行業(yè)新聞
實體產(chǎn)業(yè)是工業(yè)軟件的土壤。工業(yè)級軟件大都依附于某個細(xì)分的實體產(chǎn)業(yè)。實體產(chǎn)業(yè)強(qiáng)大,才會給工業(yè)級軟件一個積極的正反饋,通過產(chǎn)業(yè)中繁雜的應(yīng)用問題推動工業(yè)軟件不斷推陳出新、升級和演進(jìn),給工業(yè)軟件創(chuàng)造利潤和生存空間。
以美國為首的芯片強(qiáng)國對出口中國的高端芯片 “卡脖子”,讓更多人意識到國產(chǎn)高端芯片自主可控重要性的同時,芯片產(chǎn)業(yè)鏈中小而精的EDA(Electronic Design Automation,電子設(shè)計自動化)工具的關(guān)鍵作用也成了關(guān)注的焦點(diǎn)。
芯片設(shè)計環(huán)節(jié)繁多,精細(xì)且復(fù)雜,EDA工具對于提升芯片設(shè)計效率,優(yōu)化芯片設(shè)計,保證芯片功能發(fā)揮著極為重要的作用。目前,美國三大EDA公司(Synopsys、Cadence、Mentor)占據(jù)全球EDA市場超過60%的市場份額,絕大部分芯片設(shè)計公司都需要三巨頭的EDA工具。因此,美國用EDA就能很容易卡住中國芯片行業(yè)的脖子。
中美貿(mào)易戰(zhàn)愈演愈烈,國人對半導(dǎo)體行業(yè)的關(guān)注度空前,其中有盲目愛國的吹噓者,也不乏對半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀有著深刻認(rèn)識的行內(nèi)人。有心之人甚至整理出了“卡脖子”清單,而作為協(xié)助完成集成電路的功能設(shè)計、綜合、驗證、物理設(shè)計等流程的軟件工具集群——EDA 軟件“赫赫”在列。
以芯片設(shè)計行業(yè)為例,EDA工具從誕生到繁榮,都依附于硅谷芯片行業(yè)的前行進(jìn)程。1978年,傳奇人物L(fēng)ynn Conway針對摩爾定律演進(jìn)的迫切需求,構(gòu)建了數(shù)字電路自動化方法的理論基礎(chǔ),提出了全新的數(shù)字電路/超大規(guī)模集成電路設(shè)計方法,自此誕生了現(xiàn)代化的EDA設(shè)計方法?!癟he Mead & Conway Revolution”來源于實體產(chǎn)業(yè)的需求,最終又反哺于實體產(chǎn)業(yè),它導(dǎo)致了計算機(jī)科學(xué)和電氣工程教育領(lǐng)域的學(xué)術(shù)資料的全球重組,對于基于微電子應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)發(fā)展至關(guān)重要。
國產(chǎn)化率僅10%左右的國產(chǎn)EDA,面對發(fā)展了二三十年的EDA三巨頭的技術(shù)和商業(yè)壁壘,想要進(jìn)一步提升國產(chǎn)化率面臨極大挑戰(zhàn)。慶幸的是,開源的趨勢,AI和云技術(shù)的突破,給國產(chǎn)EDA帶來了換道超車百年一遇的好機(jī)會。
EDA處于整個芯片產(chǎn)業(yè)鏈的上游,特點(diǎn)是小而精。據(jù)市場研究和顧問公司Gartner今年1月的初步統(tǒng)計結(jié)果,全球半導(dǎo)體收入2020年總收入達(dá)到4498億美元,比2019年增長7.3%。
EDA作為集成電路產(chǎn)業(yè)鏈的命脈,自始至終連接和貫穿著芯片制造和科技應(yīng)用的發(fā)展;芯片設(shè)計、晶圓制造、封裝測試,直至電子產(chǎn)品的設(shè)計,每個環(huán)節(jié)都離不開EDA工具。其實EDA市場是一個比較小的市場,2019年EDA/IP全球產(chǎn)值約110億美元,然而就是這小小的110億美元,卻撬動了約5千億美元的半導(dǎo)體市場甚至是約1.6萬億的電子產(chǎn)品市場。
國以前缺少強(qiáng)大的芯片設(shè)計公司和晶圓廠,也就很難支持本土EDA公司崛起,甚至本土EDA工具連試錯的機(jī)會都沒有。 不過,隨著中國相關(guān)產(chǎn)業(yè)影響力逐漸增大,本土EDA公司也開始得到了強(qiáng)有力的支持,最典型的是華大九天。
