芯耀
968
我們的芯片制造環(huán)節(jié)，光刻機(jī)這個(gè)大塊頭，已經(jīng)被人卡住了脖子，扼住了咽喉。很多人也忍不住擔(dān)憂，芯片設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)呢？也被卡住了脖子嗎？
是的，芯片設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的EDA工具，就是被卡住了脖子。
EDA三巨頭美國(guó)就占了兩家，這兩家的全球市場(chǎng)占有率就達(dá)到了55%。
看到這大家或許也會(huì)有疑惑：何為EDA工具？何為EDA三巨頭？
何為EDA工具 What is EDA tool
EDA（Electronic design automation），指的是電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化。EDA工具，作為集成電路產(chǎn)業(yè)的最上游，是電路設(shè)計(jì)過(guò)程中必需的軟件工具。
初期的集成電路的集成度和復(fù)雜程度是遠(yuǎn)不及現(xiàn)在的，那時(shí)的設(shè)計(jì)人員憑借手繪就能完成集成電路的設(shè)計(jì)和布線。
但隨著集成電路復(fù)雜程度的提升，純手工布線顯然是跟不上發(fā)展了，EDA工具應(yīng)運(yùn)而生。
自上世紀(jì)70年代誕生之后，EDA工具在自身不斷迭代、優(yōu)化的同時(shí)，也不斷推動(dòng)著集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
EDA工具的誕生算是幫助設(shè)計(jì)人員“解放”雙手。就像是以前洗衣服只能手洗，但是現(xiàn)在能用上全自動(dòng)洗衣機(jī)了。
設(shè)計(jì)人員可以在計(jì)算機(jī)上利用EDA軟件，自動(dòng)地完成邏輯編譯、化簡(jiǎn)、分割、綜合、布局布線、邏輯優(yōu)化以及仿真測(cè)試等工作。工作效率也是提升了百倍不止。
現(xiàn)在，全球所有的芯片設(shè)計(jì)公司都離不開(kāi)EDA工具。EDA工具是芯片工程師必須要掌握和使用的，這也就是為什么我們每次聊到各個(gè)崗位需求時(shí)，一定要提到EDA的原因。
很多人都稱(chēng)EDA工具是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)皇冠上的明珠。然而就是這顆明珠，70%以上的市場(chǎng)份額都被國(guó)外企業(yè)壟斷。
被壟斷的EDA市場(chǎng) Monopolized EDA Market
EDA市場(chǎng)上有眾所周知的三巨頭：Synopsys（美國(guó)新思科技）、Cadence（美國(guó)楷登電子）、Mentor（德國(guó)明導(dǎo)國(guó)際，被西門(mén)子收購(gòu)后更名Siemens EDA）。
根據(jù)2020年的數(shù)據(jù)，Synopsys的全球EDA市場(chǎng)份額最高，為32.14%，Cadence、Siemens EDA占據(jù)了23.4%和14%的全球EDA市場(chǎng)份額。僅中國(guó)市場(chǎng)而言，這三家公司就占據(jù)了中國(guó)市場(chǎng)份額的90%。
這也就很好地解釋了他們?yōu)槭裁词荅DA三巨頭。詳細(xì)來(lái)看，這三家公司的主打領(lǐng)域各有側(cè)重，拳頭產(chǎn)品也各有千秋。
新思科技，成立于1986年，算是三巨頭里的老大。自從2008年成為全球排名第一EDA解決方案供應(yīng)商之后，就一直穩(wěn)坐頭把交椅。新思擅長(zhǎng)SoC開(kāi)發(fā)，IC設(shè)計(jì)與驗(yàn)證排名第一。主攻數(shù)字芯片設(shè)計(jì)、靜態(tài)時(shí)序驗(yàn)證確認(rèn)以及SIP提供，同時(shí)布局配套的全流程工具。
楷登電子，成立于1986年，目前在EDA行業(yè)僅次于新思科技?？请娮釉?008年之前是常年霸占第一的，作為舊時(shí)的老大哥，楷登電子早在20年前就能夠提供一套完整的設(shè)計(jì)服務(wù)了：從前端設(shè)計(jì)到后端布局布線和綜合，一直到芯片出片?，F(xiàn)在楷登電子主攻模擬、數(shù)模混合平臺(tái)、數(shù)字后端、DDR4 IP 等。
