亟待攻克的核心技術(shù)⒀

“德國最大的企業(yè)是哪家隶谒？西門子瓣蛀？大眾？都不是余窖，是SAP，一家引領(lǐng)德國工業(yè)4.0的工業(yè)軟件公司函以。世界500強(qiáng)中森片，80%的公司都是它的客戶」煳罚”5月16日毯炊，中國信息安全研究院總工程師夏剛研究員接受記者采訪時(shí)說，而我國的核心工業(yè)軟件領(lǐng)域瞄隶，基本還是“無人區(qū)”态素。

工業(yè)軟件缺位，為智能制造帶來了“成長的煩惱”第讯。譬如躲含，芯片設(shè)計(jì)生產(chǎn)“必備神器”EDA工業(yè)軟件，我國就不得不面臨被國外生產(chǎn)制造商無預(yù)兆“卡脖子”的風(fēng)險(xiǎn)褒碌。

EDA軟件水平代表一國電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力

工業(yè)系統(tǒng)復(fù)雜到一定程度荔鸵，就需要以計(jì)算機(jī)輔助的工業(yè)軟件來替代人腦計(jì)算。工業(yè)軟件“管轄范圍”涉及原料供給調(diào)度踊跟、產(chǎn)品設(shè)計(jì)分析踩验、工藝流程管理、工業(yè)控制商玫、質(zhì)量管理等諸多領(lǐng)域箕憾。

EDA，即電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化拳昌。用于輔助和實(shí)現(xiàn)EDA的軟件袭异，被歸口為高等級(jí)“行業(yè)通用”工業(yè)軟件。在先進(jìn)制造的“流水線”上炬藤，沒有先進(jìn)EDA軟件做產(chǎn)品設(shè)計(jì)御铃，再高端的設(shè)備、再精湛的工藝沈矿，也得“歇菜”上真。

EDA軟件是在虛擬世界幫設(shè)計(jì)師“試錯(cuò)”的“實(shí)驗(yàn)員”咬腋。夏剛說：“它能極大提高電路設(shè)計(jì)效率∷ィ”

沒有這個(gè)軟件根竿，設(shè)計(jì)者可能要經(jīng)過若干次實(shí)物試驗(yàn)，才能做出一個(gè)合格設(shè)計(jì)甩澳。有了EDA軟件卜呈，就能通過計(jì)算機(jī)“試錯(cuò)”，低成本設(shè)計(jì)出合格產(chǎn)品岗师。通過EDA軟件平臺(tái)贵舀，設(shè)計(jì)者借由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成邏輯編譯、簡化瘩邀、分割捕砖、綜合優(yōu)化、布局邓晃、布線和仿真泡快，直至對(duì)特定目標(biāo)芯片完成各項(xiàng)工作。

“簡單到收音機(jī)纤票，復(fù)雜到英特爾酷睿i7的處理器都能通過EDA軟件的電路設(shè)計(jì)與仿真技術(shù)來實(shí)現(xiàn)嗓钦。能否設(shè)計(jì)出更高性能的CPU，既取決于設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的專業(yè)知識(shí)猪攀，也取決于表達(dá)專業(yè)知識(shí)的EDA軟件溯饵。因此，一個(gè)國家的EDA軟件水平锨用，代表著其電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力的高下丰刊。”上海交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)院副教授陳秀真說增拥。

缺乏先進(jìn)原生工業(yè)技術(shù)啄巧，我國EDA難“全能”

我國也有自主EDA軟件。夏剛表示掌栅，例如華大EDA和EasyEDA等產(chǎn)品秩仆，做了多年技術(shù)積累，擁有一大批成功用戶案例猾封。對(duì)于模擬電路或全定制設(shè)計(jì)電路澄耍，國產(chǎn)EDA與美國主流EDA工具相較，設(shè)計(jì)原理上并無差異晌缘，但軟件性能卻存在不小差距齐莲，主要表現(xiàn)在對(duì)先進(jìn)技術(shù)和工藝支持不足，和國外先進(jìn)EDA工具之間存在“代差”磷箕。這種“代差”可被“數(shù)字化”：僅國外EDA三大巨頭公司Cadence鳖直、Synopsys及Mentor悯女，就占據(jù)了全球該行業(yè)每年總收入的70%。

這樣的差距吨争，源自國產(chǎn)EDA軟件在部分工藝技術(shù)上的缺失辑揍。模擬電路或全定制設(shè)計(jì)電路硫红，主要需要原理圖绊蚯、版圖、DRC工具等EDA軟件综姜。這類軟件規(guī)模不大箭堆，性能和可靠性要求卻甚高，對(duì)工藝依賴程度高挽钧。通常猿异，為滿足設(shè)計(jì)需要，設(shè)計(jì)工程師要對(duì)芯片生產(chǎn)廠家提供的某些工藝參數(shù)修改熊朵、調(diào)整并驗(yàn)證兢涡。因此，模擬電路設(shè)計(jì)除需要上述主流EDA功能外殖熟，還需要針對(duì)芯片生產(chǎn)廠家提供的EDA軟件進(jìn)行分析和驗(yàn)證局待，以及二次開發(fā)，并要通過自動(dòng)檢查分析工具來保證芯片可靠性菱属。