作為開源EDA的先鋒派,芯華章在2020年九月上線了中國首個開源EDA技術(shù)社區(qū)EDAGit,并且開源了兩款EDA工具。王禮賓介紹,目前芯片公司在一個芯片項目中投入的精力大量是用于驗證,因為芯片失敗帶來的損失輕則是一次投片數(shù)億元的費(fèi)用打水漂,重則影響產(chǎn)品的上市時間或者公司的信譽(yù),導(dǎo)致客戶的流失,可能帶來致命的打擊。因此,驗證,特別是硬件驗證,是科技領(lǐng)先的重要制勝點(diǎn)之一。
中美貿(mào)易戰(zhàn)拉開大幕,EDA禁運(yùn)首當(dāng)其沖,成為卡脖子工程。EDA的的戰(zhàn)略性,重要性被推到空前高度。
事實上,EDA國產(chǎn)化并非第一次,也不是第一次受到掣肘。我國從1980年代中后期開始,就投入到EDA產(chǎn)業(yè)的研發(fā)當(dāng)中。當(dāng)時我國包括集成電路在內(nèi)的高科技領(lǐng)域都受困于“巴統(tǒng)”的禁運(yùn),國外EDA無法進(jìn)中國,集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展倍受掣肘。為了更好發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè),我國在1986年動員了全國17家單位、200多位專家齊聚北京,研發(fā)我國自有的集成電路計算機(jī)輔助設(shè)計系統(tǒng)“熊貓系統(tǒng)”,在1992年首套熊貓系統(tǒng)問世,是我國第一個大型ICCAD系統(tǒng),也是國家意志的體現(xiàn)和集體智慧的結(jié)晶。1994年“巴統(tǒng)”取消對中國禁運(yùn),海外EDA公司以技術(shù)成熟、價格便宜的工具擠占市場。1994年至2008年,國家對國產(chǎn)EDA的支持非常有限,中國EDA產(chǎn)業(yè)陷入發(fā)展低谷,發(fā)展曲折而緩慢,和海外差距越來越大。
2000-2018年,國外EDA產(chǎn)業(yè)發(fā)展走入商業(yè)化軌道,技術(shù)更新缺乏新意,變革更是鮮少有之,產(chǎn)業(yè)逐漸呈現(xiàn)“夕陽化”。此時國內(nèi)EDA產(chǎn)業(yè)正處于興起階段,很多新的概念、新的工具不斷涌現(xiàn)出來,猶如20年前的國外黃金期。
如今全球半導(dǎo)體價值鏈迎來變遷,根據(jù) SIA 數(shù)據(jù)顯示,美國 2019 年在半導(dǎo)體行業(yè)的市占率為 47%。BCG 預(yù)測,在“維持現(xiàn)狀”的假設(shè)下,未來 2-3 年內(nèi)美國半導(dǎo)體企業(yè)的市場份額將從 2018 年的 48%下滑至 40%,中國企業(yè)的份額將上升 4ppts 到 7%。
毋庸置疑,美國在設(shè)備、EDA、高端 CPU、GPU 方面是目前絕對的領(lǐng)導(dǎo)者,因此其試圖通過擴(kuò)張服務(wù)規(guī)模來獲取更高的利潤,以支撐高昂的研發(fā)投入。而彼時的中國半導(dǎo)體業(yè)正加大投入,初具規(guī)模,美國勢必會增加憂慮,加大打擊力度,尤其是對高精尖的部分。
面對目前的境況,追趕不可取,一方面是從 5G、AI 的角度另辟蹊徑,另一方面是維持與國內(nèi)外 EDA 同業(yè)者的良性競合關(guān)系,保持耐心,畢竟 EDA 四大家也不是一上來就是巨無霸的,都是經(jīng)過了三、四十年的技術(shù)累積與企業(yè)兼并,才取得了今天的地位。因此,制造 EDA 泡沫是很不明智的做法,當(dāng)務(wù)之急是我們的政府和產(chǎn)業(yè)協(xié)會應(yīng)充當(dāng)好牽頭作用,搭建起 EDA 生態(tài)圈互動合作的平臺,真正下沉到技術(shù),了解 EDA 相關(guān)的設(shè)計、制造、工藝等概念,有的放矢地到晶圓制造廠、封測廠、系統(tǒng)公司去調(diào)研,拿到最真實的一手訴求,有機(jī)整合資源,這可不僅僅是投錢就能解決的事情。