解析2021年本土EDA企業(yè)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

EDA是電子產(chǎn)業(yè)最大的杠桿，每年100多億美元的營(yíng)收撬動(dòng)的是4000億 美元的IC產(chǎn)業(yè)，2020年，美國(guó)對(duì)中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的封殺，讓中國(guó)全社會(huì)意識(shí)到EDA的重要性有自己我們的短板，在芯片市場(chǎng)的需求增長(zhǎng)和政府的引導(dǎo)下，本土EDA成為最熱門的領(lǐng)域，資本、人才往這個(gè)領(lǐng)域流動(dòng)，也加速了本土EDA的快速發(fā)展，芯華章、鴻芯微納、國(guó)微思爾芯、南京EDA創(chuàng)新中心、芯和半導(dǎo)體、概倫電子等一大批本土EDA脫穎而出，不過相比國(guó)外EDA巨頭，本土EDA在經(jīng)驗(yàn)積累、整體布局和人才上還有較大的差距，占據(jù)天時(shí)地利人和的本土EDA企業(yè)在2021年面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)有哪些？

在ICCAD2021上，一些EDA企業(yè)高管分享了自己的洞見。

1、開辟新賽道--芯華章的EDA2.0

2020年3月在南京成立的芯華章是本土EDA快速發(fā)展的一個(gè)縮影，從3月成立到年底，芯華章已經(jīng)吸引了海內(nèi)外技術(shù)大牛加盟芯華章，并且完成了首次產(chǎn)品和技術(shù)發(fā)布以及三輪融資。

芯華章董事長(zhǎng)兼CEO王禮賓在本次會(huì)上開創(chuàng)性提出EDA 2.0理念，“我們現(xiàn)在的EDA1.0，已經(jīng)有30年了，30年前的技術(shù)，算法、架構(gòu)等都已經(jīng)不適應(yīng)目前的市場(chǎng)需求，這些軟件經(jīng)過這么多年的發(fā)展，由于客戶群體太大，反而成為創(chuàng)新的束縛?，F(xiàn)在，云技術(shù)和人工智能的發(fā)展給EDA行業(yè)帶來了全新的機(jī)會(huì)，但對(duì)原來的工具來說很難去整體改造去適應(yīng)。”他分析說，“前段時(shí)間全球尖端EDA與算法專家林財(cái)欽博士加盟芯華章，出任芯華章研發(fā)副總裁一職。他正帶領(lǐng)研發(fā)團(tuán)隊(duì)深入研究大型芯片驗(yàn)證產(chǎn)品的綜合技術(shù)和優(yōu)化算法，專注于驗(yàn)證EDA領(lǐng)域的軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)，并進(jìn)行EDA與機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)相結(jié)合的算法創(chuàng)新。他在這個(gè)行業(yè)里有超過30年的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，早幾年他從Cadence出來去研究人工智能、研究機(jī)器學(xué)習(xí)，一些EDA公司請(qǐng)他在現(xiàn)在主流EDA工具上疊加機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，但實(shí)際上受限于原有架構(gòu)和技術(shù)包袱，無法實(shí)現(xiàn)突破性的提高，無法實(shí)現(xiàn)突破性的提高。在芯華章他可以運(yùn)用他對(duì)EDA與前沿技術(shù)融合的經(jīng)驗(yàn)和思想，從底層架構(gòu)開始重構(gòu)、融合機(jī)器學(xué)習(xí)等前沿技術(shù)，，有這些頂尖專家的實(shí)力加盟，結(jié)合我們系統(tǒng)性打造的EDA人才梯隊(duì)，這樣才能真正解決國(guó)內(nèi)國(guó)產(chǎn)芯片的技術(shù)壁壘，我們很期待面向未來的EDA 2.0技術(shù)，能在我們國(guó)家發(fā)展起來?！?/p>

芯華章的目標(biāo)就是透過創(chuàng)新的軟硬件EDA框架和算法，融合人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、云技術(shù)等前沿科技，推動(dòng)EDA從自動(dòng)化向智能化發(fā)展，從而降低EDA使用門檻和降低系統(tǒng)級(jí)芯片（System-on-Chip， SoC）的設(shè)計(jì)門檻，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。芯華章推出的基于LLVM的全新仿真技術(shù)以及高性能多功能可編程適配解決方案「靈動(dòng)」，已經(jīng)運(yùn)用了EDA 2.0的理念和部分底層技術(shù)，結(jié)合LLVM的全新架構(gòu)有助于支持未來的多核與異構(gòu)，而靈動(dòng)的多功能、可編程特性，可以釋放更多的接口資源加速創(chuàng)新并提供靈活性。

