EDA （Electronic Design Automation） 已經成為了集成電路產業中重要的一環，而目前全球EDA市場主要是被國際巨頭所壟斷。尤其是在貿易局勢多變的情況下，EDA也被視為是我國集成電路產業發展過程當中的一個“卡脖子”環節。

但從我國EDA產業發展的現狀上看，我國EDA市場還存在著產品覆蓋不全、技術積累薄弱、人才缺口巨大等問題。為了改善這種現狀，在2020集成電路EDA設計精英挑戰賽的同期，南京集成電路設計服務產業創新中心有限公司（ 簡稱：EDA創新中心 ）舉辦了”開源EDA助力產學融合論壇”。

EDA創新中心行政副總經理李琳表示：“集成電路是高科技領域產品及應用的核心技術之一，EDA則是我國集成電路產業中仍顯薄弱的一環。而開源作為一種創新的模式已經在軟硬件方面取得了巨大的成功，如何將開源的成功復制到EDA領域，發掘出開源EDA的價值，也成為了業界的新課題。”

開源EDA的必要性

從全球EDA產業發展的情況來看，上個世紀九十年代，美國在支持超大規模集成電路發展的過程中，推動了一系列EDA工具的發展，奠定了其在全球EDA領域中的優勢地位——據相關統計資料顯示，目前，除了三大EDA巨頭是美國企業，全球中小型EDA企業中的60%也是在美國建立。

多年來，這些美國企業主導著全球EDA市場。如今，EDA已經發展成為了集成電路的核心支柱產業，而我國在EDA領域還與世界先進水平具有一定的差距，因此，國外廠商的發展經歷和技術發展方向也能為本土廠商提供思路。

東南大學國家專用集成電路系統工程技術中心教研室主任楊軍博士指出，發展國產EDA的目的在于要對集成電路產業起到支撐的作用。從另外一方面看，集成電路發展的最大動力是創新，EDA則是創新的載體之一，所以，本土EDA的發展不僅要補短板，還需要創新來驅動這個產業的持續發展。

開源則是EDA實現創新發展的方向之一。從過去市場的經驗中看，以Linux和安卓為代表的開源軟件在商業上獲得了巨大的成功，此外，還有一些開源軟件已經逐漸成為主流工具之一，這說明了開源軟件的價值已經被市場所認可。

開源在成本和靈活性上的優勢，也同樣吸引了很多集成電路企業的注意。尤其是在芯片設計越來越復雜的今天，芯片設計對EDA的要求與依賴也越來越高，這也就意味著，相關廠商要為更先進的EDA工具而負擔更高額的成本。因而，EDA也開始向開源方向發展。

從另一個角度來看，開源硬件被越來越多地應用到集成電路領域中，以實現芯片設計重用和設計加速，并開始逐步落實。北京大學高能效計算與應用中心執行主任羅國杰博士曾在其發表的一篇文章中指出，開源EDA工具在開源硬件的設計中扮演著非常重要的角色。若沒有開源EDA工具，開源硬件依然需要借助商業EDA軟件進行后續設計，而這些商業軟件很有可能無法高能效地完成開源硬件的后續開發。

因此，開發開源EDA不僅能夠推動國產EDA產業的創新，在商業價值方面還有著很大的發展空間。

開源EDA的發展難點

雖然開源是EDA的一個創新方向，但開源EDA的發展依舊面臨很多挑戰。

中科院計算所助理研究員解壁偉博士在本次論壇中指出了開源EDA發展的三大難點，其一是開源EDA工具質量相比商業工具還存在著很大差距，這也使得用戶數量非常有限；其二，Contributor同時需要具備計算機、數學和電子方面的知識，但這類人才的基數較少，導致了開源EDA的貢獻者數量有限；其三，由于開源EDA框架結構不清晰，導致了代碼不統一且復用率低，工具與算法綁定，設計新算法通常需要大量重寫，使得開源EDA的推廣和大規模使用受到了阻礙。

在EDA領域當中，FPGA EDA在開源方向上已經取得了一些進展。據安路科技軟件Fellow劉建華博士介紹，由Jason Anderson教授領導開發的LegUp Computing是一款FPGA高層次綜合工具，可以使硬件設計人員可以使用C對FPGA器件進行編程，以提高生產率并簡化驗證；在邏輯映射方面，伯克利實驗室所推出的ABC也被多家FPGA企業采用；另外，由Vaughn Betz教授領導研發的FPGA布局布線工具VPR也受到了企業的歡迎。

