“這兩年，大家都知道芯片‘卡脖子’，甚至連光刻機都被科普了，卻很少知道EDA（電子設(shè)計自動化）軟件工具也亟待突破?！弊鳛榘雽?dǎo)體行業(yè)資深分析師，李晶見證了中國芯片領(lǐng)域的發(fā)展，不過，在產(chǎn)業(yè)鏈上游，他并不十分樂觀，其中一個重要原因，就是EDA軟件受制于人。“EDA軟件，在業(yè)界基本認(rèn)為就是芯片設(shè)計軟件?！崩罹Ы榻B，如果把芯片制造比作建造一座大廈，芯片設(shè)計就是大廈的設(shè)計圖紙，EDA軟件則是圖紙的設(shè)計工具，“只不過，EDA軟件比建筑設(shè)計軟件的復(fù)雜度要高出N個數(shù)量級，因此被稱為芯片產(chǎn)業(yè)‘皇冠上的明珠’”。
正是作為集成電路最上游、最高端的產(chǎn)業(yè)節(jié)點，EDA軟件實際上已經(jīng)成為中國芯片產(chǎn)業(yè)的命門所在。而且，這種“倒金字塔”結(jié)構(gòu)，賦予了國外EDA頭部企業(yè)對產(chǎn)業(yè)下游的巨大控制力。如何突圍？近期，新華日報·交匯點記者沿著產(chǎn)業(yè)鏈的傳導(dǎo)路徑，走訪了江蘇諸多上下游企業(yè)，發(fā)現(xiàn)不少廠商已致力于做大做強國產(chǎn)EDA產(chǎn)業(yè)版圖，并借助地方政府力量，為全國輸出江蘇探索。
從“小而美”的細(xì)分領(lǐng)域起步
一組數(shù)據(jù)，佐證了中國EDA市場的現(xiàn)狀。根據(jù)我國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2020年我國EDA市場規(guī)模為93.1億元，同比增長27.7%，預(yù)計2025年將超過180億元。然而，這個百億級市場，三家外企占據(jù)了95%以上的份額。業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為，這樣一來，我國芯片產(chǎn)業(yè)鏈所有環(huán)節(jié)，隨時可被定點式精準(zhǔn)打擊。
2021年3月12日1時51分，中國文昌航天發(fā)射場傳來巨大轟鳴聲，耀眼火焰中，我國新一代中型高軌液體運載火箭——長征七號A運載火箭托舉試驗九號衛(wèi)星刺破夜空。鮮為人知的是，這枚業(yè)內(nèi)矚目的衛(wèi)星上，搭載了一款“特殊”的芯片，其設(shè)計工作，正是基于蘇州珂晶達(dá)所研發(fā)的EDA軟件。據(jù)了解，試驗九號衛(wèi)星主要用于長壽命高可靠國產(chǎn)核心元器件等試驗，提升我國航天產(chǎn)品國產(chǎn)化能力的意圖明顯，珂晶達(dá)因此“入圍”。
當(dāng)然，作為一家創(chuàng)業(yè)公司，珂晶達(dá)能夠抓住機遇才是關(guān)鍵。“成立10年來，公司為了盡快在晶圓制造類EDA這個行業(yè)細(xì)分領(lǐng)域形成完整的產(chǎn)品線和技術(shù)服務(wù)能力，做了一些大膽的構(gòu)想?！辩婢н_(dá)總經(jīng)理沈忱所提及的“大膽”，在于公司決定融合三個來自不同技術(shù)背景的團(tuán)隊，打造一支能為晶圓廠提供完整EDA國產(chǎn)化方案的生力軍。
此舉并不容易，無錫創(chuàng)微投資趙志東表示，基礎(chǔ)工業(yè)軟件這個領(lǐng)域是一條外表看似光鮮亮麗，但實質(zhì)需要耐住寂寞、持續(xù)堅韌付出的創(chuàng)業(yè)賽道。而在細(xì)分領(lǐng)域的不斷融合創(chuàng)新中，珂晶達(dá)如今在大規(guī)模半導(dǎo)體器件仿真等領(lǐng)域，與國外同類產(chǎn)品相比獲得10倍的性能加速與10倍的內(nèi)存降低。
在采訪過程中，記者發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前江蘇大多EDA廠商，都采取和珂晶達(dá)類似的戰(zhàn)略——選取細(xì)分行業(yè)的更細(xì)分領(lǐng)域深耕以期取得突破。今年11月底，總部位于南京江北新區(qū)的芯華章，正式發(fā)布四款擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的數(shù)字驗證EDA產(chǎn)品，這些產(chǎn)品專注于提高芯片整體驗證效率，在實現(xiàn)多工具協(xié)同、降低EDA使用門檻的同時，成為中國自主研發(fā)集成電路產(chǎn)業(yè)生態(tài)的里程碑事件。
2016年才成立的芯聯(lián)成，是一家專業(yè)服務(wù)于知識產(chǎn)權(quán)取證的創(chuàng)新型EDA企業(yè)?！盀榱俗叱鲎陨戆l(fā)展路徑，芯聯(lián)成以分析軟件為切入口，助力芯片企業(yè)提升競爭力，目前已為客戶累計完成超過3000個芯片競爭力分析項目。”公司負(fù)責(zé)人告訴記者。
