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芯片“卖铲人”走向C位 国产EDA进展如何?

2022年08月16日 20:41 来源:财联社
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财联社8月16日讯(记者 邱豪) 地缘政治引发的供应链安全问题,正在将EDA这一芯片的底层工具推向C位。美国商务部近日发布新禁令,宣布自8月15日起,将四项新技术列入出口管制清单,其中最受关注的当属对GAA FET相关EDA工具的断供。

多位业内和分析人士告诉记者,GAA FET是一种晶体管制造技术,主要应用于3nm及以下最新的工艺制程,该技术的断供将直接影响AI芯片等设计复杂、需要先进工艺支持的大算力芯片的设计和制造,虽对当前产业影响有限,但将严重阻碍未来中国先进工艺的进展,叠加近期美国出台《芯片与科学法案》及频繁阻挠芯片先进设备的对华出口,使得供应链安全自主的重要性愈发凸显。

芯片投资分化:行业向冷EDA向热

对于EDA的断供,资本市场早已闻风先动。在本月初相关消息被外媒爆出后,华大九天和概伦电子便连续录得多日大涨,广立微电子也在上市首日收获超过155%的涨幅。

在一级市场,国产EDA也正在收获前所未有的热度。根据记者不完全统计,今年上半年,包括芯华章、九霄智能、行芯、合见工软、立芯软件等多家国产EDA公司均收获了新一轮融资。

财联社记者近日实地走访了芯华章位于南京市江北新区研创园的总部,这家国产EDA新贵成立仅两年就拿到了7轮融资,发布了5款自研数字验证EDA产品,并获得包含国开制造业转型升级基金、红杉、高瓴、云晖等国家队及顶级资本青睐。

公司相关负责人向记者透露,产业的冷风并未刮到EDA,相反,市场对EDA价值的认知持续提升,目前的融资进展能够很好地支持公司持续加大对研发和人才的投入。

巧合的是,就在与芯华章同一幢办公楼的三层楼下,一家名为诺领科技的物联网芯片设计公司,不久前刚刚“倒在B轮”,欠薪多月后已然人去楼空。

芯华章和诺领的反差故事,多少映衬出当下芯片投资回归理性的现状——泡沫正在被挤破,消费级芯片设计公司走下了神坛,而更具技术稀缺性的车规芯片、设备材料、EDA公司则依旧抢手。

不过和EDA如今的大热不同,一位业内资深人士曾向记者表示,在此前相当长一段时间里,国产EDA其实并不受资本的待见。即便是一些具备扶持属性的产业基金,在考察EDA项目时,也会在了解到公司的具体营收体量后,皱眉头走人。

彼时,除了自身的实力相对较弱,国内长期淡漠的版权意识,也是EDA公司难以起量的痛点——小型的芯片设计公司,大多直接用免费的盗版工具,就足以满足自身需求;而愿意为正版付费的大企业,则都自然地涌向了更好的外国产品。以至于很多本土的EDA厂商,最初的主要客户都是来自于美国。

转折点正是美国政府的上一次“断供”。2019年5月,华为被列入“实体清单”,遭到美国的打压,Synopsys、Cadence、Mentor三大巨头均与华为终止合作。

华为旗下哈勃投资在此后一年内四度落子,接连入股国产EDA公司,其他的产业基金和投资人也纷至沓来。就连号称在每个细分领域“只投一家龙头”的国家大基金,也在继华大九天之后,频繁出现在了广立微、国微思尔芯等国产EDA企业的背后股东之列。

被扼住的芯片咽喉

“EDA虽然只有数十亿美元的市场规模,但撬动的却是价值万亿的电子信息产业。”业内常用这样一句话来概括EDA的重要性。常年被海外巨头垄断,又频频遭遇断供威胁,更加凸显出扶持其发展的迫切。

对于此次EDA禁令,芯谋研究高级分析师安长广认为,断供GAA FET相关EDA工具对于前端设计和验证影响不大,但是后端设计因与工艺关联性强将受到较严重影响。考虑到国内3nm及以下相关公司几乎为零,虽对当前产业影响有限,但将严重阻碍未来中国发展先进节点的设计制造。

不过也有业内声音认为,禁令影响范围可能比表面上来的更广。一位行业资深人士告诉记者,因为当前EDA工具已经贯穿了IC设计的全流程,从仿真、综合到版图,以及后面的工艺制造,形成了密不可分的整体。“所有赋能以GAA为实现的集成电路设计工具都可能会被涉及,这样前后端的所有工具都会被波及,”其表示,“美国颁布这样的条款,是完全将主动权拿在自己手上,极有可能根据后续需要,任意解读、扩大围堵限制的范围。”

CINNO Research 半导体事业部总经理Elvis Hsu向记者表示,EDA的细分领域包括模拟、数字前端、数字后端、封装、FPGA等多种项目,全球能够提供整套布局能力的就只有三家,亦即美国Synopsys、Cadence以及德国西门子Mentor,全球市占率共超过八成以上,在中国更超过九成。与此同时,根据CINNO Research数据显示,2022年中国IC设计市场规模增至887亿美金,对上游EDA工具的需求十分紧迫。

再来看国产EDA的实力和所处位置。

“总体来看,国产EDA产品并不齐全,目前尚未有任何一家本土EDA企业能够提供全方位的EDA产品,数字电路设计EDA工具是短板。国内玩家中以华大九天的规模最大,流程最为完整;概伦电子的部分产品技术和市场竞争力已达到国际领先地位;广立微专注于芯片成品率提升及晶圆级测试领域。”安长广向记者介绍道。

而在全球EDA的竞争格局中,目前国内仅有华大九天进入了第二梯队。安长广认为,随着美国新一波芯片法案的落地,EDA这一“扼颈点”将加大力度“锁喉”国产半导体的发展,EDA的国产化已经刻不容缓。

芯片“卖铲人”走向C位 国产EDA进展如何?

