曙光已现,道阻且长,中国EDA自主生态构建正当时

TechSugar 2023-01-13 08:00

文︱王树一



在极其复杂的环境下,中国集成电路设计业仍然取得了两位数增长。根据魏少军教授在2022 ICCAD开幕致辞时公布的数据,预计2022年中国集成电路设计业规模为5345.7亿元,同比增长16.5%,按美元计算约为784.4亿美元,占全球集成电路产品销售收入的比例将继续提升。


2022年,新冠疫情对生产经营秩序冲击不断,集成电路主要终端产品销量大幅下滑,地缘政治对半导体全行业的影响持续加深,在多重不利因素叠加下,中国集成电路产业仍然录得两位数的正增长,着实不易。这样的成绩取得,离不开中国大市场对集成电路产业发展的支撑作用,作为全球最大电子制造业基地,中国拥有几乎所有集成电路应用场景,终端企业对集成电路的需求规模大、品类全,而随着外部产业环境的变化,终端企业对供应链的安全越来越重视,越来越重视本土芯片供应商,因而本土芯片设计企业的市场空间不断扩展。


不过,本土芯片设计企业也要把自身的供应链安全重视起来。随着美国对中国半导体产业的限制手段不断加强,之前全球化配置的产业资源面临冲击,中国半导体必须做好部分技术被完全限制的准备。因而不只是终端企业要重视上游,芯片设计业企业也要把其上游生态链的建设重视起来,要对本土的EDA、IP和晶圆代工企业予以必要的支持,只有活跃健壮的上游生态建立起来,才能真正打破技术封锁。


那么,本土EDA与IP等芯片设计上游产业发展状况如何呢?从参与本届ICCAD的厂商发言中可以窥见一斑。


单点突破已成气候


EDA创业多数从点工具开始,逐渐从点工具扩展到某个细分方向的全流程工具,然后再横向扩充。已经先后上市的概伦电子和华大九天就是典型代表,概伦电子在存储器芯片领域,华大九天在平板显示电路及模拟电路设计领域,均已经从点到面,建立起了全流程的竞争力。


近几年进军EDA领域的企业,也在沿着这条道路前进。例如,芯启源的EDA工具就选择了基于FPGA的仿真加速工具作为突破口。据芯启源EDA&IP销售总经理裘烨敏介绍,芯启源创新地将硬件仿真与原型验证结合在一起,降低了客户的运营成本,而且仿真速度达到了10M,比传统工具快10倍,到2023年一季度,仿真速度还可以提升到20M,分区能力和支持的系统规模也将进一步提升。


英诺达的首款EDA产品则把目标放在低功耗设计领域。据英诺达董事长兼创始人王琦介绍,英诺达首款EDA产品有两大特点,第一是对低功耗设计方法有完备的支持;第二是在检查错误的同时帮用户定位问题根源,找出解决方法。


国微芯则将战略聚焦在后端和制造端的工具上,例如物理验证工具和OPC工具,在本届ICCAD上,国微芯一口气发布了14款EDA工具,包括物理验证平台的4个工具,OPC平台的2个工具,还有仿真平台的3个工具,特征化平台2个工具以及形式验证工具平台的3个工具。国微芯CTO白耿说:“国微芯的主要服务标的是国内晶圆代工厂,支持国内晶圆产线进行物理验证相关的参考流程和开发工作,希望能够在当今的国际环境下,解决国内晶圆厂对于制造端EDA工具的‘卡脖子’问题。”


这些EDA新势力,正在努力通过单点工具来一点点建立行业地位。当然,这些点工具以及部分细分方向的全流程工具加在一起,也还没有构成能够支撑国内半导体产业发展的必要工具链,但如概伦电子总裁杨廉峰所说,没有一家公司可以真正做到全流程,EDA公司的价值在于为客户全流程方案提供不同环节的最优选择,客户组合不同的产品组合来实现最后的全流程。他说:“国内没有任何一家企业可以解决行业的所有问题,但我们可以联合国内的合作伙伴,包括我们参股或间接投资的企业,共同为客户打造更完整的流程,这是我们现在做的事情。”


