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EDA对中国芯片发展有多重要?商业价值几何?我们问了三位专家

2021-11-11 18:22:26    来源:中新经纬

中新经纬11月11日电 (常涛)“EDA(电子设计自动化)很重要,但它市场规模比较小,只有百亿美元规模,不过它撬动的却是万亿美元规模的芯片市场,就像咽喉一样,虽然很小,但能决定人的生死。”在谈及EDA的重要性时,业内专家打了这样一个比方。

近日,华中科技大学计算机学院吕志鹏教授团队在EDA领域国际会议ICCAD 2021上,获得CAD Contest布局布线算法竞赛第一名的消息引发关注。

消息传来后,业界振奋不已。这个冠军究竟意味着什么?被誉为“芯片之母”的EDA商业价值几何?针对这些问题,中新经纬记者采访了中金公司(行情601995,诊股)科技硬件首席分析师彭虎、天鹰资本执行董事章金伟以及天数智芯物理设计经理郑长春。

“没有好的EDA软件,我们几乎不可能造出好芯片”

中新经纬:在芯片产业链条上,EDA处在什么位置?对中国芯片发展有多重要?

章金伟:当前芯片设计越来越复杂,一些SoC芯片(系统级芯片)动辄百亿颗晶体管。从成本角度衡量,芯片流片费用高昂,最低端的芯片流片一次都要花费数十万元以上,先进制程的甚至要过亿元,对于一些中小芯片企业来说,可能流片失败2、3次就会濒临破产。因此,芯片设计需要追求成功率,自动化设计工具可以极大避免芯片电路设计和布局错误,降低损失。

所以,EDA软件是当前芯片设计不可或缺的核心部分,没有好的EDA软件,我们几乎不可能制造出好芯片。

郑长春:目前芯片设计是一个非常复杂的流程,有的芯片集纳几百亿个晶体管,它的物理实现、功耗分析、物理验证等都只能依靠EDA工具。EDA虽然很重要,但它市场规模比较小,只有百亿美元规模,不过它撬动的却是万亿美元规模的芯片市场,就像咽喉一样,虽然很小,但能决定人的生死。

中新经纬:吕志鹏教授团队拿到这个冠军有何意义?

彭虎:吕志鹏教授团队在ICCAD 2021上获得的是CAD Contest布局布线算法竞赛第一名,布局布线是芯片电路设计后端流程中一个较为重要的步骤。

过去,芯片设计师使用EDA设计工具的过程中,芯片架构的探索、设计、验证、布局布线等耗费大量的人力,如果能将这些设计数据通过算法交由机器来执行,则可以辅助降低芯片设计门槛,提高设计效率,为芯片设计企业缩短芯片上市时间。

“EDA设计工具的重要性愈发凸显”

中新经纬:世界范围内EDA市场格局是什么?EDA的商业模式是什么?

章金伟:目前,在EDA市场,三家外国企业Synopsys、Cadence以及Mentor Graphics直接或间接控制的公司几乎垄断了整个产业链,他们和芯片晶圆制造企业深度联合,为晶圆厂提供基础IP,帮助完善基础IP库。晶圆厂有更丰富的IP库,可以快速提高工艺能力,吸引更多芯片设计企业。通过这种方式,三大EDA企业实现与晶圆厂的双赢战略绑定,其他企业就很难再进入这个联盟。

而下游芯片设计公司要设计芯片,就需要晶圆厂提供开发数据包PDK,PDK包含了对EDA软件的授权验证,EDA软件没有授权验证就无法使用PDK工具包,因此导致芯片设计企业,尤其是先进制程芯片,基本不可能脱离三大EDA龙头的控制。

当前EDA企业主要靠四大块收入,EDA软件、IP授权收入、工艺解决方案、其他专业服务等。其中,EDA软件和IP是相辅相成的两块业务。

“中国EDA未来发展可期”

中新经纬:国产EDA现状是怎样的?出路在何方?

彭虎:国内EDA产业存在三大短板,分别是历史投入不足、人才数量不足以及市场开拓难。

EDA行业发展与下游晶圆厂工艺更新深度绑定,尽管自2016年开始中国高度重视EDA技术的发展和人才培养,但EDA行业的发展离不开全产业链的协同进步。中国晶圆代工厂所面临的技术研发压力和攻关难度同样巨大,也在一定程度上制约了国内EDA工具配套发展。另外,芯片设计厂商和晶圆厂对EDA工具先行者的高度粘性,也为国内EDA工具市场拓展造成了制约。

不过,国内EDA发展过程固然坎坷,但星星之火从未熄灭。目前,中国EDA厂商在部分类型的芯片设计和制造实现了全流程覆盖。在大部分点工具领域进行了布局,已经取得了一定的突破。

在产业链结合方面,国内晶圆制造正由成熟制程向先进制程发展,国产EDA设计工具在与国内制造厂商的协同下,将循着低端向高端、点工具向全流程的路径发展。随着产业政策支持力度加大,高科技产业投融资环境改善,国内EDA产业有望吸引和培养更多的人才,未来发展可期。

章金伟:中国EDA企业(产品)目前在180nm和350nm以上的老工艺可以使用,但在130nm以下的制程还有很大差距,国内目前只有个别企业在电源管理这类芯片上能提供EDA软件。

随着中国中芯国际、华虹、粤芯等晶圆厂的崛起,中国的半导体产业链会迎来重组,在此机会下,国内上游半导体企业势必会出现更多机会。(中新经纬APP)

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