如果把芯片比喻為一件設(shè)計(jì)精美的工藝品，那么電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）工具就是雕刻這件工藝品的刻刀，因此它對(duì)于集成電路產(chǎn)業(yè)的重要性自是不言而喻。國內(nèi)EDA企業(yè)在發(fā)展的過程中應(yīng)該充分樹立“戰(zhàn)略冗余”的觀念，在努力補(bǔ)齊自身短板的同時(shí)，還要在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的某一細(xì)分領(lǐng)域做到“獨(dú)步天下”，以此成為全球產(chǎn)業(yè)鏈中必不可少的重要組成部分。

由于前期重視程度不夠，國內(nèi)EDA產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對(duì)落后。現(xiàn)階段，突破先進(jìn)材料和器件等電子工程方面的難度持續(xù)加大，但計(jì)算機(jī)科學(xué)，尤其是近些年人工智能和云技術(shù)的發(fā)展卻給我國EDA行業(yè)的變革帶來了新的機(jī)遇。

EDA技術(shù)被國外企業(yè)壟斷

芯片的設(shè)計(jì)離不開EDA工具的加持。近年來，盡管部分產(chǎn)品晶體管數(shù)量的增長率已經(jīng)放緩，但摩爾定律仍然是業(yè)內(nèi)普遍遵循的指導(dǎo)原則。有消息稱，蘋果iPhone12搭載的A14處理器的晶體管數(shù)量將達(dá)125億個(gè)。若不借助高度自動(dòng)化的EDA工具，設(shè)計(jì)包含如此龐大數(shù)量晶體管的芯片顯然是一項(xiàng)無法完成的任務(wù)。

隨著集成電路設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度日益提高，芯片的驗(yàn)證無疑是決定芯片流片是否成功的最關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，而EDA工具正是驗(yàn)證環(huán)節(jié)中不可或缺的重要幫手。

芯華章董事長兼 CEO王禮賓在接受記者采訪時(shí)表示，在芯片的研發(fā)過程中，芯片的驗(yàn)證貫穿著整個(gè)設(shè)計(jì)流程，因此它芯片的驗(yàn)證過程越充分，芯片流片的成功率就越高，而EDA工具在這個(gè)過程中能夠起到一錘定音的作用。“由于芯片設(shè)計(jì)的規(guī)模增加，EDA驗(yàn)證是決定芯片成敗的關(guān)鍵工具。”王禮賓說。

作為半導(dǎo)體行業(yè)的核心產(chǎn)業(yè)之一，EDA產(chǎn)業(yè)一直被國外巨頭壟斷。全芯智造BD總監(jiān)韓明在此前接受《中國電子報(bào)》記者采訪時(shí)表示，在EDA領(lǐng)域，Synopsys、Cadence和Mentor Graphics這三家公司被稱為“EDA三巨頭”。據(jù)悉，這三家公司占據(jù)了全球市場超過65%的份額，在中國所占的市場份額甚至高達(dá)90%。

國內(nèi)EDA產(chǎn)業(yè)的發(fā)展一直落后于國外。北京華大九天軟件有限公司董事長、南京集成電路設(shè)計(jì)服務(wù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心董事長兼總經(jīng)理劉偉平在接受專訪時(shí)告訴記者，我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的整體起步時(shí)間較晚，因此我國在EDA方面的布局也相對(duì)滯后，沒能形成良好的協(xié)同發(fā)展模式。這導(dǎo)致了目前國內(nèi)EDA產(chǎn)業(yè)的發(fā)展存在較大問題，特別是在核心技術(shù)方面存在缺失。

人才的缺失也是當(dāng)前國內(nèi)EDA產(chǎn)業(yè)面臨的一大問題。韓明表示，人才是EDA產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的主要?jiǎng)恿χ弧Ｈ欢瑖鴥?nèi)EDA人才較少，這導(dǎo)致了目前國內(nèi)EDA公司的從業(yè)人員不足千人。人才的缺失使我國EDA產(chǎn)業(yè)的發(fā)展相對(duì)落后。相比之下，國外領(lǐng)先的EDA公司都通過內(nèi)生發(fā)展和收購整合，利用跨國公司的優(yōu)勢在全球范圍內(nèi)網(wǎng)羅優(yōu)秀人才。

