瞄準供應鏈與數(shù)字化需求，俠為電子推出PCB板級在線設計平臺

從三年前美國對華為開始禁運，到近日對特定類型EDA軟件出口限制的精準打擊，EDA卡脖子的緊張情緒一直在蔓延。然而，我們總是將眼光聚焦于IC設計環(huán)節(jié)的EDA工具，殊不知國內(nèi)芯片設計企業(yè)有幾千家，而電子系統(tǒng)級設計公司的規(guī)模卻有百萬級別。這意味著PCB板級的EDA工具應用更為廣泛，同樣需要得到重視，在創(chuàng)新中尋找國產(chǎn)替代，甚至全球性升級的空間。

在這樣的大背景下，在由AspenCore主辦的2022國際集成電路展覽會暨研討會（IIC）期間，俠為電子面對PCB板級市場，發(fā)布了一款原理圖設計工具——俠為在線設計平臺。

對標Altium，俠為電子是一家怎樣的公司？

俠為電子成立于2019年9月，核心團隊17人，均來自國內(nèi)外著名EDA公司和電子產(chǎn)品公司。
俠為電子是一家專注于EDA軟件研發(fā)，致力于為IC設計公司、電子系統(tǒng)設計公司提供高性能、通用、全流程的軟件解決方案的企業(yè)。

俠為電子的軟件產(chǎn)品涵蓋電路原理圖設計、電子物理版圖設計、系統(tǒng)級封裝設計（SiP）、系統(tǒng)級仿真、電子元器件庫管理等領域，目前的主要產(chǎn)品是：基于云原生技術(shù)的板級EDA的全流程方案，對標EDA公司Altium。

 
圖 | 俠為電子創(chuàng)始人、董事長 羅晶

俠為電子的軟件可以應用于各種產(chǎn)品，包括消費電子、汽車電子、醫(yī)療電子、工業(yè)控制電子、通用計算機與人工智能、通訊電子等領域。用俠為電子創(chuàng)始人、董事長羅晶先生的話來講，就是：“只要需要用電的產(chǎn)品，它都需要電路板，就可以用到俠為電子的產(chǎn)品。而俠為電子的目標是構(gòu)建供應鏈大數(shù)據(jù)驅(qū)動的數(shù)字化電子設計平臺，同時提供單機版Schematic電子設計原理圖和PCB版圖設計軟件，實現(xiàn)PCB設計軟件全流程國產(chǎn)替代方案”。

“俠為在線設計平臺”有何特色？

據(jù)羅晶介紹，俠為電子本次推出的“俠為在線設計平臺-原理圖設計”是一款基于俠為原理圖設計軟件的平臺型工具，俠為在線設計平臺可以實現(xiàn)工程管理、團隊協(xié)作等云端功能。工程管理功能支持對工程做版本的控制、附件的管理，并支持Wiki功能，方便處理相關的文檔工作；團隊協(xié)作功能支持如審核、分享、批注、實時協(xié)作。此外，俠為在線設計平臺還可提供第三方服務接口，方便客戶接入供應鏈資源，讓研發(fā)設計更高效。

 
圖 | HeroSCH原理圖設計工具界面示意圖

目前，俠為在線設計平臺可以滿足現(xiàn)有最常見的電子產(chǎn)品設計要求，系統(tǒng)兼容Windows，最多可支持32層板設計，版圖設計與HeroPCB 設計工具同步。

我們知道，在版圖設計過程中，手工布線往往要花費工程師大量的時間，而這款原理圖工具具有自動布線的功能，不僅可以實現(xiàn)常見的45度布線，還可以實現(xiàn)任意角度布線，再匹配人工布線進行調(diào)整，效率是純?nèi)斯げ僮鞯?0-20倍，并且布通率方面接近手工效果。

羅晶給我們舉了個例子：一個有8684個網(wǎng)絡數(shù)、16個布線層的系統(tǒng)，如果采用純?nèi)斯げ季€的方式，兩班倒需要至少3個星期，而采用俠為電子的自動布線工具，在保障100%布通率的情況下，則可以將時間縮短至8.3小時。