有人說國(guó)外巨頭有了先發(fā)優(yōu)勢(shì)，比本土有早30年的積累。對(duì)此，王禮賓表示這是用靜止的眼光去看發(fā)展，“我們不應(yīng)該以30年前的高度去看待技術(shù)，30年前的技術(shù)已經(jīng)沒法用了，當(dāng)我們今天在探索創(chuàng)新，是站在一個(gè)更高的起點(diǎn)去思考未來。所以我們從來不說我們?nèi)プ汾s世界先進(jìn)水平，我們的技術(shù)起點(diǎn)、技術(shù)路徑都不一樣，完全是一個(gè)全新賽道。。除了EDA精英人才，我們還會(huì)招募來自互聯(lián)網(wǎng)、人工智能，云技術(shù)等前沿領(lǐng)域?qū)＜?，他們不懂EDA，我們會(huì)教他們什么是EDA，融合他們的架構(gòu)、思想、算法，打造全新的、面向未來的EDA 2.0?！彼M(jìn)一步解釋說。

他也表示做EDA是需要有恒心，有耐心，有追求才能把EDA做長(zhǎng)。對(duì)于EDA企業(yè)來說，人才就是最大的資產(chǎn)。

最后，他說到芯華章正在構(gòu)建中國(guó)最大的硬件驗(yàn)證云，“最主要的目的幫助我們國(guó)家正蓬勃發(fā)展的中小型芯片設(shè)計(jì)公司，以及有許多軟硬件協(xié)同開發(fā)項(xiàng)目的大型公司，芯華章的驗(yàn)證云平臺(tái)非常靈活，可以幫助他們優(yōu)化成本，加速完成芯片研制任務(wù)?！彼瑫r(shí)透露今年是芯華章的元年，進(jìn)入2021年，芯華章會(huì)推出更多的融合EDA 2.0理念的創(chuàng)新產(chǎn)品，賦能芯片設(shè)計(jì)，從而支撐數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代快速發(fā)展。

2、鴻芯微納：做全流程工具，對(duì)標(biāo)新題

在目前EDA工具中，新思的EDA工具是幾乎所有IC公司的選擇，因?yàn)樗侨鞒滩季止ぞ撸诒就罞DA公司中，鴻芯微納目前開發(fā)的就是全流程工具，這是目前國(guó)內(nèi)唯一一家 布局全流程的EDA工具廠商，它對(duì)標(biāo)的就是新思。

“國(guó)產(chǎn)化EDA工具，如果追溯到30幾年前，國(guó)內(nèi)有一個(gè)“熊貓計(jì)劃”，我當(dāng)時(shí)在復(fù)旦，因?yàn)槲耶?dāng)初是做模擬電路的，很可惜沒有參加，但是我很多同學(xué)參加了這個(gè)計(jì)劃，當(dāng)初國(guó)內(nèi)整個(gè)集成電路設(shè)計(jì)的外部環(huán)境沒有達(dá)到，如果沒有客戶，這個(gè)工具就是一個(gè)死工具，可以作為研究工具，但是不能作為產(chǎn)品，自“熊貓計(jì)劃”開始30幾年來，終于有了鴻芯微納，一個(gè)被頭部企業(yè)認(rèn)可的商用化工具的誕生，所以這是一個(gè)非常好的開始，可以說水到渠成?！兵櫺疚⒓{CTO王宇成強(qiáng)調(diào)，“中國(guó)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在蓬勃發(fā)展，EDA工具一旦被卡脖子，沒有解決方案的話，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈就會(huì)全斷，所以EDA本土化并不是我們需不需要做，能不能的問題，而是一定要做的事情。如果看布局布線工具，數(shù)字解決方案全流程工具很多，國(guó)外是通過二十年技術(shù)積累和迭代才有了今天的成就，所以EDA設(shè)計(jì)門檻非常高復(fù)雜度也很大，鴻芯微納先天條件比較優(yōu)越，已經(jīng)有了很高的起點(diǎn)，現(xiàn)在就可以支持7納米主流工藝設(shè)計(jì)，并且支持?jǐn)?shù)字全流程，從工具的性能跟功能上來說，已經(jīng)完全可以達(dá)到PK國(guó)外相對(duì)應(yīng)產(chǎn)品的能力?！?/p>

