国产EDA觉醒时代：从港中文走出来的ICCAD竞赛冠军-技术圈

少年强，则国强。

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作者 | 陈彩娴

编辑 | 岑峰

2014年博士毕业那年，摆在魏星面前的无非三条路：一，去美国Cadence、Synopsys或Mentor工作，像他在港中文的大多数同学一样；二，找一家互联网企业上班，像他以前在清华EDA实验室的许多师兄师姐一样；三，自己创业，留在国内继续研究EDA。

最终，这位天之骄子选择了当时对他来说性价比最低、也是最艰难的第三条路——创业。

与师兄魏星相比，2019年毕业的陈耿杰与贝泽华要「幸运」得多。

在他们毕业这一年，美国宣布对华为制裁，不允许华为在芯片制造中使用由美国设计、生产或授权的EDA软件工具。一夜之间，EDA成中国卡脖子技术，华为、中芯等等大厂开始大量招募EDA研发人才，他们也由此有了一个更大的舞台，可以留在国内研究EDA。去年，陈耿杰与贝泽华就加入了华为。

近两年，「EDA人才培养」成为解决中国卡脖子问题的话题聚焦点。相比当下的人才短缺，大众鲜少讨论、但更值得关注的是：2019年以前，国内的EDA人才如何生存？EDA软件公司又是如何夹缝求生？

而EDA人才的去向，从十年前的「大多从事互联网」，到如今「炙手可热、供不应求」，正是国内EDA行业变迁的缩影。

创业（上）

2014年，魏星与同门师兄弟刁屹、林德基，以及他们共同的博士导师吴有亮（David Wu）一起创立了奇捷科技（Easy-Logic），次年在离香港中文大学不远处的香港科学园落地，是香港第一家从事EDA软件工具研究的企业。

图注：香港科学园

奇捷科技的创业目标，是研发出一款能够自动处理功能性工程变更（Functional ECO）问题的EDA工具。

EDA的全称为「Electronic design automation」（电子设计自动化），主要用于辅助芯片设计，是芯片制造的两大核心技术之一（另一项是光刻机）。根据不同功能，EDA工具可以分为数字设计、模拟设计、晶圆制造、封装与系统等五大类，其中数字设计又可以分为前端设计与后端设计，奇捷科技团队要研究的ECO工具便属于后端。

这个想法，源于魏星与团队在读博期间参加ICCAD的CAD竞赛经历：

2012年，魏星与林德基、刁屹组队参加CAD竞赛。当时，他们挑战的是美国EDA三巨头之一Cadence所出的Problem A——寻找功能性工程变更（Functional ECO）的最小逻辑差，团队经过五个月的努力，最终提出了出色的ECO算法，获得了第一名。

ICCAD竞赛的前身为台湾在1999年创办的CAD比赛，自2012年列入ICCAD。每一年，ICCAD竞赛会出三道题，分别为Problem A、B、C，覆盖前端与后端，由Cadence、Synopsys、IBM等工业巨头出题，题目往往是它们在实际生产中遇到的问题，并提供工业级数据进行测试，每年都会吸引全球近200支队伍参赛，是EDA领域影响力最大的国际学术竞赛。

魏星与团队代表港中文在ICCAD竞赛中首次夺冠，不仅拉开了港中文在ICCAD竞赛中表现突出的序幕，其算法的性能甚至比Cadence自己的工具还优越，更是给他与团队带来了巨大的鼓舞。

此后两年（2013年、2014年），魏星与团队又连续夺冠，2013年港中文更是一举拿下A、B、C三道题的冠军。2012年至今，ICCAD的CAD竞赛一共产生了30个冠军，香港中文大学拿了11个（排名全球第一），奇捷科技的创始团队便贡献了3个。

图注：ICCAD2012 港中文冠军团队，从左到右分别为刁屹、吴有亮、林德基与魏星

连续三年在全球顶尖EDA竞赛中夺冠的经历，使魏星等人对ECO工具的研发信心倍增。

2014年，魏星博士毕业，自然考虑就业。

那时，港中文的大多数EDA毕业生会选择去美国的EDA软件设计公司Cadence或Synopsys工作，因为无论是香港或大陆，EDA产业的发展均处于几近荒芜的状态，就业机会少，薪资待遇也不具备优势。但魏星并不想去美国，一是有时差，二是往返飞行时间太长。

