中国本土EDA发展滞后的原因是什么

发布时间:2020-02-27

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电子设计自动化(EDA)工具是中国实现集成电路自主研发的致命弱点。这些工具虽然仅占全球IC市场的100亿美元,但这些工具是由美国三大巨头(synopsys、cadence和已被德国西门子收购的Mentor)或与美国有关联的公司所主导的,对所有IC设计都是至关重要的。

这种对EDA的依赖不仅对华为和其IC设计子公司海思带来了问题,也给美国实体名单上其他希望自行设计芯片的公司带来了问题,后续或许也会给中国所有的半导体公司带来问题。听起来不夸张,中国几乎所有的自主芯片都是使用国外(主要是美国)的EDA工具进行设计、验证等。

因此中国需要开发自己的EDA工具。中国有很多本土EDA公司,甚至华为,都在开发EDA工具,但我们在公开市场上合尚未见到较大的成就。华为的发展还不是很公开,其他中国国内公司的成熟度和功能仍然欠缺。

中国EDA的滞后

中国从80年代中期开发“熊猫IC设计系统”开始就一直在EDA研发上进行投入,如今中国知名的本土EDA企业有华大九天、芯禾科技、广立微电子、概伦电子(与博达微合并)、蓝海微科技、奥卡思微等。

但是这些公司中的大多数不能提供完整的设计流程。我所知道的唯一一个例子是华大九天用于模拟IC的设计流程,在平板显示器中,它已与三星,CSOT,HKC和BOE等一些最大的制造商合作。其他客户包括理光,SK Hynix,Marvell和Sandisk。

除了华大九天取得相对成功外,中国的EDA行业总体上仍在努力,但这是为什么呢?

造成这种差距的原因有很多:中国的工具不够全面、没有足够的工程师来开发此类软件、市场进入困难,中国公司没有足够的渠道跟上制造业的发展等等。。

是什么阻碍了中国的EDA?

全面性:中国工具根本不够全面,尤其是在数字设计中。Synopsys和Cadence主导了大多数数字设计流程。即使在设计流程的一两个部分中,中国公司拥有技术上具有竞争力的产品,也很难进入市场,因为三巨头有能力支持客户从spec到生产的开发。中国公司需要创建一个全面的解决方案以开始参与在任何级别的本地竞争,但是即使那样,由于其他因素,这仍然有很多困难。

人才:中国的大多数EDA工具开发工程师实际上都在为三巨头工作:在中国1,500多名这样的工程师中,只有300名为国内公司工作。更进一步地说,Synopsys在全球拥有超过5000名这样的工程师。想要进入EDA的人还必须与更赚钱的行业竞争人才。阿里巴巴、腾讯等公司的互联网软件开发的薪酬,远远高于中国EDA公司。

市场准入:95%的国内市场被三巨头把持,进入难度很大。即使能够开发出一整套工具,短期内,任何第四家公司也很难获得可观的市场份额。公司习惯于特定的设计流程,工程师从大学开始就使用三大巨头的工具。这些困难使得国内EDA产业对投资者的吸引力下降,进而限制了其发展。

与高级流程节点的集成:设计与流程之间的链接是EDA流程的关键部分。三巨头与世界领先的晶圆厂和代工厂合作,以加深对其工艺的了解,而国内公司通常只有在开发了新工艺之后才可以使用,即使如此,也不一定完全可以使用。这使得国内公司很难设计和改进自己的软件来与三巨头竞争。

结论

中国已开始在一定程度上支持EDA工具的开发,对一些EDA公司给与必要的资金支持。政府投资,加上庞大的国内市场,意味着它们有发展和改善环境的潜力。不过,中国需要循序渐进地做到这一点,不要让这些公司过多地依赖政府支持。把所有东西都换成中国的同类产品(如果有的话)可能意味着上市时间较慢,最终产品性能或许也会相对较差。只有当国内工具或整个设计流程或多或少处于一个公平的竞争环境中时,才可以逐渐替换为国产EDA。

可以预见,未来中国国内企业将在某些芯片上展开竞争,比如模拟设计或较简单的物联网设计。但在全球范围内,这将更加困难,如果不能从晶圆代工厂获得最先进的技术,国内的EDA公司将永远处于不利地位。中国可以减少对美国的依赖,但至少目前还没有办法完全独立。