面对EDA如此特殊的产业地位和紧迫的国产化需求,二级市场已经“先涨为敬”。和今年以来芯片公司频有破发的窘境不同,华大九天上市7天便暴涨3倍,广立微电子也在上市首日收涨超过155%。

此外,作为典型的“卖铲人”,相比整个集成电路产业的其他环节,EDA公司的增长要平稳得多。纵观新思(Synopsys)、楷登(Cadence)近二十年的营收走势,几乎很难看到“周期”的痕迹。安长广向记者表示,这与EDA的商业模式有关,“海外EDA厂商中,限时License许可商业模式占比最高,其以License的形式发放EDA工具使用许可,并按合同履行时间的比例确认收入,一般以三年授权License为一个销售周期,因此一定程度上抵消了行业周期性波动,呈现平稳增长的趋势。”

对于经常出现剧烈的周期性波动的芯片产业,这种“长期且稳定”的增长属性,亦显得尤为可贵。

国产EDA向何处突围?

如前所述,在EDA领域,海外三巨头已经居于垄断的地位,无论在规模、技术、人才、客户等方面都积累起了深厚的护城河。

即便如此,在不少业内人士看来,作为后来者的国产EDA,仍有不小的突破空间和机会。

“目前海外巨头的产品其实也存在一些短板,比如工具的相对碎片化,巨头们的许多工具是通过收购得到的,所以在融合度上还是存在局限。”芯华章首席战略官谢仲辉向记者表示,不久前在旧金山举办的DAC(全球设计自动化大会)上,尽管和巨头们相比,芯华章只是一家“不知名的小公司”,但还是收到了来自苹果、微软、Amazon等头部客户的合作兴趣,“这说明其实海外现有的EDA工具并不能满足他们的全部需求”。

此外,“巨象”的庞大身躯也会在其转身寻求创新时带来累赘。一位在某EDA巨头工作的前同事告诉谢仲辉,他们有一个十几二十年都不敢碰的代码库,因为“积累的越多、包袱也越多,一个小小的改动也会造成很大的影响”。

与之相应,谢仲辉认为,在EDA乃至整个芯片领域,当下有三大趋势需要重点关注,同时也是国产EDA可以着重发力的方向。

一是伴随着新兴应用领域飞速发展,下游需求急剧分化。从PC、手机、数据中心再到智能汽车,系统应用驱动的需求正在爆发式增长,仅仅是汽车领域,预计到2025年,在软件与集成方面的投入就将达到620亿美元。

二是从更多维度构造自主芯片,满足应用领域需求。如在软件上,从以代码驱动的软件1.0到以数据驱动的软件2.0;在架构上,通过异构计算提高封装的应用效率等。

“国内因为一些众所周知的限制,我们不能够用最先进的工艺支撑。做个比喻,如果用工艺来代表先天条件,就是有人长得高、长得壮;而后天的努力,就是架构创新与算法创新。就像田径赛场上,先天条件的差别并不能完全决定比赛结果,刘翔、苏炳添等中国选手,仍可以通过科学地训练,取得优异成绩。同样地,可能你用7nm,我只能用12nm,但是我可以借助构架创新和软件创新,实现更好的软硬协同,最后实现整个手机或者智能驾驶的体验感跟你7nm的一样甚至更好。”

三是压力巨大的应用创新周期。

“虽然我们的从业者在很努力地用不同的新的工艺架构、算法,去满足一些爆发式的需求,但面对整个创新周期的不断缩短,还是面临巨大的压力。首先是验证的环节和工作量非常复杂和巨大,很难100%覆盖,而到了最终的系统级别,也仍然可能在面临复杂的应用场景时,出现问题。

“这也是为什么我们一直强调EDA不是单纯支持芯片就足够,而是要面向整个系统,想办法解决电子系统的终极考验。”谢仲辉总结道。

安长广同样将市场和应用的需求视作国产EDA的突破口,“EDA行业经历了三十多年的发展,国际EDA巨头经过巨额研发资金,历经数十年持续投入,在众多关键技术中打造了极高的技术和生态壁垒,国内EDA行业的突破不是简单的要做替代,还要从市场和应用需求出发进行技术流程、商业模式的创新,整合建立国产EDA产业链,以产业链推动生态建设。”

与此同时,他认为人才的匮乏也是国内EDA产业亟需重视的痛点。

“国内EDA人才与海外相比十分匮乏,据统计国内从业者不足3000人,而海外仅新思科技一家研发人才约13000人,因此加大人才培养是EDA突出重围的另一个重要因素。这一点需要高校、企业、国家三个层面的共同努力。”安长广表示。

(责任编辑:CF001)

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