要留在国内发展，原先也大概率是进互联网或金融行业。EDA就相当于计算机系里的「数学系」，里面用到了非常多数学知识与数学模型，只要学好EDA，无论是去互联网大厂写代码，还是去金融行业做模型，都非常容易。EDA在国内火起来之前，魏星在清华EDA实验室的许多师兄师姐毕业后基本都进了互联网大厂；国内其他EDA重点高校，像复旦大学早年培养的EDA毕业生也大多转了金融行业。

但对魏星来说，明明他们在EDA这一块有所造诣、却要转行，多少有些不甘心。

那一年，恰巧魏星的导师吴有亮六十岁退休。吴有亮带领的实验室是港中文在研究ECO上的独一脉，在逻辑优化、逻辑验证、逻辑等价性变换等方向做了许多研究。魏星等人是吴的关门弟子，如果他们毕业后不继续研究，那么ECO这一脉就断了。

EDA的底层是算法，魏星本人对算法设计与程序研究也比较感兴趣，因此，综合多个因素，又有前三次ICCAD竞赛的冠军算法「壮胆」，没有想太多，他就决定了要创业。

创业（下）

「后面就有点上了贼船下不来的感觉了。」魏星调侃自己道。

ECO，全称为「Engineering Change Order」，即「逻辑功能更正」，即使在拥有数十多年发展历史的EDA领域也属于小众分支、后起之秀。目前，在美国EDA三巨头中，也只有Cadence研发出了一款Conformal ECO，Synopsys称已进行到Beta Version（测试版），Mentor Graphics则毫无进展。

简单来说，ECO的作用是「局部补丁」，伴随着芯片功能设计的日益复杂化而出现，主要是为了减少芯片设计中因发现某一流程出错而需重新调整的时间长度，降本增效。

当前，芯片设计的全流程耗时越来越长，动辄上千万个逻辑单元，从开始设计功能到最后流片，往往要一年以上。假设一款芯片设计已经用了九个月，布局布线也已完成，即将流片时才发现第一步的逻辑功能出错（如将「红黄蓝」写成「红黄绿」），需要修改。由于后面的步骤都是基于第一步，如果将第一步推翻，后面的步骤也会跟着失效，相当于整个芯片要重新设计。对于芯片厂商来说，这意味着成本会大幅增加。

这时，ECO工具就派上了用场：当芯片设计进行到后期，若发现前期的逻辑功能存在错误，则可以通过逻辑补丁对局部电路进行调整。比方说，一个逻辑功能由10万个逻辑单元构成，使用ECO工具可以只调整数十个、或数百个逻辑单元，其余单元不变，即可将问题解决掉，也无需重新设计芯片。

听起来是一个神奇的工具，但在奇捷科技刚成立时，大陆的许多公司并不知道ECO是什么，也不了解它的重要性。他们去联系芯片公司，得到的回答往往是：「EDA软件是什么？要买就直接买设备与器材，买一个软件好像很亏。」

没有市场、没有融资、没有人才，魏星回头看，感慨道：「直到2019年年底之前，这个（创业的）过程都是很痛苦的。」

2018年，经过四年的艰苦研究，奇捷科技推出了第一个ECO工具版本——EasyECO。虽然是首款国产逻辑功能自动更正软件，但并没有受到市场的追捧，在客户的心中认可度并不高，即使有人愿意出钱购买，价格也不高。而那时候，奇捷科技的账面已经几近归零，接近大半年发不出工资，「当时差一点就倒闭了」。

马死落地行，他们开始找投融资。当时大陆对EDA或ECO几乎没有概念，他们也找不到投资。后来，他们找到了台湾的联发科（MTK），联发科觉得EasyECO有一定的技术含量，联合香港科学院一起投资了200万美元，奇捷科技才活了过来。

在这期间，魏星、刁屹与林德基三人的博士导师吴有亮也出了很大的力，无论是技术研发、发展策略还是资金援助。魏星回忆，在奇捷刚成立时，很难拉到投资，吴有亮就以股东借款的名义，在公司最困难的时候个人垫了两百万多港币。