無錫飛譜電子則基于自主創(chuàng)新的核心算法技術(shù)，專注于為航空、航天等工程領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)提供建模、驗證工具及專業(yè)技術(shù)服務(wù)。隨著產(chǎn)品線不斷深入和延伸拓展，公司在國家重點工程中也取得多項重大應(yīng)用進(jìn)展，并在今年6月完成數(shù)千萬元的Pre-A輪融資。
產(chǎn)業(yè)鏈上下游“抱團(tuán)取暖”
行業(yè)趨勢表明，隨著日益受到重視，國內(nèi)EDA廠商在多種維度迎來了發(fā)展良機。“其中，最大的利好，是在雙循環(huán)格局下，越來越多的國內(nèi)下游廠商，愿意接納我們。”飛譜電子相關(guān)負(fù)責(zé)人透露。
“抱團(tuán)，一直是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最重要方向。”李晶告訴記者，半導(dǎo)體集成電路行業(yè)環(huán)環(huán)相扣，只有通過產(chǎn)業(yè)鏈上下游聯(lián)動，才能獲得成功。過去，國內(nèi)EDA產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢，面臨的最大問題就是國內(nèi)沒有形成一個完整的、互相促進(jìn)的產(chǎn)業(yè)鏈，其最大表現(xiàn)，就是國內(nèi)EDA工具廠商鮮少參與產(chǎn)業(yè)鏈下游的合作研發(fā)，有EDA產(chǎn)品生產(chǎn)出來，也得不到使用和反饋，自然難以進(jìn)步?！昂迷?，一再被限制之后，國內(nèi)下游廠商，如今不僅會主動使用國內(nèi)EDA產(chǎn)品，更愿意耗時耗力去和上游共同進(jìn)步，避免關(guān)鍵環(huán)節(jié)被‘卡脖子’。”李晶說。
剛剛推出多款新品的芯華章，就正在享受國內(nèi)行業(yè)協(xié)同日益緊密帶來的紅利。據(jù)芯華章董事長兼CEO王禮賓介紹，公司推出的“智V驗證平臺”能融合不同的工具技術(shù)，對各類設(shè)計與不同的場景需求，提供定制化的全面驗證解決方案。而平臺的順利研發(fā)與后續(xù)升級，勢必離不開合作伙伴提供更多落地場景。
在此背景下，國內(nèi)芯片公司芯來科技，就幫了大忙?！拔覀冇幸粋€涉及到CPU驗證的高復(fù)雜場景，對EDA的要求非常高，芯華章提供的工具則能夠快速地幫我們構(gòu)建復(fù)雜場景?！毙緛砜萍枷嚓P(guān)人士表示，對于這款產(chǎn)品，公司自始至終一直與芯華章保持積極溝通，接下來也將和芯華章有更多深入的技術(shù)交流和合作。無獨有偶，中科院半導(dǎo)體所副研究員陳剛透露，使用了芯華章的新產(chǎn)品后，研究所在兩周內(nèi)就將設(shè)計調(diào)通。而這種高效的背后，依然在于前期的協(xié)同。
對于產(chǎn)業(yè)鏈合作趨勢感受最為明顯的，是蘇州工業(yè)園區(qū)中科集成EDA平臺管理部負(fù)責(zé)人黃潔?！霸趫@區(qū)內(nèi)，越來越多的芯片企業(yè)開始重視國產(chǎn)EDA軟件，而且，在很多細(xì)分環(huán)節(jié)也出現(xiàn)了不少優(yōu)秀的國產(chǎn)EDA公司?！彼嬖V記者，早在2003年，中科集成成為中科院計算所和蘇州開展的院地合作重點項目，其主要目標(biāo)之一，是為江蘇乃至整個長三角集成電路企業(yè)，提供集成電路設(shè)計方面的技術(shù)和平臺服務(wù)?！爱?dāng)時，為解決芯片設(shè)計企業(yè)的共性EDA需求，中科集成旗下EDA平臺配置了三家國際主流廠商的EDA軟件?！秉S潔透露，隨著時間推移，以及外部環(huán)境的變化，為更好滿足集成電路企業(yè)的設(shè)計需求，中科集成正在考慮引進(jìn)優(yōu)秀的國產(chǎn)EDA軟件。“在我們針對園區(qū)企業(yè)的調(diào)研中，50%的企業(yè)對國產(chǎn)軟件提出了需求，特別是國產(chǎn)頭部EDA公司的軟件，共有30%的企業(yè)提出了潛在需求。”
黃潔還和記者分享了她對于蘇州工業(yè)園區(qū)EDA行業(yè)發(fā)展態(tài)勢的判斷，據(jù)她觀察，目前，園區(qū)已經(jīng)培育出幾家EDA軟件相關(guān)企業(yè)，雖還難以覆蓋到全產(chǎn)業(yè)鏈，但均在自己的專業(yè)領(lǐng)域有所突破。而這個過程，也伴隨著園區(qū)集成電路產(chǎn)業(yè)由早期的“封測”為主，不斷向更高端的設(shè)計領(lǐng)域發(fā)展，產(chǎn)業(yè)鏈上下游“抱團(tuán)取暖”趨勢明顯。
