
EDA的重要性 芯片设计的基础工具:EDA是集成电路设计不可或缺的工具,被称为"芯片之母" 技术壁垒高:涉及数学、物理、计算机等多学科交叉 市场集中度高:全球市场长期被Synopsys、Cadence和Siemens EDA(原Mentor Graphics)三大巨头垄断 国(guó)产(chǎn)替(tì)代(dài)关键领(lǐng)域:在(zài)中(zhōng)美(měi)科(kē)技(jì)竞(jìng)争(zhēng)背(bèi)景下,EDA国产化具有战略意义 EDA工具的⭐️|·主要功能 前端设计:包括HDL输入、仿真验证、逻辑综合等 后端设计:包括布局布线、物理验证、时序分析等 制造。

采用半导体制造工艺,把一个 电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及它们 之间的连接导线全部制作在一小块半导体晶片如硅片或 介质基片上,成为具有所需电路功能的电子器件 EDA 指 Electronic Design Automation,又称电子设计自动化,即 使用计算机软件对集成电路等电子系统进行自动辅助设 计的过程。
图20:EDA工具主要用于工艺平台开发、电路设计和制造环节三个阶段 资料来源:概伦电子招股说明书,源达信息证券研究所 EDA工具根据模拟电路和数字电路的不同特点,分为用于模拟电路设计的EDA工具和用于数字电路设计的EDA工具。以模拟电路为例,电路设计流程包括原理图编辑、电路仿真、版图编辑、物理🧩|·验证、寄生参数提取、可靠性分析等环节。而数字电路设计流程包括前端功能设计、前端验证、逻辑综合、时序分析、布局布线、版图验证和后端仿真等环节。图21:EDA工具在模拟电路全流程设计中的应用。
其中,在电路设计方面,可设计好的电路图通过仿真软件进行实时模拟,模拟出实际功能,然后通过其分析改进,从而实现电路的优化设计;在PCB设计方面,用于画板级电路图,以及布局布线和仿真,即用来摆放元器件,然后再把元器件的线连接起来;在IC设计方面,包括设计输💰入工具、设计仿真工具、逻辑综合工具、静态时序分析工具、形式验证工具、可测性设计工具、布局和布线工具、寄生参数提取工具、物理验证工具以及模拟电路仿真器等。可以说,在芯片设计的效率提升、降低设计成本、推动技术创新等方面,EDA都发挥。
原理图包含抽象化的器件符号及连线,这些符号表示晶体管、 电阻、电容等。为了确保电路工作正🈺确,设计师需要用到电路仿真工具以模拟电路的功能、性能等,设 计师根据仿真的结果不断优化电路设计。仿真环节使设计师不用将电路真正制造出来去检查电路是否正 确,节省了大量的时间和成本。此后,芯片设计进入版图设计环节。版图设计主要包括版图的布局和布线,通过版图设计工具将每 个器件放置到合适位置,并用图形将各个器件进行正确的连接。版图设计完成后,需进行物理验证,以 确保版图与原理图一致并且符合晶圆。