阿常

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EDA布局热的“冷”思考

“晋身”为卡脖子技术之一,EDA受到了前所未有的关注。多方涌入之下,国内呈现EDA企业数量快速增加、融资案例量次齐增的局面。



首先是EDA企业数量不断攀升,据统计国内EDA企业到6月底已有64家。其次,资本热捧融资次数增长。2020年就有9家企业完成了15次融资;2021年上半年已经有6家企业完成了8次融资。最后,融资规模更大。2018年以来,国内EDA企业融资体量快速增大。此外,企业IPO进程也在加速,包括华大九天、概伦电子、广立微都已过会。



但在表面的繁荣之下,新的隐忧也渐次浮现。“热”火朝天的背后,或许更需要“冷”思考。


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泥沙俱下



EDA作为半导体业的基石,属于典型的技术、资金、人才密集型行业。由于研发投产周期长,导致行业人才需求以及资金成为行业发展的关键因素,也体现出EDA业的主要特征。EDA三巨头新思、Cadence和Mentor(被西门子收购)在过去的30多年里,经过了超过200次的并购,形成了寡头垄断地位。



北京华大九天科技股份有限公司董事长刘伟平曾在演讲中提到,目前全球前十大EDA公司中有7家是美国公司,华大九天也是勉强进入到前十,显现出我国EDA业面临受制于人的严峻性。



尽管在大国博弈背景下,EDA在产业内的关注度越来越高,国产替代的需求愈加强烈,在制造、模拟和数字领域均有国内EDA公司在布局。但正所谓硬币的两面性,太多公司的出现也引发了分散力量的问题,而且不可避免地是泥沙俱下。



鹏城实验室研究员、中国科学院大学和浙江大学兼职教授陈春章博士指出,国内EDA业太热,一些乱象值得警惕:一些厂商挂着EDA的牌子,但可能业务与EDA没太大关系,或只是用EDA做芯片测试等;有的企业虽说取得了EDA授权,但属于EDA技术服务范畴;还有些企业打着EDA的旗号,可能只是为了易于取得补贴或申请各类资助。



而从具体定位来看,如陈春章所指,数字芯片前端越来越复杂,后端涉及物理实现,要与先进工艺结合,这方面EDA工具最复杂、最昂贵也最难做。在模拟与射频设计与实现上,则需要工程人员既懂电路设计和仿真,又会版图技巧和验证。在系统集成方面,则要求EDA工具从系统方案、数字与混合信号方案、先进封装测试方案规划一套整体“电子系统设计”架构方案,才能引领国内EDA技术的发展和追赶。



因而不得不追问,这些新成立的EDA公司是要做点工具还是系统工具,有没有技术团队支撑、有没有对行业的深入了解?陈春章介绍,即便是点工具,即解决设计流程中某个问题的工具,也不简单,也要求是一个系统化的软件,起码需要几十人上百人的支撑。而且,做EDA要与圈子内的企业交流、探讨,解决更深层次的问题;要建立产学研合作机制,与科研院所在资源上共享,在人才培养上发力。



要注意的是,业界一窝蜂式地进入EDA业,显然与资金的流向与政策的倾斜是有关系的。但让人深思的是,业界却没有关注重要的Matlab软件,其与EDA系统仿真的方法紧紧关联,目前基本各大高校相关专业学生都在用这一软件,如果这一软件被禁售的话,该怎么办?国内有解决方案吗?