云技術(shù)將是EDA重要推手

核心技術(shù)的缺失使國內(nèi)EDA產(chǎn)業(yè)缺乏核心專利，導(dǎo)致我國在全球EDA知識(shí)產(chǎn)權(quán)的競爭中處于不利地位。由于我國需要支付多套EDA工具專利費(fèi)，高昂的成本直接拖累了本土芯片的設(shè)計(jì)周期，大大削弱了其在市場中的競爭力。此外，自身技術(shù)基礎(chǔ)的薄弱也使我國在高精度芯片的研發(fā)上無計(jì)可施。面對(duì)如此困境，我國EDA產(chǎn)業(yè)的發(fā)展之路在何方？

集成電路產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展能夠?qū)鴥?nèi)EDA產(chǎn)業(yè)市場需求的增長起到帶動(dòng)作用，從而促進(jìn)該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。王禮賓介紹，受新冠肺炎疫情的影響，2020年上半年全球的半導(dǎo)體市場形勢不佳，只有中國的半導(dǎo)體市場呈現(xiàn)上升態(tài)勢。這種一枝獨(dú)秀的局面顯示了國內(nèi)半導(dǎo)體市場巨大的發(fā)展?jié)摿ΑＫ€指出，2020年中國集成電路行業(yè)的銷售收入有望突破9000億元。到2025年，國產(chǎn)芯片的自給率要達(dá)到70%。基于集成電路行業(yè)與EDA產(chǎn)業(yè)緊密的聯(lián)系，王禮賓認(rèn)為，在未來5～6年，我國EDA產(chǎn)業(yè)的市場容量會(huì)增加5倍左右，因此國內(nèi)EDA產(chǎn)業(yè)具備廣闊的市場前景和較大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

人工智能技術(shù)的發(fā)展為我國EDA產(chǎn)業(yè)提供了新的發(fā)展機(jī)遇。根據(jù)ABI Research發(fā)布的報(bào)告，到2024年，全球云端AI芯片的市場規(guī)模將擴(kuò)大至100億美元。與此同時(shí)，全球邊緣AI芯片的市場規(guī)模也將以31%的年平均增長率持續(xù)擴(kuò)張。

AI技術(shù)的發(fā)展催生了終端市場對(duì)AI芯片的強(qiáng)烈需求，而AI芯片對(duì)封裝的小型化要求十分苛刻。先進(jìn)的EDA工具正是滿足這一需求的重要解決方案。具體來講，為了在越來越小的單位面積上集成越來越多的晶體管，EDA工具需要與時(shí)俱進(jìn)，通過其性能的改良和提升，順應(yīng)AI技術(shù)的發(fā)展潮流。因此，AI芯片在市場上的火爆可能會(huì)讓更多廠商意識(shí)到EDA工具的重要性，從而加大對(duì)其的投資和研發(fā)。

在EDA工具順應(yīng)AI技術(shù)發(fā)展潮流的過程中，云技術(shù)也是不容忽視的關(guān)鍵力量。王禮賓表示，芯片設(shè)計(jì)公司不僅需要EDA產(chǎn)品，也需要EDA服務(wù)，因此EDA服務(wù)上“云”是未來重要的發(fā)展趨勢。他表示，很多公司在購買EDA產(chǎn)品的同時(shí)也在購買EDA服務(wù)。如果沒有EDA服務(wù)，他們就很難用好EDA產(chǎn)品，也就不能做好芯片的設(shè)計(jì)。而云驗(yàn)證服務(wù)是基于云技術(shù)的驗(yàn)證服務(wù)，云端龐大的運(yùn)算能力能夠有效解決仿真耗時(shí)的問題。當(dāng)客戶在設(shè)計(jì)復(fù)雜的系統(tǒng)級(jí)芯片時(shí)，它能夠提高芯片的驗(yàn)證效率并降低其驗(yàn)證成本，在滿足客戶多樣化需求的同時(shí)幫助他們更加靈活地使用EDA產(chǎn)品。

總體來說，云服務(wù)廠商在硬件部署、軟件創(chuàng)新和軟硬件協(xié)同等方面已成為了推動(dòng)智能化進(jìn)程的中流砥柱。因此，云技術(shù)無疑將成為促進(jìn)EDA產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要推手。

