年全球EDA市場(chǎng)規(guī)模為115億美元，2010-2020年10年復(fù)合增速為8％。根據(jù)賽迪智庫(kù)數(shù)據(jù)，2020年中國(guó)EDA市場(chǎng)銷(xiāo)售額為66.2億元，2018-2020年復(fù)合增速為21.42％，遠(yuǎn)高于全球同期增速。2020年美國(guó)三大巨頭占中國(guó)EDA市場(chǎng)營(yíng)收份額的78％，國(guó)產(chǎn)化率還不足15％。

而百億美元的EDA市場(chǎng)，卻撬動(dòng)了全球近5000億美元的半導(dǎo)體市場(chǎng)和萬(wàn)億美元的電子產(chǎn)業(yè)。

可見(jiàn)，國(guó)產(chǎn)EDA的市場(chǎng)廣闊、價(jià)值重大。

國(guó)產(chǎn)EDA企業(yè)芯思維創(chuàng)始人劉志鵬指出，由于EDA行業(yè)屬于技術(shù)、資金、人才密集型行業(yè)，技術(shù)壁壘高，研發(fā)投入大，且人才緊缺，國(guó)產(chǎn)替代之路并非坦途。尤其要沖破三大巨頭的專(zhuān)利壁壘難上加難，中國(guó)EDA企業(yè)需要自主創(chuàng)新。

盡管EDA國(guó)產(chǎn)化替代之路荊棘遍布，但沒(méi)有EDA就難以造芯片。危機(jī)與機(jī)遇并存，隨著“卡脖子”風(fēng)險(xiǎn)的逐步上升，EDA國(guó)產(chǎn)化勢(shì)在必行。同時(shí)，隨著國(guó)家相關(guān)政策的大力支持，國(guó)產(chǎn)EDA迎來(lái)了“最好的時(shí)代”。

EDA產(chǎn)品線繁多，根據(jù)EDA工具的應(yīng)用場(chǎng)景不同，可以將EDA工具分為數(shù)字設(shè)計(jì)類(lèi)、模擬設(shè)計(jì)類(lèi)、晶圓制造類(lèi)、封裝類(lèi)、系統(tǒng)類(lèi)等五大類(lèi)。

和市場(chǎng)上大多做模擬電路設(shè)計(jì)的國(guó)產(chǎn)EDA廠家不同的是，芯思維專(zhuān)注于數(shù)字電路設(shè)計(jì)。數(shù)字電路設(shè)計(jì)的核心在于邏輯設(shè)計(jì)，對(duì)自動(dòng)化程度要求更高，因此數(shù)字設(shè)計(jì)類(lèi)EDA工具的技術(shù)門(mén)檻也更高。

“路漫漫其修遠(yuǎn)兮”，不管是哪一類(lèi)的EDA，EDA的國(guó)產(chǎn)化未來(lái)都還有很長(zhǎng)的路要走。

“吾將上下而求索”，在實(shí)現(xiàn)價(jià)值的路上，總有人一往無(wú)前。

2020年6月，劉志鵬在上海創(chuàng)立了芯思維，專(zhuān)注于研發(fā)數(shù)字前端及數(shù)模混合EDA工具產(chǎn)品。“在認(rèn)真思考了值不值得、能不能做到、是不是現(xiàn)在這三個(gè)問(wèn)題后，我決定創(chuàng)立芯思維。”劉志鵬認(rèn)為，國(guó)產(chǎn)EDA正處于發(fā)展的黃金時(shí)代，當(dāng)“天時(shí)、地利、人和”三者兼具時(shí)，放手去干就是最好的選擇。

芯思維之所以選擇從數(shù)字電路EDA工具切入，一方面是因?yàn)槟壳皣?guó)內(nèi)模擬電路仿真軟件競(jìng)爭(zhēng)激烈，已有幾家頭部已上市和準(zhǔn)上市的公司，而數(shù)字電路和數(shù)模混合EDA工具由于技術(shù)難度大、國(guó)內(nèi)起步晚、研發(fā)基礎(chǔ)薄弱等因素，市場(chǎng)還處于相對(duì)空白的狀態(tài)，此時(shí)入局將更具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力；另一方面，劉志鵬及其核心團(tuán)隊(duì)早期深耕數(shù)字和模擬電路混合仿真工具的研發(fā)，有難得的人才和技術(shù)儲(chǔ)備。