他表示從另外一個(gè)角度看，產(chǎn)業(yè)界的需求也是水到渠成，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求日趨成熟，另外一方面技術(shù)研發(fā)內(nèi)功也到了一定的火候，從鴻芯微納的角度來說，第一步是解決有沒有，第二步是有了以后能否持續(xù)發(fā)展，包括人才團(tuán)隊(duì)，技術(shù)的持續(xù)迭代，鴻芯微納通過三年多的修煉，事實(shí)證明已經(jīng)具備這樣的內(nèi)功。

對(duì)于國(guó)外EDA巨頭大多通過收購做強(qiáng)做大的做法，他表示，早期的美國(guó)EDA公司都是通過收購很多小工具公司拼出來的，過去可以那樣做，是因?yàn)楫?dāng)時(shí)的工藝制造還在65納米以前，而現(xiàn)在高級(jí)FinFet工藝下，設(shè)計(jì)流程復(fù)雜度提高了很多，很難做到單純的拼湊。

另外通過單純收購帶來的陣痛也不少，不同的文化，不同的架構(gòu)，拼起來的工具，用戶不見得會(huì)完全買單，并且也會(huì)花很多時(shí)間和精力自己重新搭建流程，這種方式不能最佳的滿足客戶需求，而且本土EDA公司也沒有時(shí)間再花十年，二十年拼一個(gè)工具，那時(shí)候可能摩爾定理已經(jīng)結(jié)束了。

“我們可以通過收購滿足市場(chǎng)需求，但是要在一個(gè)先進(jìn)的架構(gòu)基礎(chǔ)上，把一些不需要自己完全開發(fā)，或者已經(jīng)現(xiàn)有的一些點(diǎn)工具拼湊起來，舉例來說，像鴻芯微納有了RTL to GDSII的流程，自然要考慮是全部自己開發(fā)還是市場(chǎng)收購，目前很多高校教授也有自己的技術(shù)研究或產(chǎn)品，這些都可以拿來加以利用，不需要自己完全開發(fā)。只要不是在整個(gè)流程中架構(gòu)上起決定性作用的點(diǎn)工具，完全可以通過收購來完成。”他指出，“另外，我們國(guó)產(chǎn)化并不是一個(gè)終點(diǎn)，最終目的要在全世界的供應(yīng)鏈里面，或者全球分工上面，扮演一個(gè)非常重要的角色，如果閉門造車（我們叫內(nèi)循環(huán)），對(duì)我們來說是不希望，從做研發(fā)的角度來說，我們希望PK全球最領(lǐng)先的技術(shù)，而不是跟他們分割?！?/p>

3、國(guó)微思爾芯（S2C）：芯片原型驗(yàn)證已經(jīng)進(jìn)入全球前二

EDA工具除了軟件工具外，還需要硬件系統(tǒng)的支持，國(guó)微思爾芯就是提供硬件支持?jǐn)?shù)字全流程EDA廠商，實(shí)際上，數(shù)字全流程EDA主要分設(shè)計(jì)跟驗(yàn)證兩部分，上文提到的鴻芯微納主要是設(shè)計(jì)工具，其實(shí)在同時(shí)，每一個(gè)步驟都是需要完整的驗(yàn)證，國(guó)微思爾芯就提供的是驗(yàn)證工具，它和鴻芯微納是互補(bǔ)，相輔相成。

2003 年國(guó)微思爾芯創(chuàng)立，是一家十多年來一直專注于EDA領(lǐng)域的企業(yè)。其業(yè)務(wù)覆蓋原型驗(yàn)證、硬件仿真、軟件仿真、形式驗(yàn)證、建模驗(yàn)證以及驗(yàn)證云。公司2020年先后完成兩輪數(shù)億人民幣融資，國(guó)內(nèi)知名半導(dǎo)體企業(yè)國(guó)微集團(tuán)是國(guó)微思爾芯最大股東。目前國(guó)微思爾芯服務(wù)于全球超過500家客戶，有3000多套原型驗(yàn)證工具應(yīng)用于客戶的設(shè)計(jì)中。

