美国断供EDA工具，三大厂停止与华为合作

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EDA三大厂停止与华为合作不致命 流片渠道是致命要害

日前，当被问及华为和美国Synopsys、Cadence、Mentor三家EDA公司（提供芯片设计的工具）的合作时，华为轮值董事长徐直军坦言，大家都很清楚，这些公司都不能和我们合作了，但天下也不是只有他们。他还讲到，在历史上，即使没有工具，也可以生产出芯片，当然对我们有挑战，效率不会那么高了，也不会那么轻松了。英特尔70年代就生产CPU了，这些公司都还没有成立。
媒体还报道，徐志军还表示，华为获得了ARM公司V8永久授权，对芯片设计没有影响。
铁流认为，徐直军的表示充满了乐观主义精神，也有很强的安慰客户和大众，坚定公司内外信心的考量，EDA工具和ARM V8指令集授权的问题都不像他说的那么简单。
                                
什么是EDA工具
EDA工具是电子设计自动化（Electronic Design Automation）的简称，是从计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）和计算机辅助工程（CAE）的概念发展而来的。利用EDA工具，工程师将芯片的电路设计、性能分析、设计出IC版图的整个过程交由计算机自动处理完成。
由于上世纪六十七年代，集成电路的复杂程度相对偏低，这使得工程师可以依靠手工完成集成电路的设计、布线等工作。但随着集成电路越来越复杂，完全依赖手工越来越不切实际，工程师们只好开始尝试将设计过程自动化，在1980年卡弗尔.米德和琳.康维发表的论文《超大规模集成电路系统导论》提出了通过编程语言来进行芯片设计的新思想,加上集成电路逻辑仿真、功能验证的工具的日益成熟，使得工程师们可以设计出集成度更高且更加复杂的芯片。
1986年，硬件描述语言Verilog问世，Verilog语言是现在最流行的高级抽象设计语言。1987年，VHDL在美国国防部的资助下问世。这些硬件描述语言的问世助推了集成电路设计水平的提升。随后，根据这些语言规范产生的各种仿真系统迅速被推出，这使得设计人员可对设计的芯片进行直接仿真。随着技术的进步，设计项目可以在构建实际硬件电路之前进行仿真，芯片布线布局对人工设计的要求和出错率也不断降低。

时至今日，尽管所用的语言和工具仍然不断在发展，但是通过编程语言来设计、验证电路预期行为，利用工具软件综合得到低抽象级物理设计的这种途径，仍然是数字集成电路设计的基础。一位从事CPU设计的工程师表示，“在没有EDA工具之前，搞电路要靠人手工，对于大规模集成电路有上亿晶体管的设计用手工简直是不可为的......可以说有了EDA工具，才有了超大规模集成电路设计的可能”。
                                
三大厂垄断EDA工具
中国半导体行业协会IC设计分会理事长、清华大学微电子所所长魏少军曾表示，“我们要改变以往那种使用先进工艺就代表是先进水平的错误认识，Intel用0.13微米工艺能作出2GHz而我们要用45nm才能实现，这就是差距...... 快速提升我们自己的IC基础设计能力迫在眉睫，这是改变目前中国IC设计业严重依赖EDA工具和制造工艺才能实现芯片性能提升的根本途径，而依赖并滥用IP则导致了中国SoC设计的同质化”。
清华大学微电子所所长魏少军提到的“依赖并滥用IP则导致了中国SoC设计的同质化”指的是国内众多IC设计公司大多依赖于ARM的IP授权开发SOC，由于都是购买ARM的Cortex A53、A72、A73等产品，同质化是必然的。
“中国IC设计业严重依赖EDA工具和制造工艺才能实现芯片性能提升的根本途径”指的是很多中国国产SOC/CPU性能的提升严重依赖于购买更好的EDA工具和采用更好的制造工艺。对于依赖更好的制造工艺和严重依赖国外IP，因不属于本文范围不做讨论，重点说下中国在EDA工具上完全依赖国外产品。
EDA软件方面早已形成了三巨头——Synopsys、Cadence、Mentor。Synopsys是EDA三巨头之首。国内从事EDA软件开发的华大九天和这三家现在不是一个数量级的。诚然，华大九天也想在某些点工具上做些突破，但就整体技术实力而言差距很大。
目前，国内根本没有深亚微米的EDA成体系的设计平台。正是因为国内从事EDA工具开发的公司在Synopsys、Cadence、Mentor面前实力过于悬殊，国内IC设计公司几乎100%采用国外EDA工具。而且在一段时间里，看不到缩小和Synopsys、Cadence、Mentor技术差距的可能性。