 
圖 | 板級EDA原理圖軟件產(chǎn)品已有主要功能和性能

下面總結(jié)了“俠為在線設計平臺-原理圖設計”產(chǎn)品的一些特點：

?    SaaS模式  
多人在線協(xié)同   
工程版本管理   

?    多層次原理圖設計 
支持多人協(xié)作設計
支持超大型的設計

?    規(guī)則檢查及報告
繪圖頁面與窗口并存，便于修改錯誤
可單擊對應錯誤坐標位置定位到原理圖

?    網(wǎng)表(Netlist)生成  
可與原理圖進行交互式設計
支持第三方PCB軟件網(wǎng)表格式

?    高效編輯機制
智能化Drag功能
拖動目標自動對齊格點

?    器件清單(BOM)生成
支持BOM比較
支持用戶自定義模板導入 

瞄準供應鏈與數(shù)字化需求，俠為電子將向EDA 4.0挺進

事實上，板級EDA工具自1970年以來，經(jīng)歷了4個版本的迭代，每一次迭代都伴隨著集成電路行業(yè)向前邁進的一大步。

1970-1990年：PCB 1.0

最早的板級EDA軟件還是CAD工具，我們稱之為PCB 1.0版本，只有簡單的PCB版圖設計連線功能，它實現(xiàn)了從手工PCB畫圖到計算機輔助畫圖的過渡，采用的是基于網(wǎng)格的布線算法，沒有自動化能力，但也完全可以滿足當時的消費電子產(chǎn)品設計所需，典型的代表工具有PADS/PCAD、EagleTango/Protel、CadstarPCB、BoardStation等。

1990-2000年：PCB 2.0

到了90年代，由于電子產(chǎn)品越來越復雜，亟需PCB板級軟件的升級支持，重點就是需要有制造化的能力。這一代產(chǎn)品的特點是具有全局自動布線、交互布線中的自動化版圖編輯能力，其中的核心能力是提供自動化布線能力來提高密度PCB板的布通率和布線效率，需要有高性能基于形狀的無網(wǎng)格布線算法，從而實現(xiàn)了從ECAD到EDA的跨越，我們稱之為PCB 2.0版本。典型的代表工具有Kicad、PowerPCB、Veribest、ZukenCR5000、AllegroPCB等，這些工具適用于工業(yè)控制、汽車電子等場景。

2000-201X年：PCB 3.0
2000年以后，電子產(chǎn)品和芯片都變得更復雜了，它不僅需要有自動化的設計能力，還需要有非常強的約束管理，這樣才能保證電子產(chǎn)品的性能和穩(wěn)定性。這一代產(chǎn)品的特點是高速、高密度PCB對布線質(zhì)量的要求，除了提供高性能的自動布線能力之外，還需要有復雜而全面的約束管理工具來配合版圖布線編輯與布線，核心能力是在自動化的基礎上提供布線質(zhì)量乃至于可制造性質(zhì)量的控制，我們稱之為PCB 3.0版本。典型的代表工具有Allegro PCB、Expediton PCB、Zuken CR8000等，這些工具適用于計算機、通信電子、人工智能等場景。

201X-2035年：PCB 4.0
近兩年，芯片供應鏈的緊張讓產(chǎn)業(yè)界意識到PCB 3.0中涉及到的約束管理實際上都是技術(shù)性的約束，比如芯片的電壓、性能等，但在電子產(chǎn)品大規(guī)模的生產(chǎn)和銷售過程中，我們發(fā)現(xiàn)供應鏈的穩(wěn)定度正在影響整個企業(yè)產(chǎn)品的生存和發(fā)展。因此，未來對供應鏈的約束也將被放進設計中，包括芯片的價格、供貨周期和供貨穩(wěn)定度等，這樣才能保證產(chǎn)品長線發(fā)展，我們稱這一類供應鏈大數(shù)據(jù)驅(qū)動的PCB設計為PCB 4.0版本。

 
圖 | 板級EDA軟件的技術(shù)發(fā)展階段及應用場景

把電子設計的約束管理從技術(shù)指標層面提升到全局供應鏈和數(shù)字化層面，國內(nèi)有嘉立創(chuàng)在做這樣的事情，最典型的例子是西門子EDA，而這也是俠為電子重點要突破的地方。

羅晶表示：“目前，俠為電子已經(jīng)完成了PCB 2.0水平軟件的迭代，可以提供完整的EDA軟件包，包括PCB板圖、庫管理、自動布線等；2022年的目標是要提升PCB的能力，也就是將PCB 2.0提升到PCB 3.0的水準；2023年的目標是對標西門子電子系統(tǒng)，基于已經(jīng)實現(xiàn)的PCB板級的EDA能力，去重點研發(fā)供應鏈整合與數(shù)字化的EDA平臺。”

 
圖 | HeroEDA當前開發(fā)狀態(tài)與產(chǎn)品路線

寫在最后

PCB板級EDA是電子產(chǎn)品相關行業(yè)發(fā)展的基石，在走向PCB 4.0的過程中，國產(chǎn)EDA廠商將面臨巨大的挑戰(zhàn)，包括技術(shù)層面的，還有國內(nèi)盜版橫行之下的用戶付費難度等，任重而道遠，但中國的EDA創(chuàng)業(yè)者具備用少量的資源，通過十分之一的時間，去完成國外同等水平要很長時間才能完成的一件事的堅韌意志，所以時間會驗證一切。