美國斷供EDA軟件,對國產(chǎn)芯片發(fā)展有什么影響?國產(chǎn)EDA水平如何?
EDA(Electronic Design Automation),即電子設(shè)計自動化,是利用計算機輔助完成集成電路芯片的設(shè)計、制造、封測的大型工業(yè)工具,涵蓋芯片IC設(shè)計、布線、驗證和仿真等所有方面。
EDA工具包括兩部分:硬件和軟件。軟件是工具的核心,分為仿真工具、設(shè)計工具、驗證工具;硬件是用來加速仿真、驗證速度的服務(wù)器和專用工具。
EDA是最基礎(chǔ)、最上游的領(lǐng)域,貫穿了集成電路產(chǎn)業(yè)鏈的每個環(huán)節(jié)。因此它非常的重要,倘若EDA出現(xiàn)問題,產(chǎn)業(yè)下游的集成電路、電子信息和數(shù)字經(jīng)濟等都會受到波及。
沒有EDA,就造不出芯片。
我們都知道,芯片的設(shè)計是十分復(fù)雜而精細(xì)的,而EDA在芯片設(shè)計和制造過程中發(fā)揮著重要作用。
計算機輔助設(shè)計(TCAD):
利用計算機仿真技術(shù),開發(fā)及優(yōu)化半導(dǎo)體器件及其加工技術(shù),用于設(shè)計和驗證半導(dǎo)體制造流程,確保半導(dǎo)體產(chǎn)品具有所需的性能和密度。
面向制造設(shè)計(DFM):
驗證設(shè)計是否滿足產(chǎn)品制造流程的所有要求(是否具有良好的可制造性)。
硅生命周期管理(SLM):
芯片制造完成后,監(jiān)控從制造到現(xiàn)場部署過程中器件的性能。
早期的EDA是僅針對IC設(shè)計環(huán)節(jié)所提供的自動化工具,隨著集成電路產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展壯大,EDA企業(yè)開始不斷延伸至其他領(lǐng)域,推出了OPC等制造EDA的工具及可制造性設(shè)計工具(DFM)。
EDA三巨頭:Synopsys(新思科技,美國)、Cadence(楷登電子,美國)、Siemens EDA(西門子旗下,德國)
經(jīng)過多次的并購收購、產(chǎn)業(yè)整合,EDA行業(yè)已高度集中,目前三巨頭擁有完整的、具備充足優(yōu)勢的全流程產(chǎn)品,其EDA產(chǎn)品已經(jīng)涵蓋芯片設(shè)計的所有環(huán)節(jié),三大巨頭企業(yè)的市場地位難以撼動。
單從EDA產(chǎn)品線來看,楷登電子與新思科技持平。新思科技主攻領(lǐng)域為數(shù)字芯片設(shè)計、靜態(tài)時序驗證確認(rèn)以及SIP提供;楷登電子主攻模擬、數(shù)字后端以及DDR4 IP;而西門子 EDA主攻的領(lǐng)域是后端驗證和可測試性設(shè)計。從戰(zhàn)略上來看,新思科技強化軟件集成型產(chǎn)品發(fā)展,通過頻繁并購平均發(fā)展旗下各產(chǎn)品線的產(chǎn)品實力??请娮訉嵙Φ滋N扎實,并購動作相對較少也能保持EDA營收穩(wěn)定增長。
目前,整個EDA市場可分為三個梯隊:
第一梯隊:三巨頭新思科技、楷登電子、西門子EDA,絕對統(tǒng)治地位,業(yè)務(wù)遍布全球,占據(jù)全球77%的市場份額。
第二梯隊:美國ANSYS公司、Silvaco、Aldec等為代表,國產(chǎn)龍頭華大九天也在列,擁有特定領(lǐng)域全流程產(chǎn)品,在局部領(lǐng)域技術(shù)較為領(lǐng)先。
第三梯隊:以Altium、概念工程集團(Concept Engineering)、概倫電子、Down Stream Technologies等為代表,主要布局點工具,缺少EDA特定領(lǐng)域全流程產(chǎn)品。
技術(shù)與人才
國外EDA企業(yè)起步早,經(jīng)過幾十年的發(fā)展,積累了一定的技術(shù)經(jīng)驗,培養(yǎng)了大批的技術(shù)人才,形成了強大的技術(shù)壁壘和專利壁壘。且多次的并收購案,讓EDA龍頭加快了技術(shù)與專利的積累。
國內(nèi)EDA企業(yè)發(fā)展較晚,目前主要以點工具為主,工具鏈不完整,流程類的涉及較少,目前國內(nèi)只有華大九天在模擬電路擁有全流程覆蓋能力,而國外三巨頭則覆蓋了產(chǎn)業(yè)鏈的各個方面。此外,國產(chǎn)EDA目前尚不能滿足尖端制程的要求,由于EDA處在最上游位置,因此EDA必須比芯片的工藝更先進(jìn)。