EDA停止授权风险和影响
徐志军表示：“在历史上，即使没有工具，也可以生产出芯片，当然对我们有挑战，效率不会那么高了，也不会那么轻松了。英特尔70年代就生产CPU了，这些公司都还没有成立”。
诚然，英特尔在70年代可以不依赖Synopsys、Cadence、Mentor的工具设计和制造芯片，但问题是，英特尔在70年代设计和制造的是性能异常差的芯片，性能差到什么程度呢？
想必大家对童年时代的386、486、586学习机还有印象吧，在1980年，英特尔推出了80186处理器。考量到摩尔定律的客观存在，在70年代，英特尔依靠人工只能完成性能不及186处理器几分之一乃至几十分之一的处理器。
                                
（找不到186配图，拿486的图凑合吧）
这种处理器性能堪称古董中的古董，华为如果学习70年代的英特尔模式，基本就只能做这种处理器的。华为这种产品基本除了留下几片进博物馆之外，其他的芯片基本可以直接进废品收购站。
还必须指出的是，华为只做Fabless，做SoC设计，关键IP购买自ARM，代工依赖台积电，不可能像英特尔那样一条龙打通。因而要融入西方国家制定的标准流程，因而EDA工具是必不可缺的。
正如那位从事CPU设计的工程师表示，“在没有EDA工具之前，搞电路要靠人手工，对于大规模集成电路有上亿晶体管的设计用手工简直是不可为的......可以说有了EDA工具，才有了超大规模集成电路设计的可能”。
那么，国内有没有EDA厂商呢，还真有，比如华大九天，但差距和三大厂太大，只有点工具，根本顶不上去。
徐志军的表态很显然是为了安慰市场情绪说瞎话。
不过，EDA工具并非致命的卡脖子关口，其实也有应对手段，那就是用XX版的。只不过用XX版的EDA工具可能会影响企业名声，以及无法升级制造工艺了。
考虑到摩尔定律已经放缓，无法使用更好工艺的负面影响就被降低了。
                                

台积电才是关键命门
在采访中，仿佛EDA是命门，诚然，如果不考虑XX版的因素，确实挺麻烦，但真的不要脸起来，依靠XX版还是可以过日子的。
其实，华为真正的命门不在EDA，而在台积电。
以华为的ARM芯片来说。徐直军表示拥有ARM V8永久授权。就IP授权来说，如果禁令严格执行，新的CPU核与GPU核，ARM肯定是不能卖的。就指令集授权的问题，有很多种解读，由于懂CPU的不懂法律，懂法律的不懂CPU，一直没有定论。
铁流听到两种观点，一种如徐直军所言。另一种是法律界朋友的说法，诚然，这仅是一家之言，仅供参考。
这位朋友表示，商业行为不能违背国家法律，违背主权国家法律的商业合同自始无效。而知识产权，标准认证这些都在美国出口管制法律的范畴内，而ARM指令集授权恰恰就是标准认证。台积电在代工ARM芯片时有一个环节，就是需要ARM确认，因为这涉及到分账——即便是指令集授权，依然要向arm支付“ARM税”，这也是苹果公司在A7处理器之后走上了独立设计的道路，依然要向ARM支付“ARM税”，而且“ARM税”的金额随着苹果手机和平板的热销水涨船高。
由于涉及到ARM标准认证，违反美国出口管制法律。在违反主权国家法律的情况下，还要看该国有没有管辖权。
就美国长臂管辖来说，条件是使用美国技术高于25%美国就有管辖权。此前台积电也表示使用美国技术低于25%。但问题在于25%这个比例是如何计算的，由于台积电的设备大量来自ASML、应用材料，科林、科垒，采购设备的时候都是签了协议的。
                                
