中國經(jīng)濟導報 中國發(fā)展網(wǎng)記者 | 王曉濤

近年來，在有關半導體的會議上，EDA，即電子設計自動化日益成為一個熱詞。在前不久舉行的一個半導體會議上，賽迪顧問的呂芃浩博士將EDA軟件比喻為辦公軟件Word，他說：“EDA的實現(xiàn)需要EDA軟件，就像打字需要Word一樣，而且芯片設計用的EDA軟件比打字更復雜、更精細、技術含量更高，有了EDA工具，芯片的設計、布局、布線、仿真、版圖都可以通過自動化來實現(xiàn)。”

事實上，EDA和裝備材料一起被稱為集成電路產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略支柱，有人說，“EDA是集成電路之母，支撐集成電路全流程的設計”。

小行業(yè)撬動大產(chǎn)業(yè)

盡管EDA如此舉足輕重，但它的市場規(guī)模在整個半導體產(chǎn)業(yè)中所占比重并不大。據(jù)統(tǒng)計，2019年，全球EDA的產(chǎn)值是110億美元。“然而就是這110億美元，撬動的是4500多億美元的半導體市場，甚至是整個電子產(chǎn)品市場。”芯華章科技創(chuàng)始人、董事長王禮賓激動地說。

對于EDA地位的重要性，整個半導體行業(yè)已經(jīng)達成了共識。“EDA支撐著全球集成電路4500多億美元的產(chǎn)業(yè)”，華大九天副總經(jīng)理郭繼旺甚至認為，“沒有EDA就沒有IC！”

呂芃浩表示，半導體行業(yè)乃至整個電子信息行業(yè)呈現(xiàn)倒三角形，最底層是EDA工具，上面支撐了約4000多億美元的半導體市場，進而帶動1.5萬億美元的電子信息市場，以及數(shù)十萬億美元的應用市場。“在這種情況下，如果我們在EDA工具這個環(huán)節(jié)上出了問題，那么整個電子信息產(chǎn)業(yè)的大廈就會忽然倒塌。”他說。

EDA的重要性，在對集成電路成本的影響上得到了充分體現(xiàn)。“集成電路設計中，設計14~16納米芯片的成本是2億美元，設計7納米的芯片時是6億美元，這是在有EDA的情況下。如果沒有EDA工具，兩者的設計成本差距是200倍，這意味著如果沒有EDA工具，采用7納米工藝的芯片設計成本是1200億美元。”呂芃浩表示，這一數(shù)字相當于全球設計業(yè)的總值，而這么高的設計成本肯定是無法滿足市場需求的，因此EDA在降低成本促進集成電路發(fā)展上有著重要意義。

一般來講，EDA的市場規(guī)模占半導體產(chǎn)業(yè)的2%~3%。王禮賓介紹，在中國EDA市場，2019年，國產(chǎn)自研EDA的占比還是相當小，僅10%左右。“2019年，中國EDA市場的規(guī)模是4.77億美元，IBS預測，到2025年這一數(shù)字將會增長到22.72億美元，這將是5倍的增長。”

中國EDA的三個困境

在呂芃浩看來，EDA是美國技術壟斷度最高的一個領域，2018年，85%的EDA市場被三家美國EDA公司所壟斷。從中國EDA市場來看，外國三大廠所占的市場約5.8億美元，占全球的5.6%，國內(nèi)廠商的營收只有4.2億元人民幣，只占全球的0.6%。

據(jù)了解，上個世紀80年代，我國曾針對外國禁運EDA軟件設立了ICCAD三級系統(tǒng)專項。1994年，國外允許EDA廠商進入中國后，那時候就有了“造不如買、買不如租”的論調(diào)，致使國內(nèi)集成電路尤其是EDA出現(xiàn)近15年的沉寂，直到2008年成立“核高基重大專項”之后，EDA才重新被提上日程，并在近十年積極發(fā)展取得了一定成績。

