国产EDA百花齐放,产业将乘风而上

佚名
2020-08-19
来源:数控机床网
EDA可以说是芯片产业的命门之一,作为一门正在高速发展的新技术,是以大规模可编程逻辑器件为设计载体以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式,以计算机、大规模可编程逻辑器件的开发软件及实验开发系统为设计工具,通过有关的开发软件,自动完成用软件的方式设计电子系统到硬件系统的一门新技术。


但不幸的是,我国EDA产业在IC领域里是一大软肋,其市场份额不到5%,95%的市场都被国外厂商垄断着。发展EDA是我们不得不面对的难题。


在近日举办的“芯动北京”中关村IC产业论坛上,来自中关村芯园(北京)有限公司的技术总监程镜亮为我们分析了当前格局下,EDA该如何前行?


EDA历史发展悠久


EDA这项技术已经有一定年头了。它已有30年的发展历程,大致可分为三个阶段:


70年代为计算机辅助设计(CAD)阶段,人们开始用计算机辅助进行IC版图编辑、PCB布局布线,取代了手工操作。


80年代为计算机辅助工程(CAE)阶段。CAE的主要功能是:原理图输入,逻辑仿真,电路分析,自动布局布线,PCB后分析。


90年代为电子系统设计自动化(EDA)阶段。


EDA的重要性不言而喻,一位美国教授统计过,用EDA设计一颗系统SOC的话,需要的设计费大约是4000万美元,否则这笔费用会上升至77亿美元,EDA软件让设计费用整整降低了200多倍。


市场格局——外企垄断


据统计,EDA大概涉及到90多种不同的技术,在这些技术里面,分布了420家公司,按照美国《半导体工程》杂自得清单列举,EDA软件一共有900多家小公司。如今它的规模已经达到约百亿美元。根据ESD Alliance数据显示,2018年第四季度,全球EDA产业收入达到25.7亿美元,较2017年第四季度有所下降,较2018年第三季度上升6%。2018年全年全球EDA产业收入约为97亿美元,较上年的93亿美元有所增长。这一增长主要得益于AI和5G初创公司的投资增加,以及初创公司和现有公司针对汽车电气化和自动驾驶汽车领域的投入。


在约5000亿美金的全球半导体产值中,EDA占105亿美元,占比2%左右,从2015年79万一直增长到2019年的105亿,总体增幅是32%,平均增长8%。


EDA行业从上个世纪八九十年代的百家争鸣发展到如今,已形成了Synopsys、Cadence和Mentor Graphics三足鼎立之势。


Synopsys(新思科技,美国)一直致力于复杂芯片系统(SoCs)的开发。Synopsys的逻辑综合工具DC(design compiler)和时序分析工具PT(Prime Time)在全球EDA市场几乎一统江山。


Cadence(楷登电子科技,美国)产品涵盖了电子设计的整个流程。全球知名半导体与电子系统公司均将Cadence软件作为其全球设计的标准。


Mentor Graphics(明导国际,2016年被德国西门子收购)工具虽没有前两家全面,但在某些领域,如PCB(印刷电路板)设计工具等方面有可圈可点的独到之处。


程镜亮分析了国际厂商的几大特点:


第一、寡头垄断;


第二、技术积累,EDA跟其他产业不太一样,EDA需要技术积累性很强,一般创新企业做EDA的,三年五年基本上很难有所起色,十年二十年可能还有所发展,所以这个领域涉及范围也比较广泛。


第三、EDA是作为芯片设计的第一个环节,在制造和设计之中,担当一个纽带的作用。由于EDA要联动开发工艺,还要跟设计企业建立联系,所以必须获得上下游联动,建立自己的生态。


第四、频繁收购,EDA从1990年开始到现在基本上每10年收购的平均的收购比较均衡,SYNOPSYS 收购了8家,CADENCE 大大小小共计60次,MENTOR 40次,这三家公司也都获得国美国国防部的支持。


中国EDA表现如何?


2018年中国EDA市场总值大概5亿,仅占全球5%,其中,国内仿真市场大概是不到一亿美金,剩下的包括ANSYS等外来公司还在不断争夺这个市场份额。直到2019年沉寂了10年的EDA领域,国家开始重视起来,通过重大专项的扶持,国产EDA才正式有所起色。


程镜亮强调了国产EDA的劣势,首先,产业生态不足,应用环境恶劣,资金匮乏,国产EDA在国内的应用氛围比较恶劣,一方面很多公司长期使用国外的软件,不敢轻易尝试国产软件。另一方面,很多中小企业对版权、知识产权的意识较差,盗版猖獗,对国内EDA的迭代没有好处。


投入和人才方面,中国EDA这10年的研发投入不及某一个国际EDA厂商的一个季度的研发投入,另外国内从事EDA研发的人员应该不到1500人,而国际上总共的从事EDA的人将近5万人,


程镜亮表示,虽然缺点一大堆,但对于现在的市场环境,这正是我国EDA产业奋起直追的好时机,我们的优势也是有目共睹的。


第一,国际形势下,国产化和去美化更加明显,国产EDA厂商有更多的机会。


第二,百花齐放,2009年之后,大概有14家EDA厂商出现,虽然与国际相差甚远,但现在发展也还不错。


第三,后摩尔时代,包括5G、人工智能、新能源汽车等新领域的出现,对芯片的设计有了新的要求,对EDA的需求也更加有特别之处。


第四,政务支持,7月30日国家把集成电路归为一类学科,这是对集成电路技术产业和人才培养的一个长远规划,8月5日国务院印发了新时代促进集成电路和和软件产业发展的若干意见,从设计、材料、装备、制造、软件工程测试全产业链进行政务,政策支持。


程镜亮对整体产业的建议浓缩成了 18个字,“高校孕育创新,初创依靠资本,市场决定发展”,他表示只有把自己的产品做强,才是发展之道。


EDA技术是电子设计领域的一场革命,目前正处于高速发展阶段,每年都有新的EDA工具问世。广大电子工程人员掌握这一先进技术,这不仅是提高设计效率的需要,更是我国电子工业在世界市场上生存、竞争与发展的需要。


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