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9月25日,华为发布会终于召开,而就在在前几日,互联网一则视频引发热议。
视频发生在9月18日国内EDA(Electronics Design Automation)开放合作创新组织举办的首届IDAS设计自动化产业峰会“数字逻辑设计与验证领域”专题分论坛上,华为旗下海思半导体平台验证部部长傅晓向EDA公司芯华章演讲人员提出疑问表示:“芯华章现在生产出多少个机框?实际给客户导入了有几个机框?导入了多少FPGA?”最后,傅晓还呼吁,学术圈或者企业圈沟通有个基本原则,就叫实事求是,中国要把EDA干成,不能吹,不吹才能成事。
之后,事态引发讨论,傅晓发送朋友圈,为芯华章进行道歉,并对芯华章表明了认可。
那么问题来了,国产EDA发展情况如何,国外企业对我国有何启示?
付斌丨作者
电子工程世界(ID:EEWorldbbs)丨出品 不要悲观,也不要自嗨
在知乎上,有人分析,海思这位大牛或许在使用国产EDA期间遇到了很多问题,从而付诸了巨大的额外工作量,背后承受了连续加班和心理压力,加之会议上国产EDA对于自己的格调起得很高,勾起他往日完善工作的回忆,这便可以解释道为何他如此激动。同时,海思在国内,本身就属于非常强大的公司,对于产品的要求也比任何人都严格,所以说能够胜任这份“苦差事”并没有那么容易。归根结底来说,EDA并不好做,也并非一簇二就,事情并非想象中那样坏,当然,也切忌盲目自嗨,国产EDA要走的路还长。
另外,也有人表示,其实这是工程师的日常,电子工程师都是以设计产品和“干正事”为重,没有时间操心“自尊心”,有事都会简明扼要地表达出来。总结来说,就是将心沉浸在一项工作上时,很容易说话变得很直白。
据企查查信息显示,芯华章已经历9轮融资,此外,还曾并购瞬曜电子。可以说,芯华章的发展无疑处于国内前列,但EDA门槛高、投入大、行业Know-How多,国产发展之路依然道阻且长。
芯华章历史融资情况,信源丨企查查 三巨头的打法各有不同
对工程师来说,EDA是芯片设计中的必备工具,号称“芯片之母”。当然,它并不仅仅只是一个类似Photoshop的软件,分为仿真工具、设计工具、验证工具三种类型,在芯片生产的全生命周期中均发挥着至关重要的作用。可以说,芯片最终成功率与EDA密不可分。
设计工具、仿真工具、验证工具在芯片设计流程中位置,译自丨IEEE Xplore
EDA市场其实并不是很大,但却掌握着半导体的命门。
从全球市场角度来看,整体IC市场规模可达5800亿美元,其中EDA只占据不到2%,约为70亿美元,但拥有撬动上游的能力。
ESD Alliance数据显示,2020年全球EDA工具总销售额为115亿美元,2015年~2020年全球EDA市场年复合增长率为8.07%。
其中,全球EDA市场主要由新思科技(Synopsys)、楷登电子(Cadence)、西门子EDA(原Mentor Graphics)三大厂商主导,合计市占率超过78%,单个企业年营收均超过10亿美元,这些公司拥有全流程EDA产品,也是全球市场的第一梯队。
ANSYS、Silvaco、Aldec、华大九天等企业合计市场占有率约15%,单个企业年营收在2000万美元~2亿美元之间,这些企业拥有特定领域全流程产品,在局部领域技术较为领先,是全球市场的第二梯队。
Altium、概念工程集团(Concept Engineering)、概伦电子、Down Stream Technologies等企业合计市占率达到7%,这些企业主要布局点工具,缺少EDA特定领域全流程产品,为全球市场的第三梯队。
全球EDA行业简要格局,来源丨华大九天招股书
老生常谈的三巨头为何在市场上屹立不倒?