“不過，即便國產(chǎn)化率現(xiàn)在比以前提高了10%，但仍然比較低。”呂芃浩認為，中國EDA的發(fā)展主要面臨以下三個困境：

一是人才不足。全球從業(yè)人員只有4.5萬人，但是外國三大廠就占了60%，其中，新思科技1.3萬人，Cadence有7000多人。而全國EDA人才只有大概1500人，其中1000人左右在外國企業(yè)在中國設的廠里工作，真正屬于本土研發(fā)團隊的人才只有500人左右，這還不及新思科技的零頭。

二是自主創(chuàng)新生態(tài)不足。許多設計企業(yè)習慣于用國外的EDA軟件，不敢輕易嘗試國產(chǎn)軟件。同時由于小企業(yè)沒有錢去買正版軟件，導致國內(nèi)EDA軟件更新迭代比較慢。

三是代工技術有些落后，這導致國內(nèi)廠商無法通過跟代工廠緊密合作升級自己的技術。

其實，EDA人才不足只是整個集成電路產(chǎn)業(yè)人才問題的一個縮影。郭繼旺說，集成電路產(chǎn)業(yè)一直比較缺人，市場需要72萬人，目前只有40萬人的存量，存在32萬人的缺口。按照每年三四萬的人才培養(yǎng)進度，補齊大概需要10年時間，而且隨著產(chǎn)業(yè)發(fā)展時間可能拉得更長。他認為，人才是最難解決的，因此急不得，尤其是集成電路人才需要進行綜合性的學科培養(yǎng)，既要有扎實的理論寬基礎，也要有實操能力，不像互聯(lián)網(wǎng)人才那么好培養(yǎng)。

人才是重中之重

縱觀全球EDA市場的發(fā)展，并購扮演著重要的角色。據(jù)了解，EDA技術大概90多種，美國有近千家EDA企業(yè)，雖然有這么多企業(yè)，但沒有一家企業(yè)能夠單獨做好所有的技術，只能通過并購重組成為具有競爭力的平臺化公司。事實上，從上個世紀90年代開始，新思科技有過80次以上的并購，Cadence有過60次以上的并購，正是通過不斷并購，才最終形成了它們在全球EDA市場的霸主地位。

此外，EDA行業(yè)的研發(fā)高投入也不容忽視。一些領先的EDA公司軟件研發(fā)投資占到營收的35%甚至40%，頭部公司正是依靠高投入才確保了自己的領先地位。

那么，我們又該如何改變單一的EDA企業(yè)發(fā)展模式，走出一條安全可控的自主化道路，解決EDA產(chǎn)業(yè)中核心的卡脖子問題呢？

針對EDA的人才培養(yǎng)，郭繼旺表示，廣義來講，只要是數(shù)學、物理、化學、計算機軟件專業(yè)的都可以作為EDA人才。

東南大學電子工程學院的楊浩說，從技術角度看，現(xiàn)在國內(nèi)技術還比較薄弱，沒有完全形成所有工具全流程領域。人才培養(yǎng)上，國內(nèi)高校很多，但是配套成體系的EDA課程體系還沒有完全建立起來，相關特別是完全對口的專業(yè)特別少，人才缺口比較大。“國產(chǎn)EDA如果想突圍，市場、技術、資金、人才四個環(huán)節(jié)缺一不可，其中人才是根本，是重中之重。”他說。

呂芃浩表示，8月4日，國務院印發(fā)了《新時期促進集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干政策》，從各個角度來促進集成電路發(fā)展，EDA軟件也是重點支持的行業(yè)，目前在人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等領域，國內(nèi)企業(yè)欣欣向榮，這給EDA工具發(fā)展提供了很大的市場和成長的土壤。“在云計算、人工智能等方面，我們與國際實際上是持平甚至領先的，在這種情況下，將來如果把這些技術應用到EDA當中，我們就有機會實現(xiàn)追趕甚至超越。”

原文標題：EDA：設計芯片的“WORD”如何自主安全可控

文章出處：【微信公眾號：FPGA設計論壇】歡迎添加關注！文章轉載請注明出處。

責任編輯：haq