西门子 EDA 断供，国内芯片产业将何去何从？

在全球芯片产业格局中，西门子 EDA 作为领先的 EDA 工具供应商，其一举一动都备受关注。据悉，西门子 EDA 旗下的 Calibre 系列产品在其总营收中占据 40% 的重要份额。在芯片设计至关重要的 sign - off（签核）环节，超过 90% 的 IC 设计公司采用该工具，市场份额预估超 70%。一旦西门子 EDA 断供中国，无疑将对国内芯片产业产生深远且复杂的影响。

芯片制造与机械制造有相似之处，制造厂依据不同客户的设计图纸生产产品。但芯片的图纸和制造工序更为复杂，先进工艺设计图纸的图层数可达数百层，制造工序多达上千步，制造约束相关的规则文件规模从 28nm 的数万行增长到先进工艺的数百万行。因此，保障设计图纸的合规性、正确性和合理性，成为芯片成功投产的关键。物理验证工具作为确保设计图纸合规性、正确性的关键环节，在芯片生产流程中不可或缺。

物理验证工具主要包括以下几种：

●DRC（设计规则检查）

其主要功能是检查版图能否在对应的工艺制程下制造来。例如，图形的线宽线距太细，超过了工艺极限，是无法被生成出来的。这很像建筑业的"施工规范"，房屋的承重墙厚度、门窗的间距都需要符合安全标准才能稳固。

●LVS（版图及原理图一致性检查）

其主要功能是从物理版图中，提取出所有器件及参数，互联网络，并与芯片设计的原理图数据进行一致性检查，保障芯片功能的正确性。就像建筑业的监工，需要核对建筑图纸与实际施工是否一致，对照设计图检查水电走线、房间布局是否正确，避免出现图纸是三居室被建成两居室，水电走线错误等问题。

●DFM（可制造性设计）

其主要功能是在芯片能够被正确的制造出来的前提下，从良率和可靠性的角度出发来做版图的合理性检查和优化。例如，同一图层的图形密度分布不均匀，会导致芯片平整度不均，影响良率和可靠性，EDA工具需要检查出不均匀的区域，并合理的填充图形保持芯片平整度；特殊的图像组合模式，在量产时，因工艺波动容易形成缺陷等。就像楼房的墙体，钢筋密度局部过高，混凝土浇灌过程可能产生气泡，影响质量。

●PERC（可编程式电汽规则检查）

其主要功能是检测物理版图中与电汽相关的可靠性问题，从而确保器件能够工作在正常、稳定的电学状态。例如，大量的芯片面临ESD问题导致芯片失效，较细的金属导线无法承受过载电流。就像对建筑物进行抗震应力分析，确保其内部结构在特定的场景下，受力均匀且在安全范围内，不会发生变形甚至倒塌。

西门子 Caliber 能够形成垄断，主要原因在于物理验证工具运行所需的各类规则，需制造厂通过对应语言描述并形成规则文件供设计者使用。由于 Caliber 工具多年前就具备技术优势，各家制造厂采用其语法书写设计规则，并将其认证为标准的签核工具推荐给设计公司。而制造厂开发设计规则文件需耗费大量人力物力，在已有 Caliber 工具的情况下，很难再去开发其他公司（如 Cadence 和 Synpsys）工具的设计规则文件，这进一步从产业生态上帮助 Caliber 形成了垄断。

不过，国产替代并非毫无希望。华大九天在物理验证领域经过 30 余年的坚持与努力，在大量用户及制造厂的实践检验下，已经形成了以 Empyrean Argus 产品线为中心，针对模拟、射频、存储、数字、面板等各类芯片设计及制造的完整物理验证解决方案，并取得了显著成绩。

在液晶面板领域，由于制造和设计在同一公司，Caliber 未借助产业分工形成垄断。华大九天的物理验证工具凭借技术和应用创新，推出圆弧处理、伪错去重等大量特色解决方案，深受用户喜爱，已占领中国 95% 以上的市场份额，成为业界面板领域的 sign - off 工具。

在泛模拟设计领域，华大九天深入挖掘设计需求，在电源管理芯片的高压可靠性检查覆盖率、存储芯片阵列层次处理与验证性能、射频定制规则等方面进行创新，助力数百亿颗芯片实现量产。

在新兴的 chiplet 应用领域，新应用带来新技术需求，华大九天抓住技术变革的时间窗口，与先进封装厂紧密合作，通过多芯片版图集成验证解决方案引领市场发展。

在数字设计领域，面对先进工艺版图数据量大、设计规则多，Caliber 工具性能不足成为制约设计者进行设计迭代瓶颈的问题，华大九天从性能上直面技术挑战，通过层次化与并行等算法创新，据悉实现了 2 - 5 倍的性能优势，在正面竞争中取得技术性优势。

为了未来破解 Caliber 和晶圆制造厂形成的生态垄断，华大九天投入大量人力与晶圆制造厂商合作，通过工具认证和设计规则文件开发建设自主生态。目前，该工具已通过三星、TowerJazz、XFab 等海外厂商的认证，国内几乎所有晶圆制造厂都在与华大九天合作，加速 Caliber 设计工具和规则的迁移。

华大九天的物理验证产品线在功能对标齐全的前提下，已经从技术及应用层面呈现出超越之势。在更多晶圆制造厂及设计公司的支持下，借助中国研发速度的优势，有望打破垄断，为中国芯片产业的发展注入强大动力。