營收規(guī)模
EDA需要大量的資金投入。
新思科技在營收、業(yè)務(wù)等方面無疑是規(guī)模最大的EDA相關(guān)企業(yè),根據(jù)新思科技的財報顯示,2021年其營收為42億美元,其中研發(fā)費用占比達(dá)36%(5.13億美元);楷登電子2021年的營收為26.83億美元,研發(fā)費用占比高達(dá)38%(11.34億美元)。西門子EDA財務(wù)狀況不對外公開。
目前國內(nèi)的EDA企業(yè)中,華大九天2021年營收為5.79億人民幣,概倫電子2021年營收為1.94億人民幣,可見國內(nèi)EDA企業(yè)的營收與龍頭之間的差距較大。
不過在市盈率(TTM)上,新思科技為59.94,楷登電子為67.68,概倫電子為584.39,華大九天為467.11,資本市場對于國產(chǎn)EDA的前景持看好態(tài)度。
幾經(jīng)周折的國產(chǎn)EDA興起之路。
獨木難成林
上世紀(jì)80年代——中國EDA技術(shù)資源尤為稀缺。
1986年——中國動員超過200名專家共同開展國產(chǎn)EDA研發(fā),中國EDA技術(shù)才慢慢開始有起色。
1993年——中國首套國產(chǎn)EDA熊貓系統(tǒng)終于問世,它不僅填補了中國在EDA產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的空白,也讓中國借此打破國外封鎖,順利進(jìn)入國際市場。
1994-2008年——中國EDA再遇轉(zhuǎn)折。
Cadence早于1992年率先進(jìn)軍中國市場,Synopsys、Mentor Graphics(Siemens EDA)緊隨其后,三巨頭迅速占據(jù)了中國大部分EDA市場,國產(chǎn)EDA熊貓系統(tǒng)猶如曇花一現(xiàn),彼時,國內(nèi)只有少數(shù)EDA企業(yè)成立,還需要很長時間發(fā)展。
眾星冉冉升
2008年,中國工信部啟動“核高基”重大專項計劃,在官方的大力扶持之下,國內(nèi)EDA產(chǎn)業(yè)逐漸復(fù)蘇,華大九天、概倫電子、九同方微電子、芯和半導(dǎo)體等第一批國產(chǎn)EDA企業(yè)出現(xiàn)。
“十二五”和“十三五”期間,我國積極推進(jìn)國內(nèi)EDA的發(fā)展,各地方踴躍部署EDA產(chǎn)業(yè),通過一系列相關(guān)政策實施,推動EDA企業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。2021年工信部在《“十四五”軟件和信息技術(shù)服務(wù)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中明確提出,要重點突破工業(yè)軟件,補足關(guān)鍵基礎(chǔ)軟件短板設(shè)計電子設(shè)計自動化軟件(EDA)。
歷經(jīng)多年,目前主要的國產(chǎn)EDA企業(yè)包括華大九天、國微集團、芯華章、廣立微、概倫電子、芯和半導(dǎo)體等在內(nèi)。
2021年,國內(nèi)龍頭華大九天在深交所創(chuàng)業(yè)板上市,概倫電子在上交所科創(chuàng)板上市,此外,一些新晉企業(yè)也屢獲融資,如芯華章、比昂芯科技、玖熠半導(dǎo)體分別完成數(shù)億元Pre-B+輪融資融資、近億元天使輪融資、數(shù)千萬元Pre-A輪融資等。
華大九天、芯和半導(dǎo)體、國微思爾芯、概倫電子、廣立微等EDA企業(yè)已在一些特定領(lǐng)域(模擬IC、FPD)及部分點工具(后仿真、時序分析等)上攻克了技術(shù)壁壘,但在全流程的EDA平臺、產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)等方面和海外廠商還有著一定的差距,國產(chǎn)替代仍然任重而道遠(yuǎn)。
如同先進(jìn)制程,EDA是一個高度壟斷的行業(yè),非一朝一夕就能突破壟斷。當(dāng)下,國內(nèi)大多數(shù)芯片設(shè)計公司仍在采用進(jìn)口的EDA工業(yè)軟件來設(shè)計芯片,美國一旦斷供EDA軟件,短時間內(nèi)國內(nèi)芯片企業(yè)肯定會受到一定的影響。