问魏星是否后悔过创业、错失互联网大厂的百万年薪，他答：

「如果是已经在大厂里拿过年薪百万，那可能很难下定决心去创业，因为你会经历工资很低的状态。但因为我们一毕业就创业，没有真正拿过一百万，不知道年薪百万是什么感受，所以容易接受一点。」

2019年之殇

每一个行业的发展都有可以被列入史册的时间点。对于中国的EDA行业来说，2019年无疑是一个划时代里程碑。

2019年5月17日，美国商务部宣布将华为列入实体清单，断供美国芯片与软件，断供现代高端芯片设计必需的EDA工具。「芯片热」一时席卷大陆，原先国内各个籍籍无名的EDA软件公司也突然引起了人们的关注。

纵观EDA在全球的发展，我国EDA存在两个极具警示性的特征：

一，EDA是一个已经在全球、尤其是美国走了四十多年的行业，商业化模式十分成熟稳定，但在中国大陆却是一个新兴领域，处于朝阳蓬勃的上升期；

二，在全球任一EDA软件开发团队中，华人所占的比例往往最大，但在中国大陆，EDA人才数量却极少，处于严重短缺的状态。

据《中国集成电路产业人才白皮书（2019-2020年版）》显示，至2022年，我国前后端全行业人才需求将达到74.45万人，EDA领军人才尤其稀缺。

事实上，EDA人才的「流失」，无论是赴美工作，还是转行，都是因为2019年以前国内的EDA人才没有什么用武之地，行业薪资竞争力也大大不如互联网与金融，EDA软件公司与芯片公司亦然。魏星与奇捷科技便是一个例子。

EDA在美国的商业化始于上世纪八十年代，三巨头Mentor Graphics、Synopsys与Cadence均在这一时期创立，分别是1981年、1986年与1988年。而我国大陆地区较有竞争力的EDA公司华大九天成立于2009年，「EDA第一股」概论电子成立于2010年，其余大大小小的公司更是晚于美国三巨头30年以上。

技术的竞争背后往往是人才的较量，但人才的持续成长又往往要依托产业的成熟发展。

我国对EDA人才的培养计划并非近两年才开始。上世纪八十年代，欧美也曾在EDA软件上对中国限制出口，促使国内开始研发EDA。1986年，「863计划」便将EDA列为技术攻破重点之一，清华大学计算机系的EDA实验室与复旦大学专用集成电路与系统国家重点实验室等高校团队在承担科研任务的同时，也培养了一大批EDA人才。

1993年，国内自主研发的EDA「熊猫系统」问世，但没多久，欧美就放弃了对中国的EDA封锁于禁售，美国的EDA企业也相继进入中国市场，出现了「造不如买、买不如租」的局面。国产集成电路产业倾向于采用国外现成的成熟软件，国产EDA软件也丧失了发展的机会。

国产EDA软件公司夹缝求生，市场不买账，收入自然减少，人员薪资待遇随之下滑，发展空间小，转行或出国实是环境所趋。

但2019年的钟声敲响后，人们开始意识到基础研究的价值，「国产替代」成为解决卡脖子问题的先锋。原先在美国EDA三巨头工作的华人纷纷回国创业，政策与资金向EDA倾斜，数十家EDA创业公司如雨后春笋，互联网大厂也开始搞硬件，EDA人才也顿时变得炙手可热。

今年8月，招商证券电子研究团队发布《半导体行业深度专题之十—EDA篇：蓄势待发，国产EDA迎黄金时代》报告，统计了Synopsys和Cadence在国内的营收，显示2020年Synopsys在中国大陆的营收为4.21亿美元，占其总收入比例约11.4%，Cadence在中国大陆的营收4.07亿美元，占其总收入比例约15.2%，合计8.28亿美元。这也意味着，国产EDA公司具有近10亿美元的国产替代空间。

人们相信，「多点布局下，国内EDA生态逐渐形成，国产EDA迎黄金时代。」

幸运儿

与师兄魏星相比，2019年博士毕业的陈耿杰与贝泽华无疑称得上是时代的幸运儿。

陈耿杰与贝泽华的本科分别毕业于中山大学电子系与上海交通大学计算机系，两人同时在2015年进入香港中文大学计算机科学与工程系，师从EDA领域知名女性科学家杨凤如（Evangeline Young）教授，又先后在2015年、2016年带队在CAD竞赛中夺冠，更在2020年与2021年前后脚入职华为2012实验室。

