本土企业国内市场占有率不足15%,国产EDA如何破局?

来源:观察者网

2021-10-25 10:14

【导读】 上海市集成电路行业协会副秘书长徐秀法:全球EDA发展的历史就是一部并购史,三大巨头发起的并购超过200起以上,而发生在国内的EDA并购却是屈指可数。

【文/观察者网 吕栋 编辑/陶立烽】

电子设计自动化软件(Electronic Design Automation,EDA)是集成电路设计领域的基础工具,但目前中国芯片设计企业所使用的EDA工具主要来自西方国家。为了创造稳定的产业发展环境、打造完善的集成电路供应链体系,国产EDA工具软件的技术水平亟待提升。

10月22日,观察者网从国产EDA厂商芯和半导体2021全国用户大会现场了解到,从全球产业格局来看,目前美国企业占据着全球EDA市场90%的市场份额;国内市场方面,2020年中国EDA产业销售额超过70亿人民币,但国际大公司占据将近80%的市场份额,中国本土企业的市场占有率不足15%。

不过,令人欣慰的是,华大九天、芯和半导体、广立微、槪伦电子、国微思尔芯等多家国产EDA厂商已经在点工具上取得从零到一的突破,下一步的难题是如何实现从点到线再到面的突破。

“芯和已形成以系统分析为驱动,芯片-封装-系统全覆盖,支持先进工艺和先进封装的完整EDA产品线,能为HPC(高性能计算)应用最迫切的几大行业——数据中心、云计算, 5G通讯,人工智能、大数据分析,以及智能汽车等领域提供解决方案。”芯和半导体创始人、CEO凌峰在大会上表示。

这场大会由上海市集成电路行业协会、上海集成电路技术与产业促进中心联合协办,中兴通讯、紫光展锐、新思科技、罗德与施瓦茨、微软Azure、概伦电子等芯和半导体及其生态系统中的多家合作伙伴出席,大会以“拥抱异构集成的新机遇”为主题。

芯和半导体创始人兼CEO凌峰

凌峰在会上表示,疫情推动全球产业加速向数字化转型,而半导体行业对此的重要贡献来自于HPC高性能计算技术,先进工艺、先进封装和高速系统都是推动HPC向前发展的三大重要支撑。

过去半个多世纪,芯片行业一直遵循摩尔定律高速发展,先进工艺技术不断演进,目前已朝3纳米、2纳米迈进。但在产业发展过程中,摩尔定律不断受到质疑,有关其“走到极限”的说法层出不穷。(观察者网注:摩尔定律指的是,当价格不变时,集成电路上可容纳的晶体管数目,约每隔18-24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍)

但凌峰认为,半导体产业界始终坚信技术可以改变生活,技术可以推动摩尔定律继续前行。例如:在光刻技术的革新下,工艺节点已经缩小至5纳米,甚至未来还将有3纳米。另外近年来,先进封装被认为是延续摩尔定律的途径之一,异构集成也逐渐成为推动摩尔定律发展的重要方式。

而在后摩尔时代,由摩尔定律驱动的芯片集成度和复杂度持续提升将为EDA工具发展带来新需求。在设计方法学层面,EDA工具的发展方向主要包括系统级或行为级的软硬件协同设计方法、跨层级芯片协同验证方法、面向设计制造与封测相融合的设计方法和芯片敏捷设计方法等方面。

此外,在后摩尔时代,芯粒(Chiplet)技术已成为重要的发展方向。芯粒技术将不同工艺节点和不同材质的芯片通过先进的集成技术 (如3D集成技术)封装集成在一起,形成一个系统芯片,实现了一种新形式的IP复用。这一过程需要EDA工具提供全面支持,促进EDA技术应用的延伸拓展。

芯和半导体用户大会现场 图片来源:观察者网

观察者网在大会现场了解到,芯和半导体成立于2010年,支持先进工艺、先进封装一直是该公司的产品方向,芯和推出的IRIS、iModeler及Metis系列产品可以对先进工艺和封装提供完整支持。

除了工艺、封装技术,系统也是推动HPC向前发展的重要支撑。凌峰指出,从高速IO或SerDes二十多年的发展来看,可以发现和摩尔定律类似的趋势,其中高速IO几乎每三年速度翻倍,网络IO速度较计算还要快。因此在未来,芯片结合高速系统将能够真正实现HPC的高性能特征。

“这需要各个子行业的共同努力”,凌峰强调说,无论是连接器线缆厂商、背板厂商,还是SerDes行业,都是促进HPC市场成长、向前发展的重要力量。

在本次大会上,芯和半导体联合创始人、高级副总裁代文亮发布了Xpeedic EDA2021版本,为电子系统提供完整的建模、仿真、分析和测试平台。

他提到,今年的亮点是芯和半导体联合新思科技发布的业界首个用于3DIC先进封装设计分析的统一平台,为客户构建了一个完全集成、性能卓著且易于使用的环境,提供了从开发、设计、验证、信号完整性仿真、电源完整性仿真到最终签核的3DIC全流程解决方案。

芯和半导体用户大会现场 图片来源:观察者网

除了EDA,代文亮还重点介绍了芯和滤波器解决方案XFilter:以IPD工艺辅以SAW、BAW工艺,芯和提供了多元化的滤波器产品组合,可以满足对更高频率、更大带宽以及更佳的插损和带外抑制性能的多样化需求,并利用虚拟IDM的模式,帮助射频模组厂商实现产品创新。

