2023-01-24 15:13重慶
關(guān)注
芯片行業(yè)綿長而復(fù)雜,上下游相互連結(jié),可謂環(huán)環(huán)相扣,缺一不可,EDA(Electronic Design Automation,電子設(shè)計自動化)作為集成電路產(chǎn)業(yè)鏈的命脈,自始至終連接和貫穿著芯片制造和科技應(yīng)用的發(fā)展,芯片設(shè)計、晶圓制造、封裝測試,每個環(huán)節(jié)都離不開EDA工具。
EDA工具最早是為了解決集成電路布局布線問題而出現(xiàn)的,后來隨著集成電路規(guī)模越來越大,設(shè)計人員可以在計算機上利用EDA軟件,自動完成邏輯編譯、化簡、分割、綜合、布局布線、邏輯優(yōu)化以及仿真測試等工作,工作效率大大提高。也正因如此,EDA工具被稱為是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)皇冠上的明珠。
但是這顆明珠70%以上的市場份額,都被Synopsys(美國新思科技)、Cadence(美國楷登電子)、Mentor(德國明導(dǎo)國際,被西門子收購后更名Siemens EDA)三巨頭壟斷。而“十四五”迄今,信創(chuàng)產(chǎn)業(yè)作為國家經(jīng)濟發(fā)展的重要抓手,國產(chǎn)EDA工具也赫然在列,目前來看發(fā)展情況如何呢?
國產(chǎn)暫時無法實現(xiàn)完整方案
從應(yīng)用面來說,EDA工具可分為設(shè)計類和制造類,前者主要用于芯片設(shè)計階段,包括功能設(shè)計、布局布線、物理驗證及仿真模擬等功能,而后者則主要用于芯片制造階段,比如數(shù)字前端、數(shù)字后端、工藝開發(fā)等等。目前來看,只有前面提到的EDA三巨頭能提供全套芯片設(shè)計解決方案,國產(chǎn)EDA工具均屬于設(shè)計類,代表廠商有華大九天、概論電子、國微集團等等,它們都不具備全套方案供應(yīng)能力。
雖然EDA市場規(guī)模不大,但卻是數(shù)字經(jīng)濟的根基
所以,我們國產(chǎn)EDA廠商未來要做到EDA全流程覆蓋,就必須完全掌握模擬、數(shù)字前端、數(shù)字后端、封裝、FPGA、系統(tǒng)、工業(yè)開發(fā)等工作。
具體來說,模擬就是對芯片設(shè)計過程中可能存在的錯誤做提前的預(yù)判,有助于減小損失和降低成本;數(shù)字前端就是設(shè)計,從無到有,數(shù)字后端就是實現(xiàn),把前端設(shè)計的芯片、思想、邏輯變成可以被工廠制造出來的產(chǎn)品;封裝技術(shù)就是芯片的保護套,將芯片包裹起來,以避免芯片與外界接觸,防止外界對芯片造成損害的一種工藝技術(shù)。
FPGA就好像搭積木,你可以用它搭成你所需要的電路甚至是芯片,F(xiàn)PGA和單純設(shè)計的區(qū)別就是少了很多后端流程,比如說芯片的前端設(shè)計,F(xiàn)PGA驗證就非常重要,可以通過FPGA模擬所設(shè)計的芯片來測試其功能;工藝開發(fā)的重要性在于,在一些新工藝的預(yù)研期,對于材料特性需要更深透的了解,因此要對整體設(shè)計配方進行一系列的建模和仿真,所以EDA公司也必須要懂工藝設(shè)計才行。
打破壁壘,最重要的是找對突破口
從技術(shù)上不難看出,我們目前正處于最關(guān)鍵的突圍階段,而國外EDA工具壟斷的主要方法有三個:技術(shù)壁壘、研發(fā)周期和資金。但壟斷也有壟斷的短板,因為壟斷而產(chǎn)生的應(yīng)用場景全覆蓋,會導(dǎo)致各個環(huán)節(jié)的功能和易用性參差不齊,用戶往往需要借助第三方軟件進行局部調(diào)整優(yōu)化,除此之外EDA工具之間也會存在數(shù)據(jù)壁壘,讓設(shè)計成果無法實現(xiàn)靈活高效轉(zhuǎn)換和復(fù)用。
所以我們寄望于國產(chǎn)EDA廠商一口氣產(chǎn)出一個媲美EDA三巨頭的全場景覆蓋的工業(yè)軟件難度很大,真正的機會還是找到一個具體的設(shè)計點為突破口,由點及面逐步發(fā)展。
以華大九天為例,它就以模擬電路仿真軟件為突破口,將芯片領(lǐng)域的全流程設(shè)計支持技術(shù)遷移到液晶面板設(shè)計全流程,這個技術(shù)轉(zhuǎn)移正好伴隨了中國液晶面板的崛起從而占領(lǐng)市場,進而幫助華大九天繼續(xù)打開了模擬電路全流程設(shè)計的窗口。這種配合市場需求變化尋找切入點的發(fā)展模式,可以幫助國產(chǎn)EDA工具尋找新的突破口,打開新的市場空間。事實上眾多國產(chǎn)EDA工業(yè)軟件公司都選擇了這一條路。
不過,國外EDA工具的壟斷優(yōu)勢也是我們不能忽略的,因為EDA 是算法密集型的軟件系統(tǒng),通過高強度、長周期的研發(fā)投入獲得了技術(shù)和專利積累,并且在人才儲備上行業(yè)頭部公司都擁有經(jīng)驗豐富、實力雄厚的研發(fā)隊伍,其知名度、成熟的培訓(xùn)體系也能夠持續(xù)吸引人才加入,再加上壟斷型EDA企業(yè)與全球領(lǐng)先的芯片設(shè)計和制造企業(yè)保持著長期合作關(guān)系,其EDA工具工藝庫信息也明顯更為完善,還能跟隨先進工藝演進不斷迭代……
所以在這種情況下,國產(chǎn)EDA想要真正實現(xiàn)突圍,十年為期真不是保守估計,我們更需要腳踏實地的漸進式發(fā)展,在黨政兩大核心體系,以及金融、石油、電力、電信、交通、航空航天、醫(yī)院、教育等八大主要行業(yè)上實現(xiàn)應(yīng)用突破,以全行業(yè)突圍作為長遠目標,才能實現(xiàn)國產(chǎn)EDA真正的全面開花。