國(guó)微思爾芯CEO林俊雄表示國(guó)微思爾芯是國(guó)內(nèi)最早成立的EDA公司之一，今年已經(jīng)是第18個(gè)年頭了。從國(guó)產(chǎn)替代方面來說，國(guó)微思爾芯總結(jié)起來就是四個(gè)字：貼近客戶?！拔覀兒涂蛻粢黄鸸餐_發(fā)，結(jié)合彼此的強(qiáng)項(xiàng)，提供更符合客戶需求的定制化解決方案，這是一個(gè)不錯(cuò)的突破點(diǎn)?！彼赋觯皩?duì)EDA來說，點(diǎn)工具非常多，單點(diǎn)突破其實(shí)還是比較容易的。雖然說這么多點(diǎn)工具，真要跟三大家來比，并不是非常容易的事情。例如光Synopsys一家就每年投入10億美金的研發(fā)經(jīng)費(fèi)，國(guó)內(nèi)的EDA企業(yè)加起來可能只是他們的零頭，所以短期來說是有很大挑戰(zhàn)，但我認(rèn)為也有很多機(jī)遇。其實(shí)3大EDA有很多長(zhǎng)年累積的包袱，而在新領(lǐng)域我們處于同一起跑線或者說并沒有落后很多，可以創(chuàng)出不少突破點(diǎn)。”

目前本土EDA成為投資領(lǐng)域最熱的熱點(diǎn)，他對(duì)此表示投資過熱，也帶來了惡性競(jìng)爭(zhēng)的問題，還有就是提升了成本，尤其是人才成本?！笆袌?chǎng)經(jīng)濟(jì)是有自動(dòng)調(diào)整的功能，但是EDA的市場(chǎng)太小了，這么大的投入，我看新聞動(dòng)輒幾十億，整個(gè)EDA國(guó)內(nèi)市場(chǎng)也就那么大，要算投資回報(bào)率的話，可能要上百年才能回本，所以肯定會(huì)有一個(gè)調(diào)整。我希望政府能夠給予政策方面的支持和幫助，尤其是對(duì)真正有技術(shù)實(shí)力的企業(yè)。而業(yè)內(nèi)也可以采取互利共贏的合作方式，點(diǎn)工具大家都可以來做，各施其能，各盡所長(zhǎng)。”他指出。

4、Siemens EDA的建議：要?jiǎng)?chuàng)新，開源要慎重

2016年，西門子以45億美元收購Mentor Graphics，并入西門子數(shù)字化工業(yè)軟件部門（Siemens Digital Industry Software），合并之后稱為Mentor， a Siemens Business。近日，Mentor， a Siemens Business已經(jīng)正式更名為Siemens EDA，該公司全球副總裁，中國(guó)區(qū)總經(jīng)理凌琳在接受采訪時(shí)表示，目前本土IC產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，但是他也看到了幾點(diǎn)隱憂，一個(gè)是一個(gè)是產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重，一個(gè)是惡意競(jìng)爭(zhēng)，沒有創(chuàng)新。

“我們整個(gè)行業(yè)還是應(yīng)該建立在一個(gè)創(chuàng)新產(chǎn)品的基礎(chǔ)上發(fā)展才好，才會(huì)讓大家普惠。EDA也是，如果都做同樣的東西，其實(shí)對(duì)整個(gè)行業(yè)是不好的?！彼赋觯皩?duì)于EDA開源，如果是100億晶體管的SoC設(shè)計(jì)，目前這種開源可能性幾乎為零。目前從幾大家EDA的成本架構(gòu)來看，雖然純利很高，但研發(fā)成本都是在30%-35%之間，其實(shí)EDA的研發(fā)成本是相對(duì)是最高的。如果需要長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)，從商業(yè)模式來看，是不可能把最精華的部分開源給大家完全免費(fèi)的?！?/p>

不過他也表示，也存在一些開源和協(xié)同設(shè)計(jì)，例如通過科研院校實(shí)現(xiàn)一些交叉免費(fèi)授權(quán)，但這是研究性質(zhì)，一些低端的基本功能可以放出來用，一旦有一些比較先進(jìn)的功能，一定是先用一個(gè)簡(jiǎn)單的版本給用戶，然后加一些功能時(shí)收費(fèi)。

5、EDA人才培養(yǎng)如何突破瓶頸？

目前，在IC設(shè)計(jì)領(lǐng)域，人才缺乏是關(guān)鍵的挑戰(zhàn)，這其中，EDA人才更是匱乏。如何破解EDA人才難題？近日，國(guó)務(wù)院學(xué)位委員會(huì)、教育部印發(fā)通知明確，設(shè)置“交叉學(xué)科”門類，并于該門類下設(shè)立“集成電路科學(xué)與工程”和“國(guó)家安全學(xué)”一級(jí)學(xué)科。這一舉措，被認(rèn)為是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，解決制約我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“卡脖子”問題的有力舉措。