正如刘伟平所言,EDA实际上是很难的、技术要求很高的行业,同时也需要产业链的配合以及生态的支持,不是说关起门来自己做EDA解决问题了。而且,EDA不是任何一家单打独斗能够解决问题的。



变革丛生



作为EDA业的主要驱动力,摩尔定律已然后劲不足。伴随着后摩尔时代到来,EDA业亦在求新求变。



目前,大都使用的EDA基于2000年左右开始形成的基础,可称之为“EDA1.0”。但随着后摩尔时代到来,新兴技术形态如3D IC、Chiplets、SiP、新材料、新器件等需要EDA提升设计效率以及仿真、验证等关键环节实现方法学的创新。同时5G+AIoT、智能汽车等应用推动芯片设计走向线上化、数字化、智能化,带来了云上EDA、AI设计、软硬件协同等等设计趋向,传统EDA1.X方法学和流程难以适应芯片设计发展对效率的需求,EDA也进入全面革新的EDA2.0时代。



而EDA 2.0意味着将不再是工具的组合,而是融合EDA+IP、EDA+AI、EDA+云等趋势,走向开放化、智能化、云端化,成为一个服务化、可定制的完整平台。



芯华章科技董事长兼CEO王礼宾相信,智能化的EDA 2.0时代,将使设计芯片像开发程序那样简单,制造芯片像搭积木那样灵活。



尽管我国EDA业面临如以提供点工具为主、在先进制程和封测环节的短板以及缺乏持续验证和迭代的IP库等挑战,但在挑战中也蕴含着机遇。



有专家对此分析,国内EDA发展可着重于,把握新应用领域催生EDA工具的创新机会,包括先进制程如5nm、3nm的进阶以及化合物半导体的新需求,还有Chiplet设计方法的新需求,以及对光电集成等新应用的支持等。同时,具有强大资本实力和技术储备的国产EDA公司在产业生态的协同合作下,可全力攻克前端综合和后端设计等“硬骨头”环节。此外,从EDA细分领域突破,打造最强点工具,在EDA仿真和验证类工具寻求突破。



理性洞察



尽管EDA的趋势明朗,但置身其中,也要有所为有所不为。



面对EDA上云趋势,陈春章表达了自己的看法:虽然上云能解决一些问题,对一些前端系统的仿真提高效率,但这涉及安全的问题,客户可能不太愿意将数据放到云上去,特别是物理实现的数据。还记得20年前客户就提出通过服务器、网络来实现设计和EDA工具的共享,但在实际应用中,一直到今天还没有太多的进展。此外,某些数据放到云上的效率不高,一定是要通过有经验的工程师现场来调试的。



有业界人士透露,鸿海之前成立了一家Design House,一开始花钱租云端EDA,但后来还是放弃了。



因而,国内某知名EDA公司负责人也表示,上云虽是长期趋势,与SaaS一样,但过程并不简单,因为EDA不是独立存在的,需要设计、制造流程配合,远非一日之功。



对于受业界追捧的AI化层面,陈春章也分析说,机器学习最有效的是图像处理与识别,目前看到用机器学习方法的一些产品大都用在数字电路中的布局布线优化,即使过去5年来算法理念的研究在学院方面取得了一定进展,但产业化的实用尚有待时日。



对于EDA+IP的组合,上述负责人指出,这一组合已存在多年,在工具全了平台化之后,做IP是自然的,因为能捆绑销售,但这也需要更强的协同效应,解决更多的行业挑战。



对此陈春章也深入分析道,EDA工具的数字电路流程没有太大差别,但随着异构计算带来的集成度不断提升,最复杂的就是如何运用EDA将不同IP高度整合,因为IP协议越来越复杂,无论是USB、DDR、PCIe等,涉及从IP的系统建模到芯片设计、再到应用的完整了解。IP设计并不是一个新事物,与SoC设计或ASIC设计相比,归根到底都属于IC设计。EDA+IP可以进行业务绑定,这样既能销售EDA工具,又能为客户提供IP方案,但回到根本上来说,EDA加IP并不能“创造”神话,本质还是要提升EDA工具的实战性。



在全面变革的时代,国产EDA一方面要尊重从点到面再到平台的产业规律,擅用资本。另一方面,产业链也要给予更多的机会进行国产EDA的迭代,这是本土EDA缩小差距的真正动力。正如集微咨询高级分析师陈跃楠所言,由点及面、由低端到高端、产学研用资全面配合将是EDA业未来的主题。国产EDA能否强力突围?这是考验智慧、耐心、坚持、人才的长久较量。


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电子阔少

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