图注：ICCAD2016B 港中文团队领奖现场，杨凤如（左二）、陈耿杰（左三）与贝泽华（右二）出席了颁奖典礼

在他们博士毕业那会，大陆的EDA相关岗位已经大幅增加，薪资待遇也好于从前。贝泽华描述，2015年开始读博时，他连EDA究竟是什么都不太清楚，但在2019年毕业时，已经可以胜任芯片公司的EDA岗位，专业对口的就业机会也明显增加。

他觉得自己很幸运，在2015年本科毕业、正处于迷茫期的时候，做了一个正确的选择。

杨凤如一年只招收两到三名学生，凡事亲力亲为。当时，贝泽华在考虑读博时，实际上并没有明确的人生规划，杨凤如在港中文的博士招生委员会里捞起了他的简历，给他发了一封邮件解释「学习EDA不需要太多的学科基础，主要是组合逻辑或数学优化问题」，邀请他去面试她的PhD，于是贝泽华去面试、顺利拿到了offer。

图注：贝泽华

在EDA不为绝大多数青年学子所知时，更多人是因为「巧合」而选择EDA，比如贝泽华，比如魏星。在魏星本科毕业、保送研究生时，他之所以选择读EDA，也是因为他的成绩处于保送名单末端，只能服从分配，最后进了当时「大家都不去的、有空缺名额」的EDA实验室。

但深入EDA的学习与研究后，他们都爱上了这门「有趣又有用」的学科。如魏星所说，EDA在集成电路中属于底层研究，支撑着上面的芯片设计、集成板卡与更上层的移动应用等，只需要解决好EDA领域内的问题，但对算法的要求又极高，这种「独立又专注」的问题特性很吸引他们。

相形之下，陈耿杰是少数主动选择EDA的人。他形容，EDA就是一个「用来解决硬件设计的软件」，他本科学的是电子专业，偏硬件，同时又接触过一些软件，对软硬件都很感兴趣，于是就折中地选择了EDA这个「软硬兼施」的专业，主动联系杨凤如、希望去港中文读博。

读博后，陈耿杰在EDA研究上取得了卓越的成就：博士还没开始读就获得了2015年CAD竞赛Problem A的冠军（2016、2018也夺冠），2017年ICCAD最佳论文奖（港中文第一位），2018年ACM SIGDA学生研究竞赛第一名，2019年ISPD竞赛冠军，2019年ACM学生研究竞赛第一名，2020年ACM杰出博士论文奖（EDA方向），2021年ASPDAC最佳论文奖。

图注：2019年，陈耿杰（左）在ACM学生研究竞赛中获得第一名，由图灵奖得主Yann LeCun（右）颁奖

博士期间，陈耿杰分别在美国的Cadence与Synopsys实习过，但毕业后，他并没有考虑赴美，而是加入了当时刚成立不到一年的EDA初创公司鸿芯微纳，负责先进技术节点启动的布局布线。呆了一年多后，觉得自己的成长不大，就跳去了华为。

贝泽华在博士期间曾获得2016年与2019年CAD竞赛冠军，并获得两次最佳论文提名（DAC 2016与ISPD 2019），也曾在Cadence与Synopsys实习。毕业后，原先他是计划进入Cadence，也拿到了offer，但呆了快一年后，也离开了Cadence、加入华为。

「当时想的是，Cadence既有经验，又有专家支持，经验能力慢慢积累就好了。因为里面都是十几年的工具了，已经十分成熟，每个人负责自己的职责、在上面添砖加瓦就行。而华为的项目很多是从0到1，经验和能力的积累会快很多。」贝泽华复盘。

在EDA研发被寄予解决中国卡脖子问题的手段，新时代的EDA青年，如贝泽华，如陈耿杰，所面临的责任也被赋予了新的意义。除了是一份养家糊口的工作，他们在参与研究EDA的过程中也有了不一样的感受：

「因为是解决卡脖子问题，所以有一种使命感，虽然我们也不会经常把这个挂在嘴边。」陈耿杰谈道。

转机

对一介小小的EDA创业者魏星来说，2019年也是一个重要的转折点。

2018年推出EasyECO后，他们开始在全世界与Cadence的Conformal ECO竞争。大部分情况下，由于名气小、工具新、研发支持不足，奇捷科技都是以失败收场。但2019年，在一次争取三星订单的过程中，他们打败了Cadence。

