對于芯片開發(fā)來說，EDA是工程師吃飯的工具。不過與其他軟件開發(fā)生態(tài)不同，加上IC設計本身的難度，半導體行業(yè)的EDA成了相對孤立的工具，催生了相對孤立的市場，開源生態(tài)想要在EDA領域插足，可以說是難上加難。

誰來降低設計成本

選擇開源EDA的另一個原因就是成本。如果你有參與過開源EDA社區(qū)的互動，就會發(fā)現(xiàn)大部分是學生、教師、愛好者或獨立開發(fā)者等等。對他們來說，選擇開源EDA就是為了省錢。要知道，在大部分EDA廠商眼中，不僅是這些群體，哪怕是一些小的初創(chuàng)公司，也得一視同仁，交納授權費用。

IC設計成本趨勢 / ZeroAsic

從ZeroAsic的CEO Andreas Olofsson在2018年物理設計國際會議上公開的這張圖來看，在晶體管數(shù)量幾乎以線性速度提升的過程中，設計成本加驗證成本構成的總硬件開發(fā)成本卻是在指數(shù)級上漲。但不是每個人都在設計最先進工藝的芯片，有時候為了驗證一些理論，實際流片遠比追求最大性能更重要。因此，選擇Icarus、GHDL、Yosys這些開源EDA軟件的同時，就直接節(jié)省了開銷。

PDK的缺失

商業(yè)EDA軟件之所以仍是主流，自然有其原因，PDK正是其中重要一環(huán)。PDK是臺積電、格芯和中芯國際這樣的代工廠給到fabless設計公司的工具包，包含了設計規(guī)則、物理限制、第三方IP庫、設計規(guī)則檢查器等等。優(yōu)秀而精確的PDK可以提高一次完成設計的成功率，而PDK和EDA是緊密聯(lián)系在一起的，這也就是不少EDA廠商都是直接與代工廠合作的原因。

但開源EDA就不一樣了，之所以不少開源EDA給人以half-baked的感覺，就是因為缺少了PDK。此處我們不能單從EDA軟件開發(fā)商的角度來看問題，也要考慮代工廠，依他們的看法，與幾個EDA公司合作花費的精力明顯更少一點。更不用說對于臺積電這樣的廠商來說，PDK本身就是一個與開源不沾邊的東西，比如3nm、5nm這樣的工藝，其PDK只有重要的客戶才能拿到，即便是成熟工藝，也有各種保密協(xié)議需要簽署。

FreePDK15 / NCSU

目前開源PDK這塊在一些愿意燒錢的頭部公司推動下，也算有了一些進展，比如Skywater Technologies就與谷歌合作，為他們的130nm節(jié)點推出了開源PDK，并提供了免費流片的機會。在一些EDA廠商的支持下，一些大學也開始推出自己的PDK，比如北卡大學的FreePDK（15nm和45nm），亞利桑那州立大學的ASAP7 PDK（7nm），也都是開源的，不過這兩者都是用于學術研究的PDK，哪怕設計出來了也是沒地方生產(chǎn)制造。

國內的開源EDA推進

我國在商業(yè)EDA軟件上的市場占比上落后于國外大廠，在開源EDA上也落后于國外開源社區(qū)。但國內除了有一眾優(yōu)秀的商業(yè)EDA公司仍在推陳出新外，也開始推動開源EDA發(fā)展的想法。比如由華大九天、東南大學等單位共同發(fā)起成立的南京集成電路設計服務產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心有限公司（簡稱“EDA創(chuàng)新中心”），就成立了名為OpenEDA的開源平臺。

OpenEDA上的首個項目為OpenEDI這一數(shù)據(jù)基礎構件，借助這一構件，用戶可以訪問開源開放、接口豐富且統(tǒng)一高效的數(shù)據(jù)庫、算法庫和計算架構，利用高效的內存與符號表管理功能。由此打造的EDA工具沒有數(shù)據(jù)壁壘，方便設計者在不同設計工具之間切換，而無需擔心數(shù)據(jù)的丟失。這對于開源EDA工具的開發(fā)者來說，是相當實用的基礎構件。

不過，OpenEDA平臺從2020年底成立至今，也僅僅只發(fā)布了OpenEDI一個項目而已，國內開源EDA工具的發(fā)展和創(chuàng)新還有很長的一段路要走，EDA創(chuàng)新中心邁出了正確的第一步，隨后才會有人追隨這一腳步。

語言也是EDA的一種

近日在回答網(wǎng)友疑問時，中科院計算技術研究所副所長，同時也是香山處理器的負責人包云崗表示，除了像仿真驗證工具、邏輯綜合等傳統(tǒng)EDA工具以外，像香山處理器所用的Chisel這種編程語言，用于生成Verilog代碼，降低前端開發(fā)和驗證成本的輔助工具，也可以視為EDA工具的一種，畢竟RTL編程語言也是提升開發(fā)效率的一種方式。

但他也表示，開源EDA要做到全流程工具鏈，與Cadence、Synopsys和Mentor這些商業(yè)EDA相比難免在質量上有所欠缺。每個流程如果都有一定的質量欠缺，集合在一起，就會導致芯片PPA與商業(yè)EDA相去甚遠，而這才是開源EDA工具首先要解決的挑戰(zhàn)。

結語

總的來說，如果你追求的是商業(yè)可用性，那么開源EDA工具絕對不會是你的首選，這也不會是開源EDA工具開發(fā)者的目標。因為光靠開源社區(qū)的無私奉獻，與耕耘了數(shù)十年商業(yè)市場的EDA廠商抗衡，無疑是愚蠢的。

這些廠商不介意開源EDA生態(tài)的發(fā)展，甚至愿意給予一定的幫助，也是因為開源EDA能夠帶來更廣泛的應用，對整個開發(fā)生態(tài)的發(fā)展有益無害。我們不妨將開源EDA視為給到所有設計者一個小規(guī)模嘗試的入口，讓他們有機會打造更多開源硬件。