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  • 国产EDA,到底能不能打破海外三巨头垄断?|钛媒体深度

作者:淘小白1-8 10:36分类: 互联网

图片来源@视觉中国

电子设计自动化(以下简称EDA)软件工具行业,正成为中国寻求解决芯片产业链短板问题的重要突围领域。

这个行业全球市场规模不足百亿美元,净利润率低于15%,却能动5000亿美元半导体产业链,被中国的先行者们视为一个重大机遇。

2020年3月,EDA巨头Synopsys(新思科技)中国区担任副总经理的王礼宾,在EDA行业工作20年后决定辞职,创立国产EDA公司“芯华章”,担任公司创始人、董事长兼CEO。

他告诉钛媒体App,从Synopsys离职创业有两个原因:

一是看到国家大力支持EDA行业的“国产替代”,他对EDA技术未来前景十分看好;

另外一个原因则是,他认为有过去20年的产业上下游经验和市场关系,对客户的想法、需求有所了解,这些契机都能帮助芯华章实现商业化。

与王礼宾有相似创业经历的还有概伦电子董事长刘志宏,芯禾科技联合创始人代文亮,以及博达微创始人兼CEO李严峰,三人都曾在EDA三巨头之一的Cadence(楷登电子)担任过重要职位,而后辞职创立国产EDA公司。

去年10月16日,在获得政府引导资金支持后,王礼宾创立的“芯华章”宣布获亿元Pre-A轮融资;11月9日芯华章再完成近亿元Pre-A+轮融资;12月9日完成超2亿元的A轮融资,间隔均不足一个月。三轮共引入云晖、真格、高榕、高瓴、五源资本(原晨兴资本)、中芯聚源、松禾等多个知名基金。

除芯华章外,很多国产EDA公司今年都已“扎堆”筹集到了资金。2020年4月,概伦电子宣布已完成数亿元人民币的A轮融资;9月,国微集团旗下的“国微思尔芯”宣布完成数亿元融资,投方包括国际大基金下设的芯鑫融资租赁、上海半导体装备材料产业投资基金等政府投资机构。

资本升温并非偶然。

时间回溯到2019年5月,美国商务部称全面限制华为采购美国软件和技术生产的半导体零部件。受此影响,EDA三巨头与华为的合作先后终止。

海外EDA三巨头指的是Synopsys、Cadence、Mentor(西门子旗下)三家美国公司,他们占据全球超64%的EDA市场份额。

EDA工具是芯片IC设计中不可或缺的重要组件,也是集成电路设计最上游、壁垒最高的部分。涵盖了集成电路设计、布线、验证和仿真等所有流程。利用其可连接成极其复杂的电路图,从而制造出强大的CPU、GPU芯片。

在AI、边缘计算等复杂技术不断演进的背景下,百亿规模的EDA行业正成为撬动5000亿美元半导体产业链的重要“基石”,EDA也被行业内称为“芯片之母”。

因此,华为与三巨头终止合作意味着,芯片将没有与之匹配的先进制程国产EDA软件工具,海思则就造不出下一代“麒麟芯”。东兴证券在报告中形容EDA是“美国限制华为的封喉之剑”,凸显了该技术的重要性。

在中国芯片制造生态急需“补课”的大背景下,一场充满机遇与冒险的游戏已悄然开始。

国产EDA行业现状:技术发展缓慢、人才紧缺、无法形成全链条

公开数据显示,2019年中国EDA市场规模约为5.4亿,仅占全球规模102.5亿美元的5.3%。

作为全球最大的电子元件产销市场,EDA三巨头的产品在国内占了85%以上的市场份额(实际接近90%),国产EDA软件产销占比仅不足10%。

目前国内EDA软件公司主要有华大九天、国微集团、芯华章、博达微电子、芯禾科技、概伦电子等,数量和规模都十分稀少。

由钛媒体App编辑统计并制表

背后的原因,主要是EDA行业的技术门槛高,成本弹性大,产业高度集中,导致国产技术发展缓慢,人才紧缺,无法形成全链条EDA工具,从而形成如今中国IC设计行业越来越离不开EDA三巨头的尴尬局面。