作為支持國產開源FPGA EDA發展的企業之一，安路科技的劉建華博士指出了開源FPGA EDA的發展難點。他表示：“開源EDA工具社區通常以學校和極客為主，他們具有豐富的創造力但也存在著缺少工程經驗和資金支持等問題；而純商業的大型企業缺乏鼓勵外部創新的動力，一旦內部技術達到先進水平，就轉向專注于內部改進，而忽視對開源的貢獻；另外，在商業工具已經具有競爭力的領域，開源EDA工具難以維持高質量。這都成為了開源FPGA EDA的瓶頸。”

如何助力開源EDA的繁榮

為了突破開源EDA的發展瓶頸，我國在近兩年中也涌現了一批致力于此的企業。在2019年6月成立的EDA創新中心便是其中之一。據其官網介紹顯示，開源EDA平臺、EDA產業標準、EDA云平臺服務以及先導性技術研究是公司聚焦的四個板塊。

針對開源EDA平臺方面，EDA創新中心研發副總經理陳剛博士表示：“開源EDA對基礎組件的需求在于點工具各自獨立，需要統一的底層平臺，整合成套的工具鏈。實際上，開源組件是一個開放的科研平臺、教育平臺，也是一個開放的創新平臺。”

為此，EDA創新中心研發了一款OpenEDA.com開源平臺。今年11月，該開源平臺正式上線， 該平臺首個項目——開源EDA基礎構件OpenEDI也于同期正式發布。根據陳剛博士介紹，OpenEDI的建設思路是從數據庫入手，聚焦通用、有共性的組件（包括parsers、通用算法以及通用計算架構），再交付到產業當中應用于具體工具產品。

據悉，OpenEDI將圍繞著超大規模集成電路設計、制造、封裝測試等領域所需EDA技術進行開發與發展，旨在促進EDA領域的開源開放協同創新，構建EDA的技術鏈、創新鏈和生態鏈，推動EDA開源軟件技術和產業發展。

從學術角度上看，羅國杰博士認為，打造開源EDA算法平臺是發展開源EDA的突破口之一。“開源支撐EDA算法開發，使其成為芯片設計者可掌握的技能”，他指出：“通過層次化和功能重用能夠解決軟件復雜度的問題。”

從流程上，EDA大致可分為應用層、接口層、數據層、算法層和求解器層。通過拆解，框架開發者可專注于增強EDA算法的性能，EDA算法開發者專注于算法設計而不需要過多地考慮性能，而芯片設計者則可以根據自己的需求來實現快速定制。在這其中，開源EDA組件就有機會賦能，實現AI驅動的自動設計流程。

順應EDA智能化發展趨勢，與AI人工智能學院互相合作，不僅是行業趨勢，這也是行業專家所提倡的。

這也意味著，開源EDA的發展離不開人才，因此，培養EDA人才也成為了業界專家關注的重點。楊軍博士指出，集成電路一級學科的建立，如果就此促成EDA二級學科的建立，將會為培養EDA人才提供了機會。在這個過程中，師資力量和課程的設置則是需要考慮的重點。此外，校企合作培養，產、學、研精準協同也在其中發揮著重要的作用。楊軍博士表示：“EDA英雄不問出處，以賽代練，也可以吸引更多的EDA人才。”

而集成電路EDA設計精英挑戰賽便提供了這樣一個機會。

作為為本次大賽提供特別贊助的EDA創新中心也十分注重EDA人才的培養。據了解，EDA創新中心將大力引進海內外優秀的集成電路人才，同時通過完善的內部培訓機制，培養出年輕的后備力量，搭建起完整的人才梯隊，并為員工創建完善的職業發展通道。在未來的5至10年，創新中心將打造成為我國乃至全球EDA前沿技術研究中心、技術儲備中心、人才培養與集聚中心。

為了落實人才培養計劃，今年11月，EDA創新中心還聯合了東南大學和華大九共同打造了聯合實驗室，旨在加快EDA技術研發和人才培養，推動國內EDA產業整體提升。

結語

開源EDA的發展已經受到了業界的關注，EDA創新中心立足于南京，擁有非常豐富的高校資源，同時，在南京江北新區國家級新區和自貿區雙區聯動，及“芯片之城”兩城一中心的帶動下，此地所集聚的大量集成電路企業，也為EDA創新中心的開源項目發展提供了契機。

在政、企、學、研的共同努力下，我們或許可以期待，開源EDA能夠為本土EDA產業鏈的發展打開新的大門。
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