上云


EDA上云是近年来的热点话题。在ICCAD上受访的企业中,速石科技、英诺达和思尔芯,都对外提供云服务。其中,速石科技的主营业务即为芯片设计企业提供EDA的云服务:一站式IC设计云平台。


速石科技高级技术总监陈琳涛表示,大型SoC设计在研发阶段对算力的需求呈现波动性特征,前仿高峰或后仿高峰往往需要极大的算力资源,如果为了满足这种峰值需求而进行硬件扩充,无疑会给企业造成沉重的成本负担,如果不扩容,开发效率又会受限,因而采用云计算来满足这种弹性需求,无论从成本上还是性能上都比自建算力集群更有优势。


陈琳涛表示,EDA工具的配置多而繁复,对于新创公司而言,如果每一个工具都去自己部署,可能会“踩到很多坑”,需要花很长的时间去解决一些其他企业遇到过的共性问题,如果委托给速石科技这样的专业公司,就可以避免踩坑,专注于研发工作。他说:“我们会保留或兼容客户的使用习惯,让客户的研发效率持续提高,同时享受速石自主研发平台的支持。”


英诺达王琦则认为,EDA上云的主要是在商务模式上的创新。上云给客户带来的收益有两个,一个是计算资源更有效的利用,一个是使用成本的的降低。EDA上云的技术动力并不大,因而上云并不能解决当前国产EDA遇到的大部分难题。他说:“上云是一个次要的问题,关键要有产品出来。中国最苦于EDA使用成本很高,当你的产品技术方面有一定竞争力,成本又很有利,当然就具备竞争优势了。总之,我不排除上云可以增加EDA产品的竞争力,但如果想靠上云来产生决定性的变化,我对此持保留观点。”


国产EDA怎样才能让客户用起来?


虽然国内EDA热闹异常,但从市场份额来看,依然差距很大。根据GIA的数据,2021年中国EDA市场85%的份额有国外五大公司占据,而这还是在过去几年本土EDA产业高速发展的基础上的结果。


在以往,一款本土工具要打入市场,往往备受客户挑剔,既要比主要国际巨头的性能要好,价格还要便宜,这让很多本土工具在研发出来以后很长时间都找不到客户来用。


当然,拜产业环境变化所赐,本土企业对本土EDA的接受度在提升。只要产品性能与市场主流产品相当,就会有客户去考虑尝试。


概伦电子杨廉峰说:“大家的心态确实在改变,但国内企业不会因为国产标签或者情怀买单,也不会仅仅为了价格便宜而买单,客户还是为价值买单。”杨廉峰认为,EDA市场是价值导向,价值导向就意味着每一款EDA工具都要找到相对应的应用。“我们一直强调‘应用、应用、应用’,要真正找到国内行业用户愿意买单的原因。”


杨廉峰还表示,政府在推动本土EDA产业发展方面做了很多工作,近年来,政府为采用本土EDA工具的企业予以补贴,而不是直接补贴EDA企业,就是让更有市场接受度的产品得到发展机会。


道阻且长


据统计,2021年至2022年本土EDA产业融资额达到100亿元,超过了之前EDA产业融资的历史总和,国内发展EDA产业的热情非常高,也在部分领域取得了一些成绩。


但与国际巨头相比,现在的差距也非常明显,全球最大EDA厂商新思科技一年研发投入就有约100亿元人民币,员工人数1.6万人,国内三家EDA公司研发投入总和为4.5亿元人民币,员工人数还不到2000,与国外三巨头相比,国内产业资源的差距均在数十倍以上。要赶上国际巨头,对本土产业起到必要的支撑作用,还有很长的路要走,这个过程不仅需要本土EDA从业者勠力同心,奋发图强,也需要EDA的下游与上游对EDA产业给予必要的支持,例如设计公司与本土EDA公司一起针对特定的应用、公益平台和流程进行定制,一起构建活跃的生态。


中国半导体产业的供应链安全必须要解决,也一定会解决,这是一段需要有耐心和毅力的旅程,如同锐成芯微CEO沈莉所说:“半导体产业起起伏伏,不管是雨露还是阳光,我们中国半导体人抗压能力还是很强的。不管做IP也好,做EDA也好,它有个特点,必须要有非常强的耐心和毅力,所以我把‘风雨兼程’、‘长期主义’八个字送给大家,与大家一起共勉。”



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