縱觀全球EDA發(fā)展之路，企業(yè)并購整合是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要手段。全球EDA三大家每年數(shù)次并購，擁有了較為完整的全流程產(chǎn)品，在部分領域擁有較大優(yōu)勢。國產(chǎn)EDA企業(yè)在最近5年迅速成長。2019年，國產(chǎn)EDA的市場份額是1%，到了2023年國產(chǎn)EDA市場占有率達到3%。而華大九天是國內(nèi)唯一躋身全球前十的EDA公司，擁有特定領域全流程，在局部領域技術領先?！?月16日，在2024中國（深圳）集成電路峰會EDA分論壇上，華大九天副總經(jīng)理郭繼旺對在場的記者和集成電路行業(yè)工程師表示。
目前國內(nèi)EDA公司數(shù)量已經(jīng)達到120多家，光刻膠公司有60多家，在過去幾年資本的加持下國產(chǎn)EDA企業(yè)無序擴張，行業(yè)的發(fā)展也產(chǎn)生了內(nèi)卷的現(xiàn)象。
當下，國內(nèi)EDA的現(xiàn)狀如何？2024年，在AI和Chiplet技術趨勢下，國產(chǎn)EDA企業(yè)在哪些產(chǎn)品線上發(fā)力？本文結(jié)合華大九天、概倫電子、芯和半導體和思爾芯四家公司的高管觀點和新品EDA工具進展，進行詳細分析。
國產(chǎn)EDA現(xiàn)狀：行業(yè)增速快，EDA三大主力企業(yè)發(fā)力，但是底座和系統(tǒng)能力欠缺
EDA處于半導體產(chǎn)業(yè)鏈最前端，產(chǎn)值占據(jù)全球半導體市場的近2%的規(guī)模，具有顯著的杠桿效應，可以撬動千億美元規(guī)模的半導體產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。EDA+光刻機支撐了整個半導體產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。
中國半導體協(xié)會數(shù)據(jù)顯示，2022年中國EDA行業(yè)市場規(guī)模達到115.6億元，增長率高達11.80%，超過了全球行業(yè)的發(fā)展速度。郭繼旺強調(diào)，中國半導體市場是全球最大的半導體市場，產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來了巨大的市場潛力，國產(chǎn)化替代推動EDA企業(yè)的發(fā)展。
“國內(nèi)的EDA現(xiàn)狀大家都比較了解，就是卷的很厲害，EDA公司已經(jīng)有120多家。EDA行業(yè)的三大巨頭占據(jù)整個國際市場75%以上的市場份額，巨頭們通過多年發(fā)展以及不斷并購，各自構建了完整的產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈，形成了非常高的壁壘。很多IC設計廠商面臨產(chǎn)品問世時間的壓力，更傾向于采用比較成熟經(jīng)過多次驗證的EDA工具。芯片設計廠商使用國產(chǎn)EDA軟件主動意愿不強，對國產(chǎn)EDA軟件了解和認可度不夠?！比A大九天副總郭繼旺表示。
芯和半導體產(chǎn)品應用總監(jiān)蘇周祥認為，目前全球EDA市場規(guī)模大約120億美元，中國的EDA市場規(guī)模大約100多億人民幣規(guī)模，中國EDA公司在本土市場中市占率不到20%。無論是全球EDA市場，還是國內(nèi)EDA市場，都被歐美的EDA大廠高度壟斷。
郭繼旺指出，目前國內(nèi)EDA企業(yè)不斷補全產(chǎn)品鏈，部分點工具達到國際先進水平，但是仍然沒有全產(chǎn)業(yè)鏈支撐能力，沒有先進工藝支撐能力，在底座和標準上有欠缺。在人才儲備上，華大九天研發(fā)人員達到6000多人，但是與國外仍存在較大差距，尤其是高端人才緊缺。此外，EDA雖然受到社會資本關注，但是研發(fā)投入存在較大不足，與歐美同行有一定的差距。
概倫電子董事、總裁楊廉峰日前表示，EDA具有比較高的產(chǎn)品門檻，具有種類多、鏈條長、研發(fā)周期長等特點，國內(nèi)外行業(yè)技術水平整體差距大，也成為制約中國半導體行業(yè)發(fā)展的重點“卡脖子”產(chǎn)業(yè)之一。他強調(diào)，正是因為與國外巨大的差距，才促使國內(nèi)EDA企業(yè)持續(xù)投入研發(fā)，提升產(chǎn)品技術水平，補齊產(chǎn)品鏈條，滿足國內(nèi)半導體產(chǎn)業(yè)的需求。
“EDA國產(chǎn)化的背景主要有兩大因素推動：一是國內(nèi)半導體先進工藝卡脖子，歐美技術高度壟斷，但接近物理極限，已進入后摩爾時代。二、先進封裝、異構集成、Chiplet技術成為突破封鎖的最佳技術方向。” 芯和半導體產(chǎn)品應用總監(jiān)蘇周祥分析說。
