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建供應鏈大數(shù)據(jù)驅動的數(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整，效率是純人工操作的10-20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)，如果采用純人工布線的方式，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量乃至于可制造性質量的控制，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)驅動的PCB設計為PCB 4.0版本。

 
圖 | 板級EDA軟件的技術發(fā)展階段及應用場景

把電子設計的約束管理從技術指標層面提升到全局供應鏈和數(shù)字化層面，國內有嘉立創(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)，包括技術層面的，還有國內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。