一些工艺和技术也需要西方授权或合作开发，一旦美国进一步施压，“严格”美国技术的比例，台积电很可能像制裁中兴那次那样顶不住压力，拒绝接单。
一旦发生这种情况，华为的ARM芯片将全面休克。
铁流认为，川普是在打王八拳，虽然各种“梭哈”看起来气势汹汹，但根本打不到要害。因而铁流一直认为川普其实是以中兴和华为作为“人质”，要求中国拿真金白银来换。此前两国领导G20碰面后，川普宣布松绑华为，中国宣布开放金融、铁路和矿产，铁流觉得有点像交易。只不过川普胃口大，经常话说了又不算，继续漫天要价。

另外，此前台积电一直给华为代工，一方面可能是中兴事件后大陆吸取教训统战的成果，也有可能是台积电为了商业利益装瞎赚钱。其实，不少体制内单位不少芯片就是通过某种方式，在台积电流片的。按照西方一贯的做法，是不能给这些用在特殊装备的芯片提供代工服务的，但结果却是，台积电装瞎赚钱，还养活了不少处于灰色地带的中间人。但这种形态不是常态，一旦川普认清局势，对台积电施加高压，以台湾当局“崇美媚日”的本性，华为的流片渠道不容乐观。
也许有人说，台积电不接单，不是还有中芯国际么。先不提中芯国际在技术上和台积电有不小差距。上次制裁中兴时候，台积电不接单，中兴找了大陆两家数一数二的晶圆厂，结果这两家厂商也不敢接单，原因就在于采购国外设备的时候签了各种限制性协议。
不过，这也不能全怪境内晶圆厂“缺钙”，再往上推一步，问题还是出在国产半导体设备不如欧美。应用材料、ASML、东京电子、科林、科垒等美欧日厂商占据统治地位，国内设备厂商虽然在局部有亮点，但总体上步履维艰。
EDA和流片渠道需要大陆厂商携手共进
EDA工具和国外差距大，一方面固然有国外起步早的先发优势。另一方面，也需要整个产业链携手共进。使用XX版EDA工具只是权宜之计。国内单位应对正视问题，齐心协力一起把国产EDA工具一点一点做强。
开发出性能优越的EDA工具，一方面要有良好的算法，这对数学要求很高。而由于数学这类纯理论不赚钱，很多数学人才纷纷改行去来钱快的行业。另一方面需要和工艺相结合。
虽然在算法方面有可能取得一定的技术突破，但EDA设计的后端工具要和工艺相结合，但国内自主工艺很少有深亚微米的工艺。目前境内晶圆厂最先进的工艺线都是引进的，还签署一定限制条款。
正如国家要发展必然离不开完善的基础建设，这是发展的基础，EDA工具的研发进步就需要国内自主研发的制造工艺做基础，由于没有自主研发的先进制造工艺，所以和工艺结合的那部分就根本不可能取得技术突破。
那如果有了自主研发的先进工艺，就能够开发出良好的EDA工具了么？事情没这么简单。即便有了自主研发的先进工艺，撇开工艺结合，光在算法技术上和国外三巨头的差距也很远。而且算法和工艺相结合很难，需要非常高深的数学理论，这是目前国内很难做到的。

另外，技术发展也离不开商业因素，愿意采购华大九天产品的公司相对偏少，而EDA工具的成熟，离不开IC设计公司的大规模应用。在国外三巨头占有统治地位的情况下，会导致国产EDA陷入恶性循环——产品有差距导致客户少，客户少加剧产品差距。就国产EDA工具而言，短期还看不到赶超西方的可能性。
因此，国产EDA工具的成长和发展，必须依赖IC设计、IC制造单位或公司的鼎立协助，只有大家协同形成合力，才有希望追赶国外EDA三大厂。这个过程会比较慢，可能很多年才能实现。
流片渠道也是类似，当下境内晶圆厂的先进工艺是引进的，设备大多从外商购买，这使其遭遇政治风险时，没准又会“缺钙”。要解决这个问题，也需要国内半导体设备厂商、设计厂商和制造厂商共同努力，在一些对性能要求不高的芯片上，以牺牲芯片性能为代价，换取国产化含金量，建设红色产业链，实现独立自主，自立根生。

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