這種順勢(shì)而為、差異化的發(fā)展思路，讓找準(zhǔn)了市場(chǎng)定位的芯思維很快站穩(wěn)了腳跟。

2021年10月，在團(tuán)隊(duì)十多年的技術(shù)積淀和攻關(guān)下，芯思維成功發(fā)布了一款自主研發(fā)設(shè)計(jì)的數(shù)字電路安全可靠性仿真工具SSIM，打破了技術(shù)壟斷，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。

據(jù)介紹，SSIM是一款擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高性能邏輯仿真及安全可靠性仿真工具，能夠幫助用戶(hù)方便快速地在芯片設(shè)計(jì)階段進(jìn)行正向邏輯功能的仿真，以及通過(guò)故障注入仿真來(lái)驗(yàn)證芯片的安全可靠性。

何為完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)？即制造工藝不受挾制，不存在因?yàn)橹R(shí)產(chǎn)權(quán)協(xié)議不能制造或銷(xiāo)售的情形。

為了規(guī)避采用開(kāi)源技術(shù)研發(fā)產(chǎn)品可能帶來(lái)的政治、法律、商業(yè)等方面的風(fēng)險(xiǎn)，芯思維的EDA軟件代碼全部為自主開(kāi)發(fā)，盡管比采用開(kāi)源技術(shù)研發(fā)周期長(zhǎng)，但是從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，自主開(kāi)發(fā)的價(jià)值更大。擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)對(duì)芯思維后續(xù)的產(chǎn)品擴(kuò)展和數(shù)據(jù)融合非常重要，更利于打造一體化、高效率、自主可控的驗(yàn)證平臺(tái)，畢竟EDA巨頭們正是憑借大量的知識(shí)產(chǎn)權(quán)來(lái)保持領(lǐng)先地位的。

劉志鵬表示，SSIM還是國(guó)內(nèi)首家、也是目前唯一一家獲得德國(guó)TüV萊茵頒發(fā)的功能安全標(biāo)準(zhǔn)IEC61508 T2以及汽車(chē)電子標(biāo)準(zhǔn)ISO26262 TCL3等級(jí)認(rèn)證的EDA工具產(chǎn)品，獲得了進(jìn)入功能安全這一安全可靠性極高領(lǐng)域的準(zhǔn)入資格，并能夠支持到最高SIL-D/ASIL-D級(jí)別的功能安全類(lèi)電子芯片仿真。

資質(zhì)認(rèn)證至關(guān)重要，對(duì)于某些特定行業(yè)領(lǐng)域，例如對(duì)于安全可靠性仿真要求極高的汽車(chē)電子芯片而言，任何芯片投放到汽車(chē)電子市場(chǎng)之前，必須要通過(guò)相關(guān)的ISO26262功能安全標(biāo)準(zhǔn)，確保芯片設(shè)計(jì)流程和安全仿真方面的安全可靠性。

PPA，即Performance（性能）、Power（功耗）和Area（尺寸）是芯片設(shè)計(jì)的三大指標(biāo)，也是芯片設(shè)計(jì)客戶(hù)關(guān)注的重心。劉志鵬提到，芯思維不僅要讓國(guó)內(nèi)的芯片設(shè)計(jì)企業(yè)有工具可用，更要充分考慮客戶(hù)需求，幫助客戶(hù)優(yōu)化PPA。

目前，芯思維已和國(guó)內(nèi)多家頭部功能安全電子廠商建立合作，為其提供EDA工具。據(jù)介紹，芯思維研發(fā)的EDA工具在汽車(chē)電子領(lǐng)域的安全可靠性仿真表現(xiàn)上基本與巨頭Cadence持平，能讓芯片的Performance達(dá)到甚至超出客戶(hù)預(yù)期，收獲了客戶(hù)的認(rèn)可與信任。

芯思維率先以功能安全為切入點(diǎn)，聚焦汽車(chē)電子芯片仿真，并逐步拓展到醫(yī)療電子、航空航天電子等功能安全類(lèi)電子芯片仿真市場(chǎng)。未來(lái)，公司產(chǎn)品還將延展到消費(fèi)類(lèi)電子、IoT芯片低功耗仿真，以及數(shù)字模擬SoC混合電路快速仿真等領(lǐng)域。

既能研發(fā)出完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的EDA工具，又能站在客戶(hù)立場(chǎng)挖掘需求，芯思維核心能力的源泉來(lái)自一支技術(shù)扎實(shí)、經(jīng)驗(yàn)豐富、配合默契的“超能團(tuán)隊(duì)”。

