产教融合，助推国产EDA技术突围 | 第五届EDA精英挑战赛重磅来袭

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　　众所周知，EDA是集成电路产业中重要的组成部分，也是集成电路产业链最上游、最高端的细分行业。

 

　　EDA，全称Electronic Design Automation，即电子设计自动化，其采用计算机辅助设计软件来完成超大规模集成电路芯片的功能设计、综合、验证和物理设计等关键阶段。作为集成电路领域的上游基础工具，EDA软件贯穿于集成电路设计、制造、封测等多个环节，是集成电路产业的战略基础支柱之一。

 

　　但从目前产业现状来看，我国EDA市场主要是由国外厂商所占据。随着我国逐步提高芯片的国产化率，作为集成电路产业中的核心工具，国产EDA的发展受到了业界广泛关注。

 

　　华大九天作为国产EDA行业中的领军企业，过去多年来，一直致力于开发国产EDA工具，建立国产EDA产业生态。同时，为促进国产EDA进一步发展，发掘EDA行业人才，华大九天还积极参与并赞助了集成电路EDA设计精英挑战赛（下文简称：EDA精英挑战赛）。

 

　　据了解，EDA精英挑战赛是面向国内外高校的集成电路挑战赛，也是国内唯一一个专注于EDA方向的专业竞赛，从本科到博士都可参赛，赛题覆盖EDA应用及算法，需要计算机、电子、物理、软件、数学、AI等知识储备，对参赛队伍的要求极具综合性。自2019年6月启动时，就受到了来自产业及高校的高度关注，产业界和学术界专家反馈，部分参赛作品具有很好的参考价值。

 

　　第五届EDA精英挑战赛重磅来袭

 

　　近日，第五届集成电路EDA设计精英挑战赛正式启幕。作为国内EDA领域最具代表性的专业赛事之一，华大九天已连续五年参与支持赛事，持续助力产业人才培养、深化产学研合作，为中国EDA产业培养和储备优秀的新生代技术力量。

 

　　今年，华大九天发布“统计静态时序分析算法实现”的企业赛题。对于赛题的设置和考量，华大九天业务合作高级总监余涵表示，当前国产EDA还在高速发展中，华大九天作为国产EDA的龙头企业，我们肩负着逐渐把国产EDA全环节、全链条补足的责任。但是在不断地自研、改进多款工具和技术的过程中，由于在自身资源、技术积累等方面还存在一定不足，部分技术处于探索阶段。因此，想从学界吸取一些更好的方法来改进我们的产品和技术。

 

　　出于这样的目的，华大九天把在EDA工具开发中遇到的一些难题、待改进的技术，或者一些完全崭新的技术，抽象出来，然后经过加工出成赛题，期望通过“取百家之长”来应对技术挑战。

 

　　回到本次赛题，时序分析一直是芯片设计中很重要的一环，许多EDA产品和过程都离不开时序分析。

 

　　集成电路中若存在建立时间或保持时间的时序违例会导致集成电路实际工作性能不能满足 设计要求，甚至会产生功能性错误而导致设计失败。因此，作为集成电路时序违例的检查工具，静态时序分析(STA)是保障集成电路流片成功的一个重要环节。

 

　　STA工具的一个能够被广泛应用的原因是其算法复杂度与集成电路的设计复杂度成线性关系，这个特性保证了STA工具能够在合理的时间和内存要求下完成对集成电路的分析。然而，传统STA工具将制造工艺参数，如离子注入浓度，氧化层厚度等认为是一个固定值，因此计算得出器件和互连线的延时(delay)也是一个固定值。这是一个与实际事实有明显不符的假设。

 

　　在传统STA工具为了引入这种不确定性就要芯片设计者根据自己的设计经验人为地引入一个悲观量——Derate，在先进制造工艺下悲观量的选取已经成为了一个越来越困难的任务。为了模拟这种不确定性，人们提出了统计STA(SSTA)的概念。

 

　　在SSTA工具中，器件的延时不再是一个固定值，而是一个正态分布，时序路径的到达时间也是以正态分布来描述的。相比于传统STA算法，SSTA虽然是一个更合理的概念，但是SSTA在理解器件工作原理、数学统计和随机过程、仿真、时序库的搭建和利用等方面，对EDA企业也提出了很多挑战。

 

　　余涵表示，SSTA也是国产EDA行业正在优化的较重要的课题之一。对此，华大九天结合实际场景，把这道题进行打磨，然后供给这次的EDA精英挑战赛。

 

　　能看到，华大九天不仅是发挥自己的能力，也希望通过像EDA精英挑战赛等竞赛平台，通过产教融合的机会去汇聚来自高校师生和科研界的人才和智慧，进而更快更好的攻克当前国产EDA产业难题和技术挑战。

 

　　产教融合，为国产EDA赋能

 

