近年來，隨著5G、人工智能、自動駕駛等新興技術的迅猛發(fā)展，芯片需求量急劇上升。作為半導體產業(yè)鏈上游核心技術的EDA（電子設計自動化），直接決定了芯片性能與產業(yè)創(chuàng)新能力。長期以來，全球芯片設計市場由“EDA三巨頭”即楷登電子、新思科技和西門子占據主導。

近期，來自蘇州工業(yè)園區(qū)的EDA代表企業(yè)捷報頻傳：蘇州培風圖南半導體有限公司正加快協助客戶完成國產半導體領域晶體管的器件仿真和工藝仿真（TCAD）軟件的驗證和遷移，部署國產軟件；蘇州復鵠電子科技有限公司基于AI實現模擬芯片從前端設計到后端版圖生成的全流程自動化，在技術路徑上有望實現對國際同類產品的“彎道超車”；蘇州芯聯成軟件有限公司憑借自主研發(fā)的集成電路競爭力分析工具，助力1200多家芯片設計企業(yè)提升硬實力。

在全球半導體產業(yè)格局重塑的關鍵期，蘇州工業(yè)園區(qū)EDA企業(yè)全力深耕細分賽道，以自主創(chuàng)新定義技術標準，爭當EDA國產化的破局者。

芯聯成：以“國產化第一環(huán)”為支點鋪設服務軌道

一塊指甲蓋大小的芯片排布著上千億個晶體管，在數百道工序的精密配合下，信號在芯片內部高效傳輸……面對先進制程日趨激烈的競爭，奮起直追的國產芯片首先要完成對每個晶體管、線路位置的精準規(guī)劃?！靶酒瑖a化的第一步就是要在設計上知己知彼，這正是我們深耕的領域。”芯聯成總經理陳南博說。

走進位于蘇州創(chuàng)意產業(yè)園的芯聯成，工程師用自研的EDA工具分析芯片版圖，快速識別電路結構、信號流向和功能模塊，很快就能系統(tǒng)地解讀出一塊汽車電子芯片的內部“知識圖譜”，效率比手工分析提升10倍以上。更神奇的是，工程師只需輸入設計需求，AI就能自動完成千萬門級數字電路的布局和布線，版圖面積不僅比手工設計縮小15%，還兼容了主流半導體工藝庫。

以“國產化第一環(huán)”為切入點，芯聯成從千萬行代碼的技術“地層”里采集專利證據鏈，幫助國產芯片企業(yè)在知識產權雷區(qū)中尋找“安全通道”。在此過程中，公司形成了自己的技術鏈條：自主開發(fā)EDA工具BunnyGS?并融高性能圖像處理、AI算法、云計算于一身，可通過專利比對分析、專利侵權因應分析、專利授權可行性分析等一系列集成電路領域的分析服務，助力芯片企業(yè)突破技術壁壘、創(chuàng)新成長。

“前端分析會產生很多數據，我們會對這些數據進行二次加工形成IP，進一步服務客戶?！标惸喜┱f，這些IP是具有特定功能的標準化電路設計單元，相當于“積木”，可直接集成到芯片架構中，縮短開發(fā)周期并降低成本。由此，芯聯成的業(yè)務不斷開疆拓土，從分析到IP設計，再延伸到后端的版圖設計，把電路的邏輯設計轉化為物理實現。

從分析EDA工具出發(fā)，聚焦設計服務鏈條，成立于2016年的芯聯成在與蘇州本地的80多家芯片企業(yè)和高校院所的互動中不斷豐富技術積累，在應對超大規(guī)模集成電路和先進制程時展現出獨特優(yōu)勢。目前，BunnyGS?系統(tǒng)支持7納米及以下工藝的分析；結合客戶需求，能提供從架構設計到版圖驗證的一站式服務，且其數據格式與楷登電子、新思科技等國際巨頭的工具完全兼容，大幅縮短跨部門溝通時間。

把工具與服務結合、把AI與傳統(tǒng)技術結合、把自主和兼容結合，芯聯成憑借靈活的技術思維，全力探索國產EDA的差異化路線。

復鵠科技：打造“模擬EDA領域的ChatGPT”

模擬芯片是連接物理世界與數字世界的“橋梁”，注重精度與可靠性。因此，其設計如同手工打造一件復雜工藝品，從畫圖紙到雕琢細節(jié)，工程師需要反復調整電路參數、繪制版圖，動輒耗時數月。

2022年，復鵠科技發(fā)布了基于AI技術的模擬芯片設計自動化EDA工具AnaSage系統(tǒng)，從此開啟了芯片“一鍵智造”的全流程自動化時代——只需輸入核心設計需求和電路架構，系統(tǒng)就能完成晶體管參數智能優(yōu)化、版圖布局布線、規(guī)則驗證等流程，將原本數月的設計周期壓縮至周量級，讓模擬芯片設計從“經驗驅動的手工勞作”蛻變?yōu)椤癆I賦能的智能制造”。

據悉，AnaSage系統(tǒng)擁有類似于ChatGPT的智能化引擎，引入了深度強化學習等領先技術，能有效幫助工程師避開設計中的各種“坑”。比如在設計模擬芯片時，它能一鍵生成完整產品的版圖布局，和人手工操作偏差不超過5%，讓設計師在所見即所得的場景下進行芯片的成本預估和腳位排布，將設計和版圖溝通迭代的過程基本省略，并消除因前期預估不細致不完整導致的布局返工的問題。同時，還能像“神算子”一樣實時做設計規(guī)則驗證，準確提取寄生參數，讓芯片設計少走彎路，大幅提高流片成功率。