AI + EDA和Chiplet EDA突破，國產(chǎn)廠商大有可為
華大九天副總郭繼旺表示，華大九天目前關注六大EDA重要發(fā)展領域，包括了人工智能與EDA、Chiplet EDA、信息安全EDA、數(shù)字孿生與EDA和IP。在人工智能EDA領域，華大九天主要聚焦EDA支撐人工智能芯片設計的特殊需求，軟硬協(xié)同異構高效仿真解決方案以及AI+EDA。
早在2018年，華大九天推出了Empyrean ALPS-GT，這是業(yè)界首款GPU加速的SPICE模擬器，基于大算力異構平臺和獨創(chuàng)的異構智能矩陣求解技術SMS-GT，極大地提升了電路仿真的性能，保持100% True SPICE精度，性能相比CPU架構的SPICE提升了10+倍。在今年6月美國舊金山舉辦的設計自動化（DAC）大會上，英偉達在華大九天展位上展示了Empyrean ALPS-GT的強大功能并演示Empyrean ALPS-GT?如何在不犧牲精度的情況下，將運行時間從20天（使用傳統(tǒng)CPU模擬器）縮短至僅僅2小時。
在Chiplet EDA方面，華大九天提供支持先進封裝的設計驗證全流程解決方案，可以支持Chiplet基板的設計驗證。在先進封裝方面，華大九天的自動布線工具Empyrean Storm，支持業(yè)界主流的先進封裝硅基工藝和有機RDL工藝，支持多芯片之間大規(guī)?；ヂ?lián)布線，支持高密度逃逸式布線以及大面積電源地平面布線。同時Empyrean Storm具備基本封裝版圖設計及編輯功能可以和Empyrean Argus無縫集成。
芯和半導體成立于2010年，2011年發(fā)布首款EDA旗艦軟件IRIS，啟動成立高速EDA產(chǎn)品線，2021年通過前瞻性的戰(zhàn)略規(guī)劃和布局，全球首發(fā)3DIC Chiplet系統(tǒng)設計分析全流程EDA平臺。芯和半導體聯(lián)合創(chuàng)始人、高級副總裁代文亮曾對媒體表示，人工智能的發(fā)展對算力需求越來越大，高能效算力芯片與Chiplet集成技術的融合成為后摩爾時代先進工藝支撐瓶頸和算力提升突破的重要方向。
據(jù)悉，芯和半導體3DIC Chiplet是一個針對Chiplet的完整的包括3DIC設計、SI/PI/多物理場分析的解決方案。該平臺擁有AI驅(qū)動的網(wǎng)格剖分技術，以及云計算加載的分布式并行計算能力，還支持裸芯片、中介層和基板的聯(lián)合仿真引擎技術。
2023年，芯和發(fā)布了兩款旗艦產(chǎn)品——3DIC Chiplet 全流程設計平臺和封裝與PCB一站式設計平臺更是屢獲殊榮。芯和半導體采用差異化的仿真引擎技術、AI智能網(wǎng)格剖分融合技術、HPC高性能分布式計算技術，形成了從芯片、Chiplet、封裝到PCB的半導體設計分析全流程EDA平臺；發(fā)布了20多款EDA工具橫跨12大應用解決方案，服務智能終端、通信基站、數(shù)據(jù)中心、物聯(lián)網(wǎng)、汽車電子、新能源、工業(yè)裝備7大終端行業(yè)。
思爾芯成立于2004年，是國內(nèi)首家數(shù)字EDA供應商，公司業(yè)務已經(jīng)覆蓋架構設計、軟件仿真、硬件仿真、原型驗證、數(shù)字調(diào)試、EDA云等工具及服務。
思爾芯副總裁陳英仁表示：“生成式AI的出現(xiàn)讓其相關的應用爆發(fā)，帶給整個芯片設計產(chǎn)業(yè)帶來新的機遇。AI加速器的引擎不是傳統(tǒng)的架構，需要一個新的設計流程，實現(xiàn)應用驅(qū)動算法，然后算法再驅(qū)動軟件，最后軟件定義硬件的整體架構。這些都需要一個新的探索，是EDA可以發(fā)力的地方?！?在今年7月AMD ACS峰會上，陳英仁指出，思爾芯圍繞“精準芯策略”，通過“異構驗證”與“并行驅(qū)動的左移周期”，為當前芯片開發(fā)注入強勁動力。
據(jù)悉，思爾芯最新推出的第八代原型驗證技術基于AMD發(fā)布的自適應SoC，設計規(guī)模龐大。思爾芯在數(shù)字EDA領域布局全面的解決方案，包括“芯神匠”架構設計、“芯神馳”軟件仿真、“芯神鼎”硬件仿真，以及在國內(nèi)領先的“芯神瞳”原型驗證工具，并強調(diào)了EDA云支持的重要性。
寫在最后
近年來，在生成式AI技術加速各行業(yè)轉(zhuǎn)型的大潮下，EDA設計工具也迎來快速發(fā)展期和變革期。國產(chǎn)EDA企業(yè)已經(jīng)在點工具領域?qū)崿F(xiàn)了突破，如何在新的產(chǎn)業(yè)周期內(nèi)形成底座能力的突破，還需要更多的研發(fā)投入和系統(tǒng)能力。
目前，本土EDA公司的并購已經(jīng)逐步形成趨勢，通過并購整合，企業(yè)可以實現(xiàn)資源集中、人才集中和資本集中，從而真正實現(xiàn)由點到面的突破，我們拭目以待，在自身研發(fā)實力加強和并購重組的過程中，中國本土EDA公司成長為全球有競爭力的EDA企業(yè)。