当时，三星有一个紧急的项目要用ECO工具修改逻辑单元。他们先是用了Cadence的Conformal ECO，发现要加四千多个逻辑单元，无异于推倒重来，工程师的心态十分崩溃。后来，他们采用了魏星等人开发的EasyECO，只需加四五十个逻辑单元就将问题改正，喜出望外，就选择了购买奇捷科技的工具。

「评价ECO工具的性能好坏，标准很简单，就是看修改的逻辑单元数量。如果要修改几千个逻辑单元，要一两个月的时间，工程师就很痛苦，相当于他要重做。但如果只修改几十个逻辑单元，一天就可以完成，工程师就很高兴。」魏星解释，「ECO工具的底层是算法。如果核心算法运行地好，就能快速求解出近似最优解，快速解决问题。」

之后，三星的其他部分也购买了奇捷科技的ECO工具，成为了奇捷科技最大的客户。

「我们现在有十几个客户，都是我们一点一点打下来的。」魏星自豪地谈道。他对AI科技评论回忆，从2020年开始，他既当CEO又当CTO，满世界跑，2019年有小半年都在台湾，光AMD就去了五六次。飞廉价航班，住平价旅馆，如此辗转。

虽然艰苦，但几年下来，随着产品在市场的认可度提高，魏星等人开始越来越有成就感：「我们去AMD也是直接测试他们的5nm电路。如果我们不开这个公司，可能我们很难有机会去与这样的国际芯片巨头合作，获得他们的重视，还能与Cadence的工具去PK。」

据介绍，2018年与2019年，奇捷科技的年收入都不超过100万人民币，今年预计可以达到100万美元，自负盈亏指日可待。

2019年以后，随着国内对EDA商业工具的关注度在上升，他们在融资方面也顺利了许多，不久前也完成了近4000万元的A轮融资。

除了EasyECO，奇捷科技接下来还计划向市场推出 Formal Arithmetic Verifier（FAV）算数逻辑形式验证工具与Easy-iPlace智能布局布线工具。在2014年的CAD竞赛中，FAV工具的完成率达到了100％，设立了算数逻辑形式验证工具的行业基准。而Easy-iPlace则可以使芯片的曼哈顿总导向长度减少1-3％，从而获得经过优化的布局结果。

如今，奇捷科技已成为国产ECO的独角兽。魏星笑道：「我们不敢说自己是世界第一，因为还有Cadence的Conformal，但至少也可以排得上世界第二了！」

EDA人才回流与培养

纵观港中文历年EDA毕业生的去向，我们不难发现：早些年，港中文所培养的大部分EDA博士毕业生都去了美国硅谷，但随着国家对EDA的重视加大，越来越多博士生选择回到大陆发展。

近两年，虽然大陆各高校开始加大对EDA人才培养的投入，但终究起步晚，人才供应数量有限。而作为一所老牌名校，港中文计算机系从上世纪90年代开始研究EDA、培养EDA研究生，一定程度上可以弥补我国大陆在领军人才一块的不足。

港中文最早的EDA带头人是黄泽权（Chak-Kuen Wong）教授。他于1970年在哥伦比亚大学获得博士学位，而后加入美国IBM研究院从事EDA相关研究，1995年回到港中文任教，1996年出版EDA经典教材《An Introduction to VLSI Physical Design》，之后港中文就逐步建立起了世界级的EDA研究团队。黄泽权本人更凭借在EDA领域的成就入选IEEE Fellow与ACM Fellow。

图注：黄泽权教授

二十多年来，港中文在EDA上持续投入。目前，港中文EDA方向有7位名师（如下图），研究范围覆盖了系统设计、架构设计、逻辑物理综合、测试与验证、制造与封装等EDA领域，近六年来在EDA领域国际顶会DAC&ICCAD上共计发表论文94篇（系统设计10篇、架构设计23篇、逻辑物理综合20篇、测试与验证21篇、制造与封装20篇），研究积累可谓深厚。