除了國(guó)家重視，政府是如何行動(dòng)的呢？

2020年10月，南京江北新區(qū)率先成立了南京集成電路大學(xué)，為集成電路人才培養(yǎng)探索了新的路子。

南京集成電路產(chǎn)業(yè)服務(wù)中心（ICisC）副總經(jīng)理呂會(huì)軍在接受采訪時(shí)表示，南京集成電路大學(xué)成立后引發(fā)業(yè)界轟動(dòng)，江北新區(qū)從2017年人才培養(yǎng)與服務(wù)平臺(tái)的成立，到2019年集成電路產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新學(xué)院建設(shè)，再到大學(xué)成立，一切都是應(yīng)勢(shì)而立。

“今年國(guó)務(wù)院又把集成電路列為一級(jí)學(xué)科，在今年“十四五”規(guī)劃建議當(dāng)中，也特別強(qiáng)調(diào)了要加強(qiáng)創(chuàng)新型、應(yīng)用型、技能型人才的培養(yǎng)。雖然我們一直在探索產(chǎn)教融合，也取得了很好的效果，但目前集成電路產(chǎn)業(yè)人才緊缺的現(xiàn)狀仍存在。政府主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，在推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時(shí)就是要服務(wù)好企業(yè)，而當(dāng)下企業(yè)要發(fā)展就需要人才，而我們不斷探索的產(chǎn)教融合方式就是培育產(chǎn)業(yè)人才，有人才內(nèi)在動(dòng)力的支撐企業(yè)才會(huì)不斷創(chuàng)新，從而推動(dòng)當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)發(fā)展。”

他解釋說，“集成電路大學(xué)跟普通高校的人才培養(yǎng)存在區(qū)別，很多集成電路行業(yè)專家認(rèn)為，以高校為主體來推動(dòng)集成電路產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)是存在一些不足的。高校和企業(yè)對(duì)于培養(yǎng)人才的定義并不相同，大學(xué)培養(yǎng)偏理論型人才，是標(biāo)準(zhǔn)化的模式，而當(dāng)下產(chǎn)業(yè)更需要直接上手型人才，目前高校培養(yǎng)的人才還不能及時(shí)跟上產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，兩者偏差達(dá)到就業(yè)結(jié)構(gòu)性矛盾，因此南京集成電路大學(xué)將產(chǎn)業(yè)需求作為出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)，以案例課程和項(xiàng)目實(shí)踐課程為主，師資更多來源于資深的工程師和行業(yè)專家?！?/p>

他表示，南京集成電路大學(xué)發(fā)放的證書與傳統(tǒng)高校也不同，發(fā)放是經(jīng)過實(shí)踐考核認(rèn)定的結(jié)業(yè)證書，南京集成電路大學(xué)跟高校生源也不同，大學(xué)一般通過高考的方式來選拔，指標(biāo)是固定的，而大學(xué)生源主要源于高校已具備基本專業(yè)知識(shí)的學(xué)生、跨學(xué)科的有志于從事集成電路相關(guān)工作的學(xué)生、企業(yè)招聘的尚在培養(yǎng)期的初級(jí)職員。南京集成電路大學(xué)不是一所傳統(tǒng)意義上的大學(xué)，是一個(gè)銜接高校和企業(yè)，推進(jìn)產(chǎn)教融合的一個(gè)開放學(xué)習(xí)平臺(tái)。

除了培養(yǎng)人才，他表示南京江北新區(qū)也注重生態(tài)打造，目前江北新區(qū)已經(jīng)吸引了400多家集成電路相關(guān)企業(yè)入駐，“我們跟新區(qū)企業(yè)華大九天、芯華章等一起打造EDA生態(tài)，一起培養(yǎng)EDA人才，一起幫助他們推廣工具，助推新區(qū)集成電路生態(tài)打造?！彼赋??！澳暇┯?3所高校，現(xiàn)在通過南京集成電路大學(xué)，可以把這些高?！饋?，培育產(chǎn)業(yè)所需的復(fù)合型高端人才，打造集成電路產(chǎn)業(yè)的人才高地。”

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