這類特殊的專業(yè)軟件钳榨，國內(nèi)EDA廠商只能“分情況”供應(yīng)。對(duì)于設(shè)計(jì)一款既可通過全自動(dòng)EDA軟件設(shè)計(jì)纽门，也可采用半自動(dòng)或手工流程來設(shè)計(jì)的小規(guī)模數(shù)字電路薛耻，尚能“hold”住。

對(duì)只能依靠全自動(dòng)綜合工具和布局布線工具來完成設(shè)計(jì)的大規(guī)模數(shù)字電路赏陵，國產(chǎn)EDA軟件則顯“力不從心”饼齿。

“大規(guī)模集成電路最先進(jìn)的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝，都源自美國等國家蝙搔。沒有原生的先進(jìn)工業(yè)技術(shù)候醒，是我國EDA工具無法‘全能’的根本原因≡尤常”研發(fā)自主操作系統(tǒng)的天津麒麟公司總裁孔金珠研究員說倒淫。

成立于1984年的美國Xilinx公司，主要研發(fā)败玉、制造并銷售高級(jí)集成電路祭静、EDA軟件設(shè)計(jì)工具。該公司首創(chuàng)了現(xiàn)場可編程邏輯陣列(FPGA)技術(shù)爵路，與傳統(tǒng)方法比姻粱，利用該EDA軟件客戶能更快設(shè)計(jì)和驗(yàn)證電路讹唧，大幅縮短電子設(shè)備制造商產(chǎn)品開發(fā)周期，降低開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)研镀。

“Xilinx干了30多年的FPGA技術(shù)剃坦，國內(nèi)這一技術(shù)才發(fā)展多少年？這中間的技術(shù)代差焙檀，怎可能一蹴而就取而代之绝电？”夏剛舉例解釋了自主EDA軟件的“痛點(diǎn)”。他說辟瞄，我國芯片設(shè)計(jì)生產(chǎn)一直高度依賴國外軟件默在。這讓國產(chǎn)EDA軟件企業(yè)，不得不追著“一直被模仿坝给，從未被超越”的國外同行去開發(fā)跺诈。作為“跟隨者”，國產(chǎn)EDA軟件能獲得的用戶體驗(yàn)和反饋也少魂奥，導(dǎo)致了目前的差距菠剩。

“EDA軟件還只是工業(yè)軟件中的冰山一角，由此可見我國自主工業(yè)軟件之殤耻煤。發(fā)展自主工業(yè)操作系統(tǒng)+自主工業(yè)軟件體系具壮，刻不容緩∥ハ迹”孔金珠說嘴办。

破冰工業(yè)軟件之困 亟須發(fā)揮“舉國體制”優(yōu)越性

“我們要集中力量解決軟件和信息技術(shù)服務(wù)業(yè)核心技術(shù)創(chuàng)新能力不強(qiáng)、生態(tài)構(gòu)建能力較弱等卡脖子問題买鸽〗Ы迹”不久前在廣西南寧召開的全國信息化和軟件服務(wù)業(yè)工作座談會(huì)上，工信部副部長陳肇雄說眼五。

夏剛等專家呼吁妆艘，要保護(hù)好工業(yè)軟件發(fā)展的“生態(tài)”】从祝“我國芯片和操作系統(tǒng)領(lǐng)域留下的教訓(xùn)批旺，就包括生態(tài)缺失。我們要吸取這一教訓(xùn)缠染，才能最終把我國自主工業(yè)軟件實(shí)實(shí)在在植入制造業(yè)猪玛。”

對(duì)于可能出現(xiàn)的EDA軟件禁售骡梨，專家認(rèn)為既有利好衩斋，也要警惕。如果禁售長達(dá)數(shù)十年，迫使我國在EDA軟件領(lǐng)域不得不“自力更生”瞎介，像核物理和導(dǎo)彈武器領(lǐng)域那樣碗厕，可能促進(jìn)現(xiàn)有EDA軟件的實(shí)用化水平在短期內(nèi)大幅提高。而“短暫禁售”則很令人擔(dān)憂融辈，如果大多數(shù)國內(nèi)用戶僥幸使用盜版并等待解禁誓华，極可能傷害國內(nèi)EDA軟件企業(yè)自主研發(fā)的積極性。

“EDA軟件面臨的危機(jī)和機(jī)遇胧蹲，大體能反映其他工業(yè)軟件的境遇菇唇。建議把工業(yè)軟件的發(fā)展，放到航空心爷、航天现恼、兵工肃续、船舶等行業(yè)同等重要的地位黍檩，發(fā)揮‘舉國體制’優(yōu)越性，破解工業(yè)軟件受制于人的局面始锚」艚矗”夏剛說。

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