據(jù)介紹，芯思維創(chuàng)始人劉志鵬博士就讀于清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系EDA專(zhuān)業(yè)，在成為一名工學(xué)博士前，還曾在美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分校EDA實(shí)驗(yàn)室做了兩年訪問(wèn)學(xué)者。是實(shí)打?qū)嵉摹癊DA科班生”。畢業(yè)后，加入了當(dāng)時(shí)的EDA頭部企業(yè)Magma（后被Synopsys收購(gòu)），回國(guó)后，在中科院計(jì)算所參與了中國(guó)自主開(kāi)發(fā)的通用處理器“龍芯”的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。此后，劉志鵬又加入了EDA巨頭Cadence負(fù)責(zé)相關(guān)數(shù)字和模擬電路混合仿真項(xiàng)目。扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)背景、豐富的從業(yè)經(jīng)歷和全球化的視野，為芯思維吸引了一批志同道合的伙伴。

芯思維的核心團(tuán)隊(duì)全部來(lái)自清華大學(xué)、北京大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院等知名高校和科研機(jī)構(gòu)，以及Synopsys、Cadence、Siemens EDA等國(guó)際頭部EDA企業(yè)，曾經(jīng)服務(wù)過(guò)蘋(píng)果、谷歌、高通以及英偉達(dá)等全球頂級(jí)行業(yè)客戶(hù)。團(tuán)隊(duì)中，研發(fā)人員占比高達(dá)90%，其中碩博學(xué)歷的人才占比70%。

不僅如此，國(guó)產(chǎn)EDA軟件熊貓系統(tǒng)奠基人之一、清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系EDA實(shí)驗(yàn)室主任邊計(jì)年教授擔(dān)綱芯思維首席科學(xué)家，為芯思維提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐與后盾。

這支建制完整的“超能團(tuán)隊(duì)”，是芯思維敢于成為打破技術(shù)封鎖與桎梏“排頭兵”的關(guān)鍵，也是芯思維敢于挑起擔(dān)子、肩負(fù)使命的信心與動(dòng)力源。

優(yōu)秀的企業(yè)總是由價(jià)值驅(qū)動(dòng)的。

在我國(guó)科技發(fā)展受制于人的艱難局勢(shì)下，芯思維能夠堅(jiān)定地選擇助力國(guó)家芯片行業(yè)發(fā)展，打破EDA“卡脖子”的窘境，其內(nèi)在動(dòng)力正是來(lái)自于為國(guó)家創(chuàng)造價(jià)值的使命感。

當(dāng)然，光有使命感不足以支撐一家企業(yè)走得長(zhǎng)遠(yuǎn)。劉志鵬認(rèn)為，一方面他們認(rèn)為國(guó)家需要有人來(lái)研發(fā)完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的EDA軟件，而他們恰好有技術(shù)實(shí)力；另一方面，創(chuàng)立芯思維對(duì)團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō)也是自我挑戰(zhàn)，是實(shí)現(xiàn)自我價(jià)值的途徑，“這件難而正確的事值得我們一直做下去”。

此前，芯思維完成了由惠友資本、梅花創(chuàng)投聯(lián)合投資的數(shù)千萬(wàn)元天使輪融資。領(lǐng)投方惠友資本李昌盛表示，惠友資本長(zhǎng)期關(guān)注和投資半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，EDA是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵一環(huán)，也是被“卡脖子”的領(lǐng)域，國(guó)產(chǎn)替代勢(shì)在必行。芯思維擁有一流的技術(shù)團(tuán)隊(duì)和豐富的產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗(yàn)，相信芯思維能夠乘勢(shì)而起。

作為國(guó)內(nèi)EDA企業(yè)中的后起之秀，芯思維創(chuàng)始人劉志鵬始終認(rèn)為，“EDA行業(yè)沒(méi)有捷徑可走，也不存在‘彎道超車(chē)’，我們要站在巨人的肩膀上快速成長(zhǎng)，更要準(zhǔn)備好打攻堅(jiān)戰(zhàn)和持久戰(zhàn)”。

EDA國(guó)產(chǎn)化的發(fā)展，注定是一條崎嶇不平的道路。國(guó)內(nèi)EDA企業(yè)與國(guó)際巨頭相比，仍存在較大差距，但國(guó)內(nèi)EDA企業(yè)有望厚積薄發(fā)，打破競(jìng)爭(zhēng)格局。芯思維將堅(jiān)守行業(yè)、不斷創(chuàng)新，始終為了“讓中國(guó)人有自己的EDA軟件”而奮斗，成為國(guó)內(nèi)領(lǐng)軍的EDA企業(yè)，助力中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展。