读工业软件简史11EDA

1. EDA技术

1.1. 没有任何一种工具，能够像电子设计自动化(EDA)软件那样，跟半导体行业的飞速发展如此紧密地绑定在一起

1.2. 摩尔定律引领半导体行业60多年，EDA软件则是这个先知定律的最忠实的伴随者—它从来没有跟丢过

1.3. 整个EDA软件的全球市场规模仅约为100亿美元，相对于5000亿美元的半导体产业，它的产值几乎不可见

• 1.3.1. 如果没有了这块基石，全球所有的芯片设计公司都会立即停摆，半导体倒金字塔瞬间坍塌

1.4. EDA软件的工作，是在芯片狭小的空间进行布局、走线和事前分析，如同在一颗米粒上刻出航空母舰模型那样

• 1.4.1. 离开专业的EDA工具，半导体的设计和制造都是不可想象的事情

1.5. 电路仿真软件SPICE作为最早的、在今天仍然是最重要的软件之一，诞生于1971年

• 1.5.1. 虽比摩尔定律的提出时间晚了6年，但它自诞生之日起就成为摩尔定律最忠诚的保驾护航者

1.6. 在2001年的时候，半导体技术沿着摩尔定律发展的最大威胁，来自设计费用的飙升

1.7. EDA技术第一个将关于计算建模、计算思维、计算探索的概念和技术，成功应用于电子电路设计工程领域

• 1.7.1. 改变了电子工程师设计和制造集成电路的方式

1.8. EDA技术是计算机科学与工程跨领域合作的成果

1.9. 电子电路设计领域遇到的问题，比如说成本压力、复杂性挑战、多样性挑战，有很多是需要通过EDA技术来解决

1.10. 需要为半导体产业不断提供设计下一代芯片的方法和工具

1.11. EDA软件不断被时间追赶，永远在赛道上飞驰

1.12. 归属

• 1.12.1. EDA软件在最早的时候是机械CAD软件的附属品，那是一个机械的时代

• 1.12.2. 两者有着本质上的不同

• 1.12.2.1. 一个服务于电子半导体行业，跟着摩尔定律走

• 1.12.2.2. 个服务于机械、航空、汽车、轮船等制造行业，跟着物理定律走

1.13. 在全球软件领域，无论是哪种类别的软件，在美国之外基本上都有旗鼓相当的竞争对手，唯独EDA软件除外

1.14. 一个悖论：加州大学伯克利分校广为开放传播软件源代码，反而造就了最成功的软件霸主

2. EDA软件前传

2.1. SPICE

• 2.1.1. Simulation program with integrated circuit emphasis

• 2.1.2. SPICE完全出自数学理论的功底

• 2.1.3. 佩德森教授不仅仅是SPICE之父，也是软件代码开源运动的鼻祖级人物

• 2.1.4. 半导体芯片设计公司与设计验证工程师最离不开的软件，当属电路仿真软件SPICE

• 2.1.5. 它在仿真模拟电路、混合信号电路等许多场合纵横驰骋

• 2.1.6. 它才是最正宗的EDA软件鼻祖

• 2.1.7. 作为最早的电子设计自动化软件，SPICE在今天仍然位列最重要的软件之一

• 2.1.8. SPICE只能解决小部分的问题，更多的EDA软件功能，需要更加商业化的接班人来实现

2.2. SAP84有限元仿真软件在国内四处传播

3. EDA软件崛起

3.1. 专用集成电路(ASIC, Application Specific IC)

• 3.1.1. ASIC仍是集成电路，但设计者的理念已经完全不同

3.2. 第二代EDA软件的缺陷跟第一代EDA软件没有什么两样

• 3.2.1. 它依然是软件和硬件紧密地绑定在一起，硬件收入是占比最大的一块

• 3.2.2. 第二代EDA软件独立公司中存在时间最长的Mentor，在2016年被西门子公司45亿美元收购是有前兆的

3.3. 第三代EDA软件与第二代EDA软件的区别，并不在于出现时间

3.4. 第三代EDA软件主要以Cadence公司和Synopsys公司的产品为代表

• 3.4.1. 这两家公司的名称都改了几次，背后充满着曲折的故事

3.5. Cadence公司是在1982年成立的，仅仅比第二代三驾马车之一的Mentor公司的成立晚一年

• 3.5.1. 在Cadence开创了一种全新的商业模式，那就是“只卖软件”(Software-Only)

• 3.5.1.1. 这是一种从未有过的软件业务模式

3.6. 随着晶体管集成度的提高，其复杂程度已经大幅超越了工程师的逻辑极限

• 3.6.1. 单元库拥有很多优势，使得电路设计工作很容易从一家晶圆工厂移植到另外一家

3.7. 创始人的出身，往往是一个工业软件DNA的决定性基因片断

3.8. 有了抽象化的技术之后，设计师可以直接采用高级语言“设计电路板”​，然后通过逻辑综合工具把抽象的设计，自动转化成机器语言，形成由各种逻辑门组成的电路组合

3.9. 英国ARM公司的登场，带来一个全新的商业模式：将各种设计库虚拟化，然后授权给其他企业使用

• 3.9.1. ARM公司的这种思想对整个半导体行业产生了重大的影响

• 3.9.2. 物理实体变成了软件定义，处理器就是IP模块

4. 三分天下

4.1. 并购这种场景在中国工业软件市场上并不常见

4.2. 在Cadence公司数不清的并购中，1989年收购Verilog软件是其最为重要的一次并购。Verilog作为一种模拟器，是用来描述芯片并对其进行模拟和验证的工具，它成功地解决了复杂度带来的芯片性验证困难

• 4.2.1. EDA技术一下子同时实现了软件模拟和硬件仿真

• 4.2.2. 也意味着设计与仿真，可由同一家公司的不同套软件来完成，二者密不可分

• 4.2.3. 这个趋势比机械领域的CAD技术和CAE技术的融合，整整要早三十多年

4.3. EDA软件公司的并购历史，与CAD/CAE软件公司的并购史有些不一样

• 4.3.1. 后者主要集中在最近十多年

• 4.3.2. EDA软件则从1990年开始，每十年所发生的并购都分布均匀

4.4. 靠着强力的知识吞吐，工业软件以其“百溪成河、百河入川”的汇聚方式，形成了深不可测的知识鸿沟—追赶者很容易被远远甩在后面

4.5. 三十年前的第三代EDA软件的主要玩家，基本确立了江湖的秩序，以至于后来再无挑战者

4.6. 过于成熟的事物背后都会是隐忧

• 4.6.1. EDA软件近十多年的发展，看上去更像是在深扎营寨，并未见到明显的开疆拓土，整个产业的产值在100亿美元左右徘徊不前