下一代EDA技術(shù)成突破關(guān)鍵

當(dāng)前復(fù)雜的國際形勢對(duì)中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展并不有利。在這種處處掣肘的大環(huán)境下，EDA產(chǎn)業(yè)的重要性將進(jìn)一步凸顯。研究和開發(fā)EDA工具絕非一日之功。為了抓住新技術(shù)帶來的新機(jī)遇，業(yè)內(nèi)企業(yè)需要為該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展采取更積極、更主動(dòng)的舉措，合力發(fā)展國內(nèi)EDA產(chǎn)業(yè)。

我國半導(dǎo)體企業(yè)需要共同參與EDA產(chǎn)業(yè)的生態(tài)建設(shè)，以此構(gòu)建良好的產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境。劉偉平指出，EDA產(chǎn)業(yè)是芯片設(shè)計(jì)、制造、封測企業(yè)間重要的合作橋梁，因此EDA產(chǎn)業(yè)的生態(tài)建設(shè)需要半導(dǎo)體全產(chǎn)業(yè)鏈的各個(gè)企業(yè)共同協(xié)作營造，而這也是未來我國EDA產(chǎn)業(yè)能否實(shí)現(xiàn)突破的關(guān)鍵。

現(xiàn)階段，華大九天、芯華章、全芯智造等國內(nèi)EDA領(lǐng)先企業(yè)持續(xù)加大研發(fā)力度，已與國內(nèi)外多家半導(dǎo)體企業(yè)開展了深度合作，在部分領(lǐng)域形成了具有行業(yè)競爭力的特色優(yōu)勢，生態(tài)效應(yīng)逐步顯現(xiàn)。“未來，隨著國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的逐步完善，華大九天等EDA廠商將進(jìn)一步推進(jìn)國內(nèi)EDA領(lǐng)域的戰(zhàn)略協(xié)作，以此加快產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè)的進(jìn)程，助力我國EDA產(chǎn)業(yè)生態(tài)的構(gòu)建。”劉偉平說。

國內(nèi)EDA企業(yè)還應(yīng)樹立“戰(zhàn)略冗余”的觀念。何為“戰(zhàn)略冗余”？韓明對(duì)此作出了解釋：“‘冗余’是半導(dǎo)體領(lǐng)域的一個(gè)專用術(shù)語。它指的是在電路上增加冗余電路，以保證整個(gè)芯片不受部分失效電路的影響，從而實(shí)現(xiàn)芯片的正常工作并保證其良率。”韓明表示，國內(nèi)EDA公司在考慮商業(yè)和市場價(jià)值的同時(shí)，也要樹立“戰(zhàn)略冗余”的觀念，從產(chǎn)業(yè)鏈上的細(xì)分領(lǐng)域做起，努力補(bǔ)齊自身短板。

我國EDA產(chǎn)業(yè)也要在產(chǎn)業(yè)鏈的某些細(xì)分領(lǐng)域做到世界領(lǐng)先。韓明指出，只有在某些細(xì)分領(lǐng)域做到極致，我國EDA產(chǎn)業(yè)才能成為全球產(chǎn)業(yè)鏈中密不可分的一部分。

國內(nèi)EDA企業(yè)還要?jiǎng)?chuàng)新求變，積極參與布局下一代EDA技術(shù)。王禮賓表示，業(yè)內(nèi)不僅要在EDA技術(shù)上實(shí)現(xiàn)突破和創(chuàng)新，還要合力研發(fā)先進(jìn)工藝，在先進(jìn)工藝的研發(fā)流程上實(shí)現(xiàn)更新和迭代。此外，國內(nèi)EDA企業(yè)還要加大對(duì)EDA創(chuàng)新人才的培養(yǎng)力度。“人工智能、云計(jì)算等先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，以及先進(jìn)工藝研發(fā)流程的迭代等都為布局下一代EDA技術(shù)提供了契機(jī)。這時(shí)，業(yè)內(nèi)就更加需要EDA領(lǐng)軍人才的出現(xiàn)。他們對(duì)EDA技術(shù)發(fā)展的最新趨勢和先進(jìn)工藝的研發(fā)有著敏銳的洞察力，因此能夠幫助我國EDA產(chǎn)業(yè)擺脫困境，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。”王禮賓說。
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