高芯圈 芯片半导体资讯网 芯片设计软件 | EDA也在卡国内“芯片制造”的脖子

芯片设计软件 | EDA也在卡国内“芯片制造”的脖子

作者:匿名    来源:石墨烯研究院   
浏览:777    发布:2021-06-02 16:13:10

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电子设计自动化软件(简称EDA)是芯片IC设计中必不可少的工具,是集成电路设计中最上游,壁垒最高的部分,也是最具有创新性的重要环节。EDA涵盖了集成电路设计、验证和仿真等所有流程,芯片的用途、规格、特性、制成工艺几乎全都在这个阶段完成。利用EDA工具可设计得到极其复杂的电路图,从而制造出功能强大的芯片。中国在芯片领域想要达到自主可控,那么一定程度上就得实现EDA设计软件的国产化。若国内没有自主研制的先进EDA设计软件,一旦因为各国之间的某些战略性因素导致EDA软件授权被中断,中国将面临着无先进EDA可用的风险。

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EDA市场,国际三巨头垄断局面难以撼动

根据ESD Alliance数据显示,2019年,全球EDA市场规模首次突破百亿美元,相对于几千亿美元的芯片市场来说,根本不值得一提。但赛迪顾问吕芃浩曾表示,EDA在芯片设计中的地位十分重要,芯片设计环节精细且复杂,对EDA软件依赖性极强。因此,EDA市场规模虽小,但也足以影响到整个芯片产业。

在目前国际市场上,EDA供应商高度集中,主要被Synopsys、Cadence 和西门子旗下的 Mentor Graphics垄断,这三家美国公司在全球市场份额超过70%,在中国超过90%,国产EDA占比不足10%,国内虽然也拥有设计芯片的能力,但是芯片设计所用到的EDA软件基本由Cadence、Synopsys、Mentor三家美国公司提供。

在摩尔定律下,芯片的复杂程度和集成度不断提升,芯片设计对EDA工具要求也不断提高。赛迪顾问吕芃浩表示,近30年的晶体管从原来四千多一直发展到现在几十亿,密度增长100万倍,因此必须使用EDA工具来提高效率,同时集成电路的成本问题日益突出,如今14nm和16nm芯片投资达2亿美元,7nm芯片要达到6亿美元,前提是依赖EDA设计软件,如果离开EDA设计软件,费用会达到77亿美元,相差数倍。可见,EDA设计软件对芯片设计的效率和成本都起着至关重要的作用,EDA行业高度垄断也导致国内企业长期依赖进口,从而形成如今国内IC设计行业越来越离不开国际EDA三巨头的尴尬场面。

国产EDA企业面临三大发展困境

相比国外,国内目前的EDA软件公司数量和规模都十分稀少,主要有华大九天、芯愿景、国微集团、芯禾科技、博达微电子、概伦电子等。华大九天的前身是华大集团EDA部门,其承载了熊猫系统的技术,是目前国内规模最大、技术实力最强的EDA企业,芯愿景拥有EDA软件授权、IC分析服务、IC设计服务三大板块业务。但与国际三巨头相比,国内EDA企业的短板就变得格外明显。

目前,全球EDA芯片设计份额美国占比最高,亚太地区增速最快,国内EDA企业面临三大发展困境。

国内EDA人才供给严重不足:根据国内多个权威媒体在2020年的报道,全球EDA从业人员约4万人左右,但国内所有公司加在一起从事EDA工作的人员在1500人左右,真正参与研发的可能更少,与国外大型EDA企业公司拥有上万人相比,差距显而易见。

产业生态不足,应用环境恶劣:国内很多EDA企业长期依赖并使用国外的软件,因为相比国内,国外软件工艺信息充足完善,国内EDA尚未出现可观表现,从而导致国内企业不敢轻易尝试国产软件,这直接导致国产软件没有下游用户的反馈,研发人员无法根据用户需求进行产品迭代,一直闭门造车永远不可能生产出好产品,另外,很多中小企业对版权、知识产权意识较差,长期使用盗版,这对国内EDA的迭代没有好处。

EDA企业与先进工艺晶圆厂合作比较弱:国际三巨头与世界龙头晶圆厂具备长期合作背景,同时提供的EDA软件工艺信息充足完善,随着芯片工艺要求逐步提升的同时,对于缺乏优势的国产EDA企业难以满足晶圆厂的制造需求,从而使得国内EDA企业和国际先进晶圆厂合作较弱,一定程度上导致国内EDA企业失去国际竞争能力。

总结与展望

综上,国产EDA技术发展缓慢在于EDA企业的发展主要依赖于技术积累和长期的资金投入,技术门槛高,成本弹性大,下游用户反馈少,同时由于相关专业人员数量有限,绝大部分人才就职于外资企业,国产企业人才吸引力不足,产业整体驱动力不强,缺乏创新条件,在国际三巨头的垄断下,国内EDA企业与代工厂缺乏长久密切的沟通与合作,导致国内企业进入全球芯片供应链缺乏优势。此外,国内EDA研发效果尚未出现可观表现,国内融资渠道以及退出渠道狭窄,难以有效吸引社会资金进入,从而形成如今国内IC设计行业越来越依赖国际EDA三巨头的局面。

2020年9月份,国微集团联席董事长兼总裁帅红宇发表以《国微EDA之路》为主题的演讲中提到,EDA发展的必要条件是行业必须抱团发展,采用市场化运作的手段,多头并进,才能建立国内EDA产业平台。同时业内人士认为,就算光刻机突破了,EDA如果不能突破的话,依旧会出现芯片制造的难题。国外EDA公司长期坐拥稳定的市场占有率,且技术也在不断地更新和迭代。国产EDA公司在追赶的道路上,需要付出更多的人力、物力和财力,并且这是一场持久战,需要保证长期的研发投入和更多的技术积累,以及建立相对完善的人才培养机制。

​来源:石墨烯研究院

 

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