華為實現(xiàn)EDA國產(chǎn)化意味著什么？

2023年2月，在華為《突破烏江天險，實現(xiàn)戰(zhàn)略突圍》的誓師大會上，輪值主席徐直軍爆出華為已經(jīng)實現(xiàn)了EDA的國產(chǎn)化，這是比高端芯片和操作系統(tǒng)更基礎更關鍵的突破。

究竟什么是EDA？

這要從電子設備制作說起。制作電子設備，第一步要設計電路原理圖，第二步轉換成器件實際連接的線路版圖，第三步根據(jù)線路板圖制作電路板，第四步把器件焊接在電路板上面。

最初這些工作都是靠手工的，效率自然很低，因此就出現(xiàn)了一種電子設計自動化工具，英文名是Electronic Design Automation，縮寫就是EDA。EDA就好比農(nóng)民手里的農(nóng)具，離開了它們，電子設計師什么都干不了。

美國在高科技領域卡我們的脖子，公眾關注的是高端芯片和操作系統(tǒng)，而行業(yè)人士擔心的卻是EDA。因為高端芯片和操作系統(tǒng)我們本來就有基礎，突破的技術路線也很清晰，現(xiàn)在14納米芯片已經(jīng)量產(chǎn)，鴻蒙操作系統(tǒng)獲得了極大成功。而全球EDA市場由美國三大巨頭Synopsys、Cadence、Siemens-EDA把控者，并深耕沉淀了幾十年。

圖片來自圖蟲網(wǎng)

在全球電子設計師的共同努力下，EDA功能不斷迭代進步，系統(tǒng)越來越完善和強大，形成了既龐大又精細的通用性巨型工具庫。也正因為如此，全世界電子企業(yè)從來就沒有過另起爐灶搞出替代產(chǎn)品的想法，這是幾乎不可能完成的任務。

現(xiàn)在華為宣稱已經(jīng)有了整套的解決方案，原理設計、仿真驗證、電路布局、線路版圖、規(guī)則檢查，整套工具都有了替代方案，這是一項震驚世界的事件。

華為為什么能做到？

原因有幾個，一是被逼的，華為雖有一流電子設備設計能力，但工具卻被沒收了，不得已只能再做一套新工具。

二是難度并沒有想象的那么大，EDA的能力是逐漸摸索改進出來的，例如電源地線的純凈度該如何保持？射頻器件的電磁兼容性該怎樣保證？這些都是不斷試錯摸索出來的知識，而這些知識都是公開的。華為不再需要試錯，直接把這些知識實現(xiàn)出來就行了。好比是制造農(nóng)具，青銅農(nóng)具、鐵質農(nóng)具等進化過程都省略了，直接設計新款聯(lián)合收割機，這就快多了。

三是有軍團作戰(zhàn)的研發(fā)模式。任何一款EDA都有成千上萬功能模塊，全部重新實現(xiàn)是件浩瀚的大工程。華為自2018年開始研發(fā)EDA替代，集中了大量人力和財力，多部門密切協(xié)同集智攻關。正如任正非說的“瞄準一個城墻沖鋒”那樣，這種效率是傳統(tǒng)研發(fā)模式難以企及的。

現(xiàn)在華為已經(jīng)完成了軟件硬件開發(fā)78款工具的替代，支持了華為公司10多萬工程師的開發(fā)工作，而且還基于華為云對外提供軟件工具的服務，實現(xiàn)了內(nèi)外一致。他們把所有產(chǎn)品線都切換到了自研工具，例如把電路原理圖都轉移到自研的“天樞”EDA上面，合作伙伴和客戶也可以在華為云上來使用。目前每月有大約20多萬的軟件開發(fā)人員和19.7萬名的硬件開發(fā)人員在使用這些新工具，還有203家企業(yè)愿意付費使用。

EDA的突破有著三方面的意義，一是解決了進入美國實體清單的企業(yè)業(yè)務連續(xù)性的問題；二是在工具軟件去美化國產(chǎn)化方面起到了示范效應；三是在合作的科研院所中培養(yǎng)了EDA相關的復合型人才。

美國用來卡我們脖子的鐵鏈有三個鎖扣，分別是高端芯片、操作系統(tǒng)和EDA，高端芯片已有突破，操作系統(tǒng)已有鴻蒙，EDA的國產(chǎn)替代，說明最后一個鎖扣正在打開。

雖然EDA的研發(fā)取得了重大成果，但尚未徹底突破的工具仍有不少，需要馬不停蹄繼續(xù)攻關，EDA的去美化國產(chǎn)化已經(jīng)開上了快車道。

本文為科普中國·星空計劃扶持作品

作者：奧卡姆剃刀

審核：黃永光（中科院半導體所 副研究員）

出品：中國科協(xié)科普部

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