明導(dǎo)國(guó)際，成立于1981年，是電路板解決方案的市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者，雖說(shuō)產(chǎn)品服務(wù)沒(méi)有涵蓋整個(gè)芯片設(shè)計(jì)和生產(chǎn)環(huán)節(jié)，但是在后端設(shè)計(jì)驗(yàn)證方面實(shí)力不容小覷。2016年被德國(guó)西門(mén)子收購(gòu)后，更名為Siemens EDA。Siemens EDA現(xiàn)在主攻后端驗(yàn)證、可測(cè)試性設(shè)計(jì)、光學(xué)臨近修正等。
這三家公司無(wú)一例外是創(chuàng)立于上世紀(jì)80年代，并且在90年代進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)的。那時(shí)我國(guó)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)剛剛起步不久，設(shè)計(jì)、生產(chǎn)設(shè)備和工藝都還很落后，我們的EDA工具研究也處在起步階段。
現(xiàn)在我們有很多家設(shè)計(jì)公司在世界上都算是很能打了，像刻蝕機(jī)一類(lèi)的設(shè)備也都各自殺出了一條血路。但是光刻機(jī)、工藝和EDA工具方面卻還是在奮力奔跑。
奮力奔跑的國(guó)產(chǎn)EDA Domestic EDA is running hard
成熟的EDA軟件已經(jīng)不斷經(jīng)歷過(guò)迭代和優(yōu)化，而像我們國(guó)內(nèi)起步較晚的EDA軟件，尚未經(jīng)歷大量的市場(chǎng)驗(yàn)證。并且國(guó)內(nèi)大部分企業(yè)都以點(diǎn)工具為主，缺少完整的設(shè)計(jì)服務(wù)體系，難以支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
芯片行業(yè)的試錯(cuò)成本太高，芯片設(shè)計(jì)公司寧愿出高價(jià)錢(qián)去購(gòu)買(mǎi)成熟的產(chǎn)品，這也無(wú)可厚非。
國(guó)產(chǎn)EDA企業(yè)也在不斷發(fā)展，華大九天、概倫電子、廣立微等企業(yè)在國(guó)內(nèi)都是比較有成果的公司。他們?cè)诰植凯h(huán)節(jié)是能夠做到世界水平的。
華大九天在2020年公司占領(lǐng)我國(guó)EDA市場(chǎng)約6%的市場(chǎng)份額，電路仿真工具已經(jīng)達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。
產(chǎn)業(yè)方面，我們?cè)谧汾s。研究領(lǐng)域，我們也在追趕。
上個(gè)月，在EDA（電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化）領(lǐng)域的國(guó)際會(huì)議ICCAD 2021上，華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院呂志鵬教授團(tuán)隊(duì)獲得了CAD Contest布局布線算法競(jìng)賽的第一名。
ICCAD會(huì)議在EDA領(lǐng)域歷史悠久，屬于頂級(jí)學(xué)術(shù)會(huì)議，CAD Contest算法競(jìng)賽更是備受關(guān)注的標(biāo)志性事件。
華中科技大學(xué)團(tuán)隊(duì)平均年齡是24歲，導(dǎo)師關(guān)注芯片領(lǐng)域不到三年，基本上屬于毫無(wú)任何芯片背景的“熱心群眾”。可以說(shuō)出道即巔峰了。
當(dāng)時(shí)也引發(fā)了不少討論，但無(wú)論從哪個(gè)角度看，這個(gè)成果都是喜人的。
結(jié) 語(yǔ) conclusion
EDA領(lǐng)域和我國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)的其他環(huán)節(jié)一樣，都在努力走國(guó)產(chǎn)替代化之路。
業(yè)內(nèi)外人士無(wú)不感嘆一句：這條路不好走啊。
即使不好走，我們也多少算蹚出來(lái)了。正如這地上本沒(méi)有路，走的人多了，也便成了路。
越來(lái)越多的人踏上這條路，國(guó)產(chǎn)替代化也才越來(lái)越有希望。
