为什么中国造不出“EDA”?
EDA是什么
EDA,即电子设计自动化(Electronic Design Automation)的简称,是从计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助测试(CAT)和计算机辅助工程(CAE)的概念发展而来。
它是集成电路领域内很小但又非常重要的存在。从数据上看,整个EDA的市场规模仅为六十亿美元,过去几年的成长率也不过是区区4%左右,相对于几千亿美金的集成电路产业来说,不值一提。但EDA产业是电子设计产业的最上游,也是整个电子信息产业的基石之一。如果你少了这个产品,全球所有的芯片设计公司都得停摆。
首先,电子工程师们不但可以用EDA工具进行设计的输入,同时还可以利用它们进行设计的分析和仿真,找出设计中的错误和问题所在,不断的进行优化,以此来保证芯片流片或是印刷电路投版的一次成功。
其次,当前主流的EDA工具中还提供了很多集成电路IP核(即具有知识产权的芯片功能模块设计),大大缩短了集成电路的设计周期,提升了设计的稳定性。
还有,EDA工具不但是工程师进行设计的帮手,同时也是设计工程师同生产线(包括企业内部生产线及外部代工厂)进行技术沟通的平台。生产线通过PDK(Process Design Kit,工艺设计工具包,其实质是EDA软件可以调用的一系列元件库、参数库和技术规则)的方式,将其工艺能力传递给设计工程师。设计工程师在PDK的基础上做出的设计,并通过了PDK的相关规则验证,才能够保证在生产线上以较高的良率生产出来。
随着芯片的集成度越来越高,一片芯片中有集成了上亿个晶体管,人工设计电路、绘制的工作量巨大,只有借助电脑工具才能完成,EDA工具对芯片设计的重要性不言而喻,可以说离开了EDA,企业就不可能研发设计出高端芯片。
EDA市场现状盘点
到目前为止,全球EDA市场被新思科技(Synopsys)、铿腾电子(Cadence)、明导(Mentor)三巨头瓜分,基本形成三足鼎立的格局。这三家的市场占有率达到了60%以上。而在集成电路设计领域,三家大厂的市场占有率就更高了。
在中国市场,EDA销售额的95%由以上三家瓜分,剩余的5%还有部分被Ansys等其它外国公司占据。所以,如果这三家大厂对某个集成电路厂商关闭工具供应的话,那同直接下手“掐死”这个厂商是没什么两样的。
为了避免这种情况,国内不少企业也在这个领域做出了不少努力。据不完全统计,目前,在国家及地方政府大力支持集成电路产业发展的前提下,已拥有华大九天、广立微、芯禾科技、蓝海微、九同方微、博达微、概伦电子、珂晶达、创联智软等20余家EDA企业,这些EDA厂商正在力争上游,并逐步突破国际垄断。
国内外EDA企业差距悬殊
然而,即使紧追慢赶,我国的EDA产业同国际先进水平相比还是有着巨大的差距的。这主要体现在以下几个方面:
1.国外大厂,尤其是S厂和C厂,有着完整的产品线的,可以支撑集成电路设计的全流程。同时,S厂进行数字电路设计综合的工具DC(Design Compiler)和进行静态时序分析的工具PT(PrimeTime)可说是独步天下,牢牢的掌控着集成电路设计的核心环节。C厂的工具集中,也是有着同等地位的工具的。而国产的EDA产品,一方面在全流程支持方面尚有欠缺,另一方面在一些关键环节上的工具还没有可用的产品供应。
2.国外的大厂积累了一批经过反复优化和验证的IP库,并同他们的工具产品紧密结合起来。这极大的提升了他们产品的可用性,并帮助他们的客户提升了芯片设计的工作效率。由于发展的时间尚短,国内的厂商在这方面的积累还是不够的。
3.国内电子设计工程师的EDA应用培训及相关教材和参考书籍主要是以国外大厂的工具为基础的,这使得工程师们天然的就对国外大厂的产品就能够熟练使用,充满信任。而工程师们要使用国内厂商的产品,就需要经历一段时间的学习,之后还要反复的试用练习,才能将这些产品融入到他们的设计工作流程中来。所以,在产业生态方面,国内EDA厂商也面临着挑战。
4.EDA研发人才匮乏。我国EDA产业整体从业人员偏少的原因一方面在于EDA开发本身门槛高,需要计算机、数学等综合型人才;另一方面,整体薪酬偏低。这就使得很多EDA工程师,尤其是年轻的EDA工程师转向了AI和互联网行业,从而导致国内企业研发EDA水平受限。
国产EDA未来发展趋势
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