事实上,从EDA行业发展来看,中国也曾经历过鼎盛时期。

冷战期间,中国EDA软件技术被“巴统”禁运的压力下,1986年成功研制出中国首个自有的集成电路计算机辅助设计工具——“熊猫系统”(熊猫IC CAD系统),并在1993年全面问世。

这标志着中国在研制EDA系统方面实现“零”的突破,打破了外国对中国的EDA工具封锁,并为中国集成电路设计行业发展打下了坚实的基础。

熊猫系统一经发布,便在市场中引起较大反响。由于价格仅为同类产品的1/10,导致美国芯片厂商也一度选择“熊猫系统”。

不过,随着“巴统”解散、禁运解除,1995年,海外EDA三巨头大举进入中国市场,便以技术成熟、价格便宜、免费赠送、多方合作等策略,快速收割市场份额。加上中国开始积极推动WTO全球化,“造不如买”的策略使得国产EDA陷入了长达十三年的沉寂。

尽管国家2008年启动“核高基”重大专项计划,华大九天、芯愿景等第一批国产EDA企业相继成立并被重点扶持。但EDA是一个投入周期长、利润率低的高技术型产业,中国缺乏长期资金、人才和产业链支持,国产EDA发展依旧步履艰难。

举个例子,过去十年间,华大九天在研发投入方面所投资金只有不足5亿元人民币。而海外EDA三巨头则高歌猛进,仅2018年Synopsys研发投入高达10.8亿美元,Cadence约为8.7亿美元,两家累计所投研发资金超127亿元人民币,差距十分悬殊。

收购层面,在数字EDA领域三巨头收购上百家公司,获得了SoC设计主流程的数百个EDA工具。

而在中国,由于EDA产业起步晚,“造不如买”理念中错失了在激烈竞争中以战养战的机会。尽管在模拟IC方面已经有了一定发展,但在数字EDA方面却几乎为零。

目前,国内的EDA工具很分散,提供不了全套的工具链,而国际EDA公司提供给芯片企业的一般都是全套工具。

关注半导体行业部分投资人对钛媒体App表示,虽然EDA国产替代这个理想很丰满,但现实很骨感。在下游芯片制造环节中,先进制程工艺依然是市场和客户关心的主旋律。因此,EDA工具将依然是自给自足、与三巨头点工具混搭的局面。

接受钛媒体App采访的芯片下游厂商负责人称,未来十年内三巨头的EDA工具依然将占据市场主流,国内EDA技术将无法跟上“替代”。

事实上,由于目前国产EDA相比美国EDA整体仍有较大差距,加上新EDA、新IP、新工艺及PDK,互相促进、互为一体,原来的客户很难轻易更换EDA软件。

因此,很多企业家所幻想的国产EDA未来,变成了“泡沫赌注”。

也有业内人士直言,在国际形式波谲云诡、变化莫测下,部分国产EDA企业浑水摸鱼,存在一定的市场泡沫。

2020年5月19日,上交所受理了芯愿景(公司全称为北京芯愿景软件技术股份有限公司)的科创板上市申请,这标志着国产EDA企业打响了冲锋科创板第一枪。

不过历时227天后,去年12月31日,芯愿景科创板IPO终止审核,背后原因或与其拖欠的557万发票还未完全归还有关。此外,该公司核心技术存在争议,退出参股公司投资后仍参与股东大会的行为,或涉嫌信披违规等问题,都影响了该公司上市进程。

芯愿景董事长丁柯博士对钛媒体独家回应称,在本次终止审核之后,该公司暂时没有计划再重启科创板上市。

“在EDA行业最为核心的就是知识产权,但国内EDA公司都不太注意。如果不注意就会踩坑,在这种情况下,很多公司都会和三巨头来合作,那么,纯国产EDA就无从谈起。”上述业内人士对钛媒体App表示。

此外,在人才方面,中国与三巨头差距悬殊。

公开资料显示,中国约有1500名EDA软件开发工程师,其中约有1200人在国际EDA公司的中国研发中心工作,真正为本土EDA做研发的人员只有300人左右。相比之下,Synopsys公司一家就有7000多名研发人员,其中有5000多人从事EDA的研发,行业核心人才大都在三巨头处工作。

国微集团联席董事长兼总裁帅红宇指出,中国高校至今几乎没有EDA相关培养方向及开设EDA相关课程,而且2010年后国内几乎完全没有相关领域的论文发表,集成电路行业对口专业学生毕业后进入相关行业的仅占1/3,对EDA有了解和兴趣者更是寥寥。