　　回顾EDA精英赛发展历程，余涵表示，从第一届开始，华大九天就一直伴随着EDA精英挑战赛成长，见证了其从小到大不断成长的过程。多年来，EDA精英挑战赛在时龙兴、杨军等专家教授们的指导之下，该赛事目前已经成为了EDA细分子领域赛道中影响力最大、参与人数最多，且专业性最高的大赛之一。

 

　　EDA精英挑战赛为包括华大九天在内的多家命题企业都带来了很多好的思路和解决方案，也帮助企业对接到了高校中很多来自各个专业的人才团队和专家教授，对于依托学校资源来快速补充、促进研究成果往EDA产业转化，是一个非常重要的竞赛平台。

 

　　作为深度参与EDA精英挑战赛的典型企业代表，华大九天每年的赛题都会围绕真实产品中相应会碰到的一些算法，也在这个过程中也收获了很好的成果。

 

　　其中尤为值得强调的是，从第二届到第四届，华大九天连续三届出了一个“马拉松赛制”的赛题。

 

　　何谓马拉松赛题？余涵介绍道：“马拉松赛题指的是连续多届赛题针对同样的技术方向，比如说自动布局布线这个方向，我们从第二届到第四届出的都是围绕这个方向来出题，但是每一年的要求都在逐次提高，从最开始的自动布局，延伸到布局布线，再到后续限定使用AI算法等新要求等，基于这种递进式的马拉松赛题设置，旨在更系统性的提升学生对细分技术领域的认知程度，以及帮助公司获取更多相关技术灵感。”

 

　　除了围绕同一方向不断提高指标要求外，马拉松赛题还有一个方向就是往不同的领域去拓展。还是以自动布局布线为例，余涵表示，马拉松题第一年的时候，只是一个布局的问题，到第二年才加上布线。其实第一年的布局问题不仅仅是用在芯片的布局布线，还可以往很多方向拓展，比如Chiplet、平板领域，以及Mask掩膜和MPW晶圆等领域拓展。

 

　　一方面是围绕固定领域把技术指标逐渐提高，另一个是围绕固定技术往多领域扩展，这两条路都是马拉松赛题可循的发展路径。

 

　　对于华大九天来说，参与包括EDA精英挑战赛在内的行业竞赛，给公司带来多方面价值。

 

　　促进技术成果转化。一方面，可以加强企业与高校之间的合作。余涵表示，虽然现在有很多高校已经在进行EDA的开发和研究工作，但是他们的科研成果却不被企业熟知。通过EDA大赛让华大九天能够更加直接地了解到目前高校和科研界在EDA方面的研究成果，以更好的进行合作，助力国产EDA企业更快实现技术突破。

 

　　以小见大，华大九天参与EDA精英挑战赛的过程，也是国产EDA行业在产教融合上的积极体现。

 

　　余涵表示，参考美国EDA产业以及整个半导体工业的发展历程来看，国内EDA产教融合这件事，非常有价值，也要开始走类似的产教融合的道路。而且，目前国内学界在EDA行业发展速度很快，以国际上对于EDA研究领域最具影响力的IEEE DAC会议为例，今年3月，中国大陆和香港地区在全部入选DAC的270篇论文中占比达到了45%，第一次超过美国。

 

　　这说明在EDA领域，我国科研界的实力已经位于世界第一梯队，有非常多值得研究探讨的方向。因此，国内EDA产业界需要充分利用好产教融合的机会，把一些教育界、科研界的想法和灵感尽可能地吸引到实际工业EDA产品的研发打磨过程中来。

 

　　正如余涵所言，如何吸纳EDA科研教学界的成果往工业化、往企业真正的产品进行转换，是EDA产教融合非常重要的价值所在。

 

　　推广EDA生态。当今，EDA的重要性愈加凸显，它的发展已不仅是技术与知识的整合，更依赖生态的完善。EDA的生态壁垒很多时候比技术壁垒还要高，尤其是客户对国外EDA三大家的产品都形成了使用习惯，国内EDA工具就很难得到改进、打磨和迭代的机会。

 

　　而通过此类行业大赛，华大九天可以让参赛者有机会走近国产EDA工具，了解目前国产EDA发展情况，接触到国产EDA工具在开发时所关注的问题，从而激发高校和师生对开发和使用国产工具的热情。

 

　　培养EDA人才。EDA行业属于典型的技术密集型行业，EDA工具研发难度大，对复合型人才需求高，市场准入门槛高且验证周期长，导致EDA行业对人才的竞争非常激烈。

 

　　虽然行业最近几年加大了培养力度，但短期内靠大幅投资培养来提升人员规模是比较困难的，并不能解决当下国产EDA产业缺人的燃眉之急。

 

　　在此情形下，华大九天在加强与高校的合作，注重校企联合培养。EDA大赛也能为EDA产业输送人才和源源不断的新生力量，能够让EDA产业保持创新的动力，有利于产业的持续发展。

 