在向大会致辞时,上海市经信委副主任傅新华指出,芯和半导体是上海重点布局的EDA企业,在过去一年中,企业高速发展值得赞许,并鼓励芯和以专精特新为方向,承担起时代赋予的振兴半导体产业、EDA行业的使命,为上海的科创中心建设贡献力量。

他认为,国际政治地缘政治和形势的变化,给集成电路行业既带来了机遇,也带来了挑战。机遇是指在产业链重构过程中,中国立志于保障自己的产业安全,因此将对国内集成电路产业的发展带来很大促进,但是全球供应链的不稳定状态,也会对整个行业带来一些冲击。其次,资本市场对集成电路行业的发展有利有弊。一方面,半导体行业需要资金去吸引人才、做自主研发,去促进这个行业的健康发展,但如果过于拔苗处长可能会损害这个行业,甚至可能会让行业迷失自我。

在专业技术领域,中兴通讯副部长易毕,紫光展锐高级副总裁刘志农,新思科技中国区副总经理许伟围绕着“异构集成”、“3DIC”、“先进封装”、“系统设计“在大会的主旨演讲环节进行了分享,并对芯和推出的3DIC先进封装设计分析全流程EDA平台表达了期许。

观察者网注意到,国产EDA领域今年出现IPO潮,华大九天、广立微、槪伦电子、国微思尔芯等国内EDA厂商都已开启IPO之路。但在这一重要领域,目前不管是国内还是全球的市场份额主要都由三大巨头新思科技(Synopsys)、楷登电子(Cadence)和西门子EDA( Siemens EDA)占据。

数据来源:华大九天招股书

国产EDA龙头华大九天招股书显示,2020年,楷登电子和新思科技分别占国内EDA市场约33.3%和17.5%的份额,华大九天仅占约6%的市场份额;全球市场上,EDA巨头的市场规模优势更为显著,2020年楷登电子和新思科技分别占据约32.0%和29.1%的份额,而华大九天仅占约1%的份额。

数据来源:华大九天招股书

从市场价值来看,赛迪智库数据显示,2020年EDA行业的全球市场规模超过70亿美元,却支撑着数十万亿规模的数字经济。在中国这个全球规模最大、增速最快的集成电路市场,EDA杠杆效应更大。

可以想象,一旦EDA这一产业基础出现问题,包括集成电路设计企业在内的全球集成电路产业必将受到重大影响,由EDA工具、集成电路、电子系统、数字经济等构成的倒金字塔产业链结构稳定将面临巨大挑战。

目前,国产EDA厂商的最大短板是尚未实现电路设计EDA工具全流程覆盖,而只是从单点突破,通过各自擅长的点工具环节为客户服务。

例如,华大九天可以实现模拟电路设计全流程EDA工具系统和平板显示电路设计全流程EDA工具系统;广立微专注于芯片成品率提升和电性测试快速监控技术;国微思尔芯聚焦于数字芯片的前端验证,提供原型验证系统和验证云服务等解决方案;槪伦电子致力于加快工艺开发和芯片设计进程,提高集成电路产品的良率和性能;芯和半导体可以提供覆盖IC、封装到系统的全产业链仿真EDA解决方案,同时通过滤波器和系统级封装设计平台为手机和物联网客户提供射频前端滤波器和模组。

图片来源:华大九天招股书

“我国现有EDA产业是我国EDA产业的希望所在,这些企业很多在点工具上已实现从零到一的突破,下一步是如何实现从点到线再到面的突破。”上海市集成电路行业协会副秘书长徐秀法在大会上表示。

针对中国EDA产业的发展现状,他提出了几点看法:

第一,中国EDA产业发展要突破,只能寻求点的突破,用点连线再织成网,一步一个脚印往前走。

第二,纵观世界三大EDA巨头的发展历程,一方面依靠自身的技术积累,另一方面更多是靠并购形成规模优势。全球EDA发展的历史就是一部并购史,三大巨头发起的并购超过200起以上,而发生在国内的EDA并购却是屈指可数。中国仍缺乏EDA产业的并购土壤,EDA产业要快速发展,上海要进一步营造完善良好的创新创业环境,积极吸引境内外人才加入现有EDA公司或者自主创业。即使是三五个人的小微公司,都要引起足够的关注和重视,培养一批中小微企业,扩大人才队伍,为三五年以后企业的并购,做大做强我国的EDA产业,做好铺垫工作。

第三,EDA产业贯穿于设计、制造、封装,服务于产业链各个环节,同样离不开产业链各个环节的系统支持。在应用中、在实践中丰富我们本土EDA的门类,提升完善产品性能,扩大EDA产业规模,逐步实现自主创新。

图片来源:观察者网

徐秀法还提到,我国EDA产业面临难得的发展机遇,从国家十四五规划和2035年远景规划,到上海市高端制造业的发展规划,都明确提出要在集成电路设计工具上进行突破。上海正在制定关于新时期促进本市集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策,将实施相应的专项,加大资金力度,加强EDA生态环境的建设。

“国内不少起步晚的EDA公司,如果没有晶圆厂的认证,他们的市场很难打开,因为设计公司不敢用”,有业内人士向观察者指出,晶圆厂本能地会倾向于和美国三大巨头合作,而对于小公司、创业公司,除非是具有了一定的特色和客户影响力,否则他们并不愿意花时间去测试和认证,因为认证也是需要耗费他们资源的。“希望在实现单点突破后,能够辐射和串联起更多的应用和流程,这是目前国内的现状,也是正确的道路”。

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责任编辑:吕栋
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