“生態(tài)思維”突破重重阻力
上下游共同發(fā)力，以EDA為主的國產(chǎn)工業(yè)軟件企業(yè)迎來了增長期。企查查數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2020年，國內(nèi)涉及EDA產(chǎn)品的公司數(shù)量達(dá)28家，同比2017年的16家實現(xiàn)了75%的增長。
趨勢已成，并不表示差距能在短期內(nèi)抹平。在采訪中，依然有不少芯片企業(yè)表示，暫時很難去考慮國產(chǎn)EDA公司的產(chǎn)品?！白畲蟮淖枇Γ菄a(chǎn)EDA往往在某些專業(yè)領(lǐng)域和點工具方面有所建樹，缺少全流程的解決方案?！睙o錫一家芯片公司負(fù)責(zé)人告訴記者，由于本土廠商難以提供平臺式的產(chǎn)品服務(wù)，公司依舊需要向國外三巨頭采購EDA工具。
另一個障礙，在于國產(chǎn)EDA廠商缺乏與頭部晶圓廠的合作，從而難以匹配目前最先進(jìn)的工藝?！皣馊揞^長期與頭部晶圓廠捆綁，因此始終能處于工藝的領(lǐng)先地位，28nm以下的制程幾乎是國外EDA的天下?！崩罹П硎荆@一障礙，不僅國產(chǎn)EDA廠商會遇到，其實質(zhì)上是整個集成電路產(chǎn)業(yè)都需要面對的難題。
當(dāng)然，新的機遇也在醞釀。近年來，隨著AI芯片等新應(yīng)用興起，對現(xiàn)有EDA行業(yè)和芯片設(shè)計流程帶來了新的挑戰(zhàn)，同時也給中小EDA公司帶來了很多新的技術(shù)研究方向，成為他們突破EDA巨頭優(yōu)勢壁壘的新機會?！癆I技術(shù)正在EDA公司中被廣泛采用，我們推出的Empyrean Mcfly，就是用AI的算法加速IP驗證，通過AI學(xué)習(xí)以前的IP案例，對新的IP進(jìn)行驗證，驗證精度達(dá)到99%左右?！眹鴥?nèi)EDA行業(yè)龍頭華大九天一位負(fù)責(zé)人告訴記者。
不管是掣肘還是機遇，記者在采訪中發(fā)現(xiàn)，人才緊缺，始終是業(yè)內(nèi)企業(yè)最大的“痛點”。無論珂晶達(dá)、芯聯(lián)成，還是中科集成、華大九天，大家一致的感受是“本土EDA行業(yè)人才太少了”。黃潔告訴記者，“EDA開發(fā)工程師需同時理解數(shù)學(xué)、芯片設(shè)計、半導(dǎo)體器件和工藝，對綜合技能要求很高。培養(yǎng)一名EDA研發(fā)人才，從高校課題研究到從業(yè)實踐的全過程往往需要10年。而由于EDA 軟件開發(fā)研究的周期長，投入與產(chǎn)出比率低，行業(yè)整體薪酬偏低，又導(dǎo)致本土人才流失嚴(yán)重?！?/p>
如何破局？在蘇州工業(yè)園區(qū)這一長三角唯一的國家級工業(yè)軟件協(xié)同攻關(guān)平臺落戶地，記者了解到，人才問題依然需要圍繞產(chǎn)業(yè)生態(tài)去解決?！白鳛閳@區(qū)發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)的重要載體，蘇州國際科技園已逐步形成垂直分工形態(tài)的集成電路產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)生了越來越明顯的生態(tài)協(xié)作效應(yīng)?！眻@區(qū)相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，目前，蘇州國際科技園集聚了集成電路設(shè)計、測試及相關(guān)企業(yè)56家，2020年產(chǎn)值達(dá)400億元，同比增長11%。相對完善的產(chǎn)業(yè)條件，也為企業(yè)吸引人才、培養(yǎng)人才、留住人才奠定了基礎(chǔ)。
“人才都是跟著產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈走的，珂晶達(dá)最早是三人小團(tuán)隊，如今已有超過40人的專業(yè)隊伍，且核心成員均來自國內(nèi)外頂尖科研機構(gòu)及一流公司?！鄙虺酪脖硎?，公司能匹配到優(yōu)質(zhì)人才，一方面需要地方政府給予“研發(fā)費用加計扣除”等“雪中送炭”的好政策；另一方面，更需要完整的產(chǎn)業(yè)鏈來實現(xiàn)人才聚集效應(yīng)，而且后者才是公司從起步到發(fā)展，始終愿意留在蘇州國際科技園的最大理由。
新華日報·交匯點記者 陳澄