根据计算机领域的世界学术排名 CS Ranking，港中文在EDA (design automation）领域一直稳居世界前列，自2021年已经排名世界第一。

在人才培养中，港中文重视实践与知识的「传帮带」，如：自2012年起，他们每一年都会参加ICCAD、ISPD等等学术竞赛，鼓励学生去各大芯片设计公司实习，以此来锻炼他们的实战能力。魏星、陈耿杰与贝泽华等人都认为，CAD竞赛的参赛经历对他们学习EDA有很大帮助。

知识传承上，港中文的教师在招生上也十分积极主动。除了贝泽华，2019年与2020年CAD竞赛的冠军成员汪方舟也是在杨凤如的游说下选择了攻读EDA博士：

「当时与Evan（杨凤如）聊，觉得她是一个非常和蔼可亲的人，学生毕业后的去向也都挺好的。第二是看到老师组里的师兄师姐都很优秀，觉得可以从大家那里学到很多东西。」

图注：ICCAD2019C 港中文团队，最右为汪方舟

汪方舟的本科就读于香港城市大学。2019年毕业时，他身边的大多数同学都选择了热门的人工智能方向，而他想「做点不一样的东西」。于是，导师抛出橄榄枝后，他没有犹豫太多，就接受了offer。

这时，EDA在国内已经火起来，汪方舟的成长机会也多了许多。比如，在考虑实习时，他的选择已经不仅仅限于Cadence与Synopsys，还有国内的各大需要EDA工具研发的平台。今年，他就选择了进入华为诺亚方舟实验室实习。这样的机会，对于2012年代表港中文在CAD竞赛中首次夺冠的魏星来说，是不可想象的。

不过，据汪方舟介绍，目前在华为从事EDA的人，相较于美国三大家，大多是硕士，博士较少。这说明，培养高端的EDA人才仍是当务之急。

「其实EDA的门槛没有大家想象的那么高。」汪方舟分享自己的学习心得。他认为，EDA领域的问题并不难理解，只要努力提高编程能力、能用代码将想到的算法实现出来，同时多看相关书籍（比如《VLSI Physical Design: From Graph Partitioning to Timing Closure》），关注新兴研究，「不是EDA本科生也能很快上手」。

从企业用人的角度来看，魏星则认为，EDA人才的培养一定要与芯片设计公司合作。「芯片行业的技术应用性很强，开发工业软件不能光凭想象。」在技术壁垒加深的情况下，鼓励高校学生去参加有工业界密切参与的学生竞赛（比如ICCAD竞赛）是一个不错的选择。

走在未来

问大陆EDA行业距离成熟期还差什么，魏星与贝泽华都不约而同地回答：「时间。」

关于时间，魏星还提到另一个维度：市场应给予新兴的EDA创业公司更多的耐心与宽容。

他认为，奇捷科技能从「差点倒闭」到「自负盈亏」，一是因为团队从参加ICCAD竞赛时就研发出了不错的算法，「底层算法是决定一个EDA工具成败的关键因素」；二是入场早，而EDA领域需要长时间的研发积累，「如果没个三五年的积累，很难让芯片设计公司接受我们的工具」。

而笔者认为，在关于时间的思考上，我们还可以有一个新的视角：未雨绸缪。也就是说，在科技的研究上，我们是否可以赶在一项技术真正被外国卡脖子之前主动去投入研发，即使当下的实际产值并不高？

这样「吃力不讨好」的事，显然企业是不会干的，只能由国家出钱、高校主导。然而，如果没有企业所提供的实际岗位与生产探索，预防卡脖子行动的闭环又是无法完成的，因为即使高校培养出了优秀的人才，没有就业机会，最终也是白忙一场。

不过，单就EDA人才的成长与机遇来看，我们至少可以说一句「他们熬出头了」。但在未来的十年里，我们是否可以迎来国产EDA的黄金时代，人才只是其中的一个因素。

愿彻底的觉醒，愿不再酣睡。

参考链接：

1.https://www.cpr.cuhk.edu.hk/en/press/cuhk-faculty-of-engineering-phd-student-receives-the-first-place-in-acm-student-research-competition-for-research-on-vlsi-routing/

2. https://mp.weixin.qq.com/s/u0SYUPc6XTvQ3vly-lmkQ

3. https://www.eet-china.com/mp/a68540.html

4. https://www.sohu.com/a/506605446_166680

5. https://www.163.com/dy/article/FTARKTPS0511RIVP.html

6. http://csrankings.org/#/index?da&world

END