　　谈到人才培养，余涵表示：“华大九天的人才培养可以分为两方面：一是EDA应用，把一些比较成熟的产品，通过各类合作方式提供给对我们技术和产品感兴趣的高校。华大九天不仅提供软件产品，还能够提供课程服务，还有配套讲师会去国内的高校授课，这样从在校生开始培养使用习惯；二是EDA算法开发，可以通过像EDA精英挑战赛这样的高水平竞赛，将一些国产EDA研发过程中比较有共性的算法作为赛题公布出去，达到收集算法思路、寻找到广大高校中合适的EDA科研团队等目的。”

 

　　除了EDA精英挑战赛，华大九天还赞助参与集创赛、研究生创芯大赛等其他一些国赛，以及部委和地方的相关比赛，每年大概支持总共10项左右的竞赛。据介绍，从覆盖到的高校和学生数量来讲，华大九天目前大概总共覆盖到了约四五百所高校，都在通过各种途径使用华大九天的国产EDA工具，一年至少有3000-5000名师生在使用华大九天的国产EDA的工具。

 

　　除此之外，为了满足公司业务发展需要的EDA人才的质量和数量要求，华大九天还在通过加强各类专业技术培训，做好员工的用、育、留工作，通过加强员工团队建设，保障了公司的长期、持续、健康发展和业绩提升。

 

　　华大九天作为国家产教融合型企业，自公司成立以来，始终将产教融合人才培养作为公司发展的长期战略。十多年来，通过主办或参与人才白皮书、学科竞赛、师资培训、高校暑期训练营、科研项目合作、人才联合培养、EDA博士后工作站等多样形式，不断为我国EDA人才和集成电路人才的培养贡献力量。

 

　　国产EDA乘势而起

 

　　自2009年成立至今，华大九天持续以打造全流程的产品布局和全领域的应用支撑为目标，通过十余年发展再创新，不断丰富和完善模拟电路设计全流程EDA工具系统、存储电路设计全流程EDA工具系统、射频电路设计全流程EDA工具系统、数字电路设计EDA工具、平板显示电路设计全流程EDA工具系统、晶圆制造EDA工具和先进封装设计EDA工具等解决方案，并持续获得市场突破。

 

　　

 

　　作为技术驱动型企业，技术产品创新是华大九天高质量发展的源动力。在推动既有产品迭代升级的同时，积极开展短板技术的攻关工作，扩充产品版图，提升产品质量；

 

　　同时，在巩固已有优势市场的前提下，积极探索新的业务增长点。不断加强区域战略协同，积极拓展新客户。通过与客户合作的深度和广度不断加深，能够更迅速准确的了解了客户需求，为设计出更具有竞争力、满足客户实际需求的 EDA 产品提供了有力的保障，也为进一步扩展各地的客户群体提供了强有力的支撑。

 

　　凭借多方位的产品布局和技术创新实力，华大九天在业绩上迎来新突破。据2023年半年度报告披露，2023年上半年，公司实现营业总收入4.05亿元，同比增长51.92%；归母净利润8381.04万元，同比增长107.30%，在半导体市场整体下行趋势下，实现逆势增长。

 

　　截至2023年6月30日，华大九天拥有约600家国内外客户。根据赛迪智库数据，2020年，EDA领域本土企业国内市场总销售额为7.6亿元，华大九天市场份额占比保持在50%以上，稳居本土EDA企业首位，是国内规模最大、产品线最完整、综合技术实力最强的EDA企业。

 

　　EDA行业作为典型的技术驱动型行业，突出的研发实力是奠定市场地位的基础。为确保自身的竞争力，华大九天保持了持续高比例的研发投入。报告期内，华大九天研发费用占营业收入的比例高达77.51%，同时建立了一套较为完善的持续创新机制，以加强人才的引进和培养，以及加强产业链上下游的价值发现等。在保持现有核心技术不断迭代、改进和优化的基础上，积极学习吸收、研究和开发新产品、新技术，及时响应客户和市场需求，补充和完善EDA产品和技术解决方案，使其逐渐成为在产业链中发挥关键作用的重要平台。

 

　　与此同时，面对技术创新、产品升级的风险，华大九天将通过加大研发投入、并购或者技术引进等方式，加快补齐产品缺项，迭代升级已有产品，提高产品市场竞争力，提升综合技术实力，同时加强产业链上下游战略合作，建立良好的合作关系，加强EDA技术产品与加工工艺的结合。

 

　　展望未来，面对国际贸易摩擦风险，国产替代成为行业共识，政策和资本都开始向EDA行业倾斜。同时，随着国内集成电路行业的不断发展，产业链下游的设计、制造和封装能力不断增强，对国产EDA的需求不断加大。

 

　　对此，华大九天将持续加大研发投入，加快技术创新步伐，提升产品市场竞争力，打造拳头产品，积极开拓新市场，树立国产应用标杆，扩大国内市场份额。可以预见，在华大九天的带领下，国产EDA行业将迎来新发展浪潮。