他强调,中国EDA人才紧缺背后主要原因是集成电路的“产学研”策略没跟上,这是行业亟待解决的核心问题。

国产EDA的未来机遇:8寸市场需求、国产替代下的弯道超车机会、新思的支持

“尽管EDA市场份额由三巨头占领,但国产EDA必须要有,而且会有所发展。”有多位行业分析师告诉钛媒体App。

事实上,方正证券发布研报指出,尽管在模拟/数模混合/数字芯片EDA领域,以及全流程设计平台上,EDA工具都被国际企业所垄断,但国产EDA机会更多在以点工具为突破口,由点及面逐步发展。

在MEMS(8寸)晶圆短缺、需求旺盛已成行业共识的情况下,国产EDA正面临着新的机遇。

上海国微思尔芯副总裁Ying(陈英仁)告诉钛媒体App,目前汽车电子、FPGA、驱动芯片、指纹辨识、电源管理、MOSFET、微控制器(MCU)等领域的非先进(中低端)芯片需求强劲,下游8寸晶圆制造技术已十分成熟,已呈现市场供不应求的局面。因此,这块市场潜力巨大,是国产EDA工具核心发力点。

“随着AI、5G、工业互联网、汽车电子、区块链等领域的兴旺,提出了很多特色鲜明的、尚未被EDA工具满足的IC设计需求,这恰是国内EDA工具厂商的新机会。”

思尔芯是原型验证及仿真系统领域的本土EDA公司,在2018年10月被国微集团所收购,并将“思尔芯”更名为“国微思尔芯”。

陈英仁强调,尽管在先进制程IC设计方面,依旧是EDA三巨头做主导,但国产EDA势在必行。尤其在40nm、28nm制程工艺上,中国企业也已经或将很快掌握。“思尔芯在做的功能验证是属于前端,相对的与制程工艺独立。尤其在快速原型验证,思尔芯有着17年的积累,媲美EDA三巨头。”

这同样也是国产替代下,中国企业寻求的弯道超车机会。

王礼宾对钛媒体App表示,目前在人工智能、云技术上,国产EDA可以站在当今科技发展的高技术起点上,对EDA软硬件框架和算法做创新、融合、重构。他认为,三巨头垄断下很难长期创新,而国产EDA企业处于“轻装上阵”状态,超越世界巨头是“完全有可能的”。

为了应对国际形势以及EDA巨头的挑战,国内企业也不断动作频频。

2019年,全球电子设计领域最具有影响力的DAC大会上,华大九天、广立微、概伦电子、芯禾科技四家中国EDA厂商联袂出场,推出多个EDA产品,向世界展示了EDA领域的中国力量。

同年底,概伦电子则收购博达微,进一步整合优势资源。而蓝海微力求寻找小众客户群体,避开红海,寻找蓝海。

此外,巨头们还在加大对中国的布局,不断推进本土化、“产学研”支持,通过支持国产EDA,形成更多考量。

1994年,Synopsys在人民大会堂向清华大学捐赠了20套Design Compiler软件,总价值约500万美元。随后该公司和清华成立了“清华大学——新思科技高层次电子设计中心”,开始推动中国EDA人才的培养。

2018年和2019年,Synopsys分别成立了芯思原和全芯智造两家合资公司,前者意在加强芯片IP领域的本土合作,助力本土晶圆厂和设计企业实现自主研发,掌握核心技术;后者旨在加强制造类EDA领域的本土合作,带动国内技术能力。

Synopsys全球资深副总裁兼中国董事长葛群告诉钛媒体,无论是人才培养、技术支持还是资本合作,新思所做的这些努力都是为了解决中国芯片产业的痛点。这一点,新思和其他国内EDA公司的初心一致。

葛群强调,在中国数字社会转型之际,新思以面向未来的新一代EDA根技术赋能更多科技应用的落地,推动整个芯片产业的可持续发展。“EDA行业需要打通内外循环,整个产业链相互促进,协同发展,形成完整的生态系统,会有更好的发展空间。”

从目前来看,这场EDA“国产替代”之战似乎会一直持续下去。

(本文首发钛媒体App,作者 | 林志佳,编辑|葱葱)

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