不同于部分國產EDA企業(yè)“基于國外產品再做一個類似產品”的替代路線，復鵠科技成立之初就“不走尋常路”，選擇通過人工智能技術實現模擬芯片設計全流程自動化。“這與國際巨頭楷登在同一起跑線，楷登的全自動化商用版本軟件預計今年下半年會問世，這也印證了復鵠技術路線的前瞻性。”復鵠科技董事長藍碧健透露，目前，國內頭部十家模擬芯片設計廠商中，有5家在使用復鵠科技的EDA工具。

現實中，EDA工具與廠商工藝庫的深度綁定，常常成為芯片制造工藝難以搬遷的主要原因。2023年10月，隨著復鵠科技推出了AnaSage-Porting（工藝自動遷移）工具，芯片制造環(huán)節(jié)“搬家”不再是夢。AnaSage-Porting能自動調整晶體管尺寸、電路連接等參數，90%的版圖布局無需改動，遷移時間從傳統(tǒng)的3個月壓縮到1個月。針對工程師習慣使用國際化工具的情況，復鵠科技的EDA工具不僅操作界面簡潔，其生成的文件支持標準格式，能直接“對話”國外工具，實現新舊工具的無縫對接，使設計師無感上手，減少工程師的學習成本。

瞄準“模擬芯片EDA領域的ChatGPT”，復鵠科技正在把自研的工具嵌入芯片研發(fā)全周期，逐步形成“工具即服務”閉環(huán)。

培風圖南：“虛擬晶圓廠”構建半導體制造的“智能大腦”

如果說芯片設計是對數字世界的邏輯構建，可通過軟件和算法迭代不斷精進；封測是對成熟工藝的規(guī)模生產，依賴標準化流程；那么制造則是對物理世界的極限突破，既要納米級精度控制，又要材料設備的協同依存，還要成熟工藝的經驗沉淀與持續(xù)更新。在園區(qū)，國內唯一能為晶圓廠提供生產制造全流程EDA軟件及工藝研發(fā)服務綜合解決方案的供應商培風圖南，憑借數字孿生技術構建虛擬晶圓廠的“物理鏡像”，用100%自主知識產權的TCAD（半導體工藝與器件模擬）工具鏈打通從工藝仿真到量產優(yōu)化的全鏈路，為突破半導體制造的物理極限提供了從零到一的國產技術底座。

“我們的EDA工具系統(tǒng)，就像是半導體制造領域的超級虛擬實驗室。它用計算機模擬技術，把真實晶圓廠的生產流程搬到電腦里，讓工程師不用實際生產就能提前測試各種工藝方案，省錢又高效?！迸囡L圖南董事長沈忱說。

傳統(tǒng)晶圓廠每片晶圓的制造成本高達數萬美元，一旦工藝參數出錯，損失可能以百萬計。培風圖南以數字孿生技術打造出一座“虛擬晶圓廠”，模擬從工藝研發(fā)到量產的每一個環(huán)節(jié)，提前掃清技術障礙。這意味著，晶圓廠不需要真的投入數百萬美元購買設備、反復試錯，只需要在虛擬環(huán)境中調整離子注入劑量、優(yōu)化薄膜沉積參數，就能快速看到不同方案對芯片性能的影響。數據顯示，在碳化硅仿真中，培風圖南工具的精度與速度較國際競品均顯著提升。

培風圖南的技術不僅是工具的革新，更是一種制造范式的革命，正在改變傳統(tǒng)制造依賴“實驗—失敗—改進”的循環(huán)。通過虛擬晶圓廠積累的大數據，企業(yè)正在構建工藝知識庫，幫助客戶預判技術趨勢。在沈忱看來，在制造類EDA領域，國產軟件已經跨過了對標海外時期，進入了本土定制的新階段?！斑@是因為國內廠商紛紛在探索新的技術路線，對下一代工藝節(jié)點的研發(fā)也在提速。我們上下游聯合起來，正在構建設計—仿真—量產的閉環(huán)生態(tài)?！鄙虺勒f。

在蘇州，這種進程更是在不斷加快。培風圖南通過與本地半導體企業(yè)“步行可達”的協同效率，不斷打磨適配本土產線的全流程仿真方案，正在打破國產軟件只能“湊合用”的偏見?！疤K州為我們提供了工程師的豐富經驗、芯片企業(yè)的實際痛點，這些真實場景的數據反饋，會成為國產EDA工具迭代的‘黃金燃料’，構筑從工具自主到生態(tài)主導的技術護城河?！鄙虺勒f。

延伸閱讀：

EDA（電子設計自動化）軟件，被譽為“芯片之母”。在設計階段，工程師用它繪制出復雜的芯片電路藍圖，規(guī)劃每個晶體管、線路的位置和連接方式；進入制造環(huán)節(jié)，它又化身為精準的生產指南，指導工廠按照設計要求，把電路圖案一層一層地“雕刻”到晶圓上；芯片制造完成后，它還能充當嚴格的質檢員，通過各種測試，檢測芯片是否能正常工作、性能是否達標。