虽然三巨头都以全流程所闻名,也都经历过大规模并购,不断扩充中的实力。神仙打架,也有兵法,事实上,三家打法和侧重点也有所不同。
无论从规模上,还是IP规模上,新思科技都是佼佼者,而它的秘诀是狂堆工程师和不断并购公司,通过密集的智力人才和高研发投入建立优势;楷登电子则在仿真验证上拥有独特优势;西门子EDA,也就是Mentor的历史底蕴更强,也是第一个在中国市场大展身手的企业。
此外,三巨头的领域也不同。新思科技的明星产品是数字前端、数字后端、PT signoff、TCAD器件、DFM工艺上;楷登电子强项在模拟或混合信号的定制化电路和版图设计方面,PCB方面综合能力也很强,但弱项在于Sign off工具;西门子EDA的后端布局布线、PCB、Calibre signoff和DFT上具备优势。
EDA三巨头基本情况
2022年半导体设计IP销售排名,图源丨IPnest 垄断中的生意在向上
从国内市场来看,也被三巨头所包夹。
数据显示,EDA三巨头(Synopsys、Cadence、西门子EDA)占据了中国大陆95%以上市场,另据SIA(美国半导体协会)数据显示,国内EDA与IP总体市场占全球市场仅1%。
中商产业数据显示,2018年EDA软件市场规模67.3亿元,2022年增至115.6亿元,预计2023年EDA软件市场规模可达130.5亿元。
不过,全球近120家EDA企业中,中国就占据了70多家,这也证实了国产EDA正在飞速发展。
首先,从二级市场中来看,华大九天、概伦电子、广立微极具实力,特别是去年华大九天、广立微上市表现惊人,身价翻倍,市场信心一定程度也反映了实力。虽然思尔芯、芯愿景IPO一度终止,但实力也很强劲。
国产EDA公司二级市场动作,制表丨电子工程世界
从一级市场上来看,国内依旧活跃,其中均为点工具,解决特定问题。此外,目前国内已开启并购模式。
EDA领域近两年典型融资不完全统计,制表丨电子工程世界
从国产EDA历史来看,国内起步并不晚,但曾在一段时间内落后于国际:
1981年~1985年,国内便陆续开发ICCAD一级系统和二级系统;
1993年,熊猫系统问世;
1993年~2007年,受“造不如买,买不如租”观念影响,国内EDA被拉开差距,此时新思科技、楷登电子、西门子EDA正处于上升期;
2008年,EDA重新成为重点,华大集团将EDA部门独立出来,名为华大九天,2010年,概伦电子成立;
2021年~2022年,概伦电子科创板上市、广立微创业板上市、华大九天创业板上市。
EEWorld认为目前国内发展有以下几个难点:
国际三巨头历史发展过程中,不断鲸吞大企业,形成全流程的垄断形势,国内国则发展较为分散,以点工具为主,且各个企业发展层次不齐;
三巨头服务的客户都是顶级的客户、顶级的晶圆厂,接触的生产技术都是最顶级的制程,而国产企业缺乏这类合作,可能就更难触及顶级制程的Know-How;
国内EDA企业缺乏领军人物和研究人员,反观国际企业均以工程师数量为后盾,对比新思科技的超15000名员工,国内发展很好的华大九天员工数仅为800多人;
设计不够人性化,工程师曾向EEWorld反应,使用国内EDA,一定会更期待适合“国人体质”的软件,但事实上,选择了国产并没有享受到更多红利,当然,我们经年累月的经验,均来自于国外大厂,已经形成一套使用习惯,这方面依然需要业界研究。
无论是发展分散,还是人才问题,都是国产半导体上游的通病,这就需国内企业采取诸如捆绑销售、定制开发合作、产业孵化等形式,不断扩大合作,亦或是拥抱诸如AI、Chiplet这样的红利,以求在更多方面实现差异化竞争。
无论如何,海思与芯华章的这样一次对话,实质上是对国内产业的一次敲打,我们仍有许多可以进步和完善的空间,国内产业也只是小有成果,等到发展壮大之时,再来捧,也为时不晚。 参考文献 [1] 知乎:如何看待海思半导体傅晓怒怼芯华章.https://www.zhihu.com/question/623453371/answer/3224345143 [2] 圣驰资本:恭喜成都高新区企业“英诺达电子”A轮融资数千万,加速芯片EDA研发.2022.7.24.https://mp.weixin.qq.com/s/ERc4Z4BUf7lej3H22nq4PA [3] KRYLOV G, KAWA J, FRIEDMAN E. Design Automation of Superconductive Digital Circuits[J].IEEE Xplore.2021.10.13.DOI:10.1109/MNANO.2021.3113218 [4] SIA:Taking Stock of China's Semiconductor Industry.2021.7.13.https://www.semiconductors.org/taking-stock-of-chinas-semiconductor-industry/ [5] 华大九天:首次公开发行股票并在创业板上市招股说明书.2022.7.25.http://www.szse.cn/disclosure/listed/bulletinDetail/index.html?7e94b593-7f95-47d3-bdd5-a6cd0afc643b [6] 中商产业研究院:2023年中国EDA软件行业市场前景及投资研究报告.2023.6.6.https://mp.weixin.qq.com/s/z_xZYkoQLJrgv0yk8WJ3uA [7] Li W, Wen H, Duan P. Key technologies and international trends in EDA field of digital IC design: a patent analysis[C]//SHS Web of Conferences. EDP Sciences, 2022, 140.DOI:10.1051/shsconf/202214001020 [8] 锦缎:三家公司主导着全球半导体软件命门.2021.6.2.https://mp.weixin.qq.com/s/yyqPsFioRaQIEyQTrUD_eQ
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