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              新思科技調查案會對中國芯片產業產生什么影響?
              2022-07-05 16:07
                張孝榮
                日前,美國EDA軟件公司新思科技(Synopsys)接受美國商務部的調查,理由是該公司可能將關鍵技術轉讓給被“禁”的中國公司。這一事件讓大眾將目光聚焦到了EDA軟件上。
                EDA是電子設計自動化(Electronic Design Automation)的簡稱,對于芯片的“誕生”起著舉足輕重的作用。芯片在設計的時候,需要在單位平方厘米上的狹小空間內布局數十億乃至更多個晶體管及相關電路,這相當于在指甲上規劃一個城市,手繪當然難以實現,只能交給計算機完成,工程師通過軟件進行操控,這個軟件就是EDA,負責芯片的電路設計、性能分析、設計出IC版圖的整個過程。
                EDA對芯片至關重要。芯片產業可以分成三大環節,分別是設計、制造和封測,EDA軟件是芯片設計的必備工具,同時在晶片制造和封測環節也有重要應用,因此也被稱為“芯片之母”。
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                全球EDA市場的三大巨頭
                芯片產業會在哪些方面被“卡脖子”?制造設備環節當屬光刻機,而軟件環節就是EDA軟件了。
                目前全球EDA市場主要有三大巨頭,分別是美國的新思科技、楷登電子及西門子EDA。根據美國公司數據統計,新思科技在全球EDA市場中占比達32.14%,遠超過第二、三名楷登電子的23.4%和Siemens EDA的14%,3家份額合計約占全球市場70%。據估計,在中國市場,3家公司占據了80%以上的市場份額。近幾年來,三家巨頭公司資產規模均在500億元上下,每年營收也達到了200億元左右。
                本次受調查的新思科技成立于1986年12月,總部位于美國加州山景城。新思科技通過在中國建立合資企業,開展中國業務。2017年末,新思科技宣布在中國成立新的戰略投資基金,首期基金規模一億美元。在2018年和2019年,新思科技在中國分別成立了芯思原和全芯智造兩家合資公司,前者意在加強芯片IP領域的本土合作,后者旨在加強制造類EDA領域的本土合作。
                另外兩家公司,楷登電子成立于1988年,總部位于美國加州圣何塞;西門子EDA前身為美國的明導公司,成立于1981年4月,總部位于美國俄州威爾森維爾。
                在三巨頭中,新思科技的產品線最為全面,它的優勢在于數字前端、數字后端和驗證測試;楷登電子的優勢在于模擬和混合信號的定制化電路和版圖設計;西門子EDA在物理驗證領域優勢較為突出,在印制電路板方面也有一定優勢。
                華為旗下海思半導體使用的EDA工具,不是單純用一家公司的EDA設計軟件,而是用了4家產品,除了上述三巨頭外,還包括美國的安似科技Ansys。安似科技的軟件產品一般應用在超算、航空航天等高端制造領域,同時該公司也有芯片設計EDA,近日宣布正式加入EDA Alliance聯盟。
               
               
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                做中國自己的EDA工具
                對于國內來說,發展國產替代勢在必行,應鼓勵做中國的EDA工具。整體來看,國內EDA與三巨頭之間存在較大差距。
                一是基礎較差。雖然中國EDA行業起步較早,1986年即開始研發我國自有EDA系統(即熊貓系統),但由于行業生態環境的發展和支撐相對滯后,技術研發優化和產品驗證迭代相對緩慢,目前整體行業技術水平與國際EDA巨頭存在差距。一方面,由于缺乏頭部工廠合作,導致難以匹配目前最先進的工藝,這是國產EDA廠商面臨的根本障礙。另一方面,國產EDA目前仍不能實現全工具鏈覆蓋。由于EDA工具鏈非常長,涉及軟件種類,國內大多從某一環節單點切入,部分流程與環節具備較強競爭力,缺少全流程的解決方案。
                二是人才缺乏。國內企業相比國際領先企業起步相對較晚,專業人才仍較為缺乏,尤其高端人才更加稀缺,對行業企業人才隊伍建設造成了一定的壓力。EDA開發工程師需同時理解數學、芯片設計、半導體器件和工藝,對綜合技能要求很高。培養一名EDA研發人才,從高校課題研究到從業實踐的全過程往往需要10年左右的時間。由于EDA軟件開發研究的周期長,投入與產出比率低,行業整體薪酬偏低,導致本土人才流失嚴重。目前,本土EDA專業人才有限,根據賽迪智庫的數據顯示,2020年我國EDA行業僅有4400余名人才,其中半數以上就職于外資企業,而Synopsys在全球擁有近1.2萬名EDA研發人員。
                三是國內企業規模小。如果說三巨頭已是大樹,國內的企業則僅處在萌芽階段,由于行業投資回報期較久,因此較難有效吸引社會資金進入,致使本土EDA企業融資渠道相對狹窄。
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                EDA軟件需要不斷升級進化
                國內企業能否完成對國外巨頭的超越?這是一條很長的路,短期內就超越不太現實。有人曾擔憂,如果限制EDA軟件的銷售,那中國芯片設計行業將原地休克。有人說,既然是軟件,破解或者做個模仿版行不行?
                答案是不行的。單就EDA自身來看,也是很難達到的。
                EDA本質是提供一攬子的工具包給客戶解決問題。EDA軟件并非傳統軟件那樣可以較長時間地一成不變,而是需要不斷升級進化。隨著下游應用的變化、材料的改變、制程的演進,EDA需要不停地迭代去更新工藝庫,最頻繁的時候一個月就要更新一次。這意味著,就算模仿了軟件的外殼,也沒法模仿到工具包。這種情形就像蓋大樓一樣,可以模仿世界頂級寫字樓蓋一棟大廈,但是卻無法擁有原大廈里的各種頂級商鋪和租客。
                我們知道,大水才能養大魚。海洋里長大的魚類體型可以遠遠大于湖泊池塘。如果一個市場規模有限,那么企業發展前景就會受限。EDA三巨頭以全球市場為水而發展,在全球芯片產業生態中與核心企業有廣泛而長遠的聯系與合作,花了將近40年時間,才發展到了現在的規模。我國EDA行業基礎差,人才少,規模小,要走出一條獨立的道路,要花更多的時間。
                實際上,EDA軟件本身是一個比較狹小的市場。從體量來看,EDA的全球規模僅在百億美元左右。根據SEMI統計,2020年全球EDA市場規模為114.67億美元,同比增長11.63%。其中,全球EDA需求市場主要集中在美國,2020年美國EDA市場規模約占全球的43%。亞太地區排名第二,2020年EDA市場規模約占全球的35%。面對如此狹小且被巨頭瓜分的市場,新興公司又會有多少動力來開發EDA軟件?我們該如何快速破解EDA“卡脖子”難題?這仍需要進一步思考和探索,才能得出答案。
                作者簡介
                張孝榮,深度科技研究院院長。
                END
                來源:本刊原創文章
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