AI、Chiplet EDA需求強(qiáng)勁！國(guó)產(chǎn)EDA跑步進(jìn)入，突破3%市場(chǎng)份額有大招

“縱觀全球EDA發(fā)展之路，企業(yè)并購(gòu)整合是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要手段。全球EDA三大家每年數(shù)次并購(gòu)，擁有了較為完整的全流程產(chǎn)品，在部分領(lǐng)域擁有較大優(yōu)勢(shì)。國(guó)產(chǎn)EDA企業(yè)在最近5年迅速成長(zhǎng)。2019年，國(guó)產(chǎn)EDA的市場(chǎng)份額是1%，到了2023年國(guó)產(chǎn)EDA市場(chǎng)占有率達(dá)到3%。而華大九天是國(guó)內(nèi)唯一躋身全球前十的EDA公司，擁有特定領(lǐng)域全流程，在局部領(lǐng)域技術(shù)領(lǐng)先?！?月16日，在2024中國(guó)（深圳）集成電路峰會(huì)EDA分論壇上，華大九天副總經(jīng)理郭繼旺對(duì)在場(chǎng)的記者和集成電路行業(yè)工程師表示。

目前國(guó)內(nèi)EDA公司數(shù)量已經(jīng)達(dá)到120多家，光刻膠公司有60多家，在過(guò)去幾年資本的加持下國(guó)產(chǎn)EDA企業(yè)無(wú)序擴(kuò)張，行業(yè)的發(fā)展也產(chǎn)生了內(nèi)卷的現(xiàn)象。

當(dāng)下，國(guó)內(nèi)EDA的現(xiàn)狀如何？2024年，在AI和Chiplet技術(shù)趨勢(shì)下，國(guó)產(chǎn)EDA企業(yè)在哪些產(chǎn)品線上發(fā)力？本文結(jié)合華大九天、概倫電子、芯和半導(dǎo)體和思爾芯四家公司的高管觀點(diǎn)和新品EDA工具進(jìn)展，進(jìn)行詳細(xì)分析。

國(guó)產(chǎn)EDA現(xiàn)狀：行業(yè)增速快，EDA三大主力企業(yè)發(fā)力，但是底座和系統(tǒng)能力欠缺

EDA處于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈最前端，產(chǎn)值占據(jù)全球半導(dǎo)體市場(chǎng)的近2%的規(guī)模，具有顯著的杠桿效應(yīng)，可以撬動(dòng)千億美元規(guī)模的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。EDA+光刻機(jī)支撐了整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。

中國(guó)半導(dǎo)體協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)顯示，2022年中國(guó)EDA行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到115.6億元，增長(zhǎng)率高達(dá)11.80%，超過(guò)了全球行業(yè)的發(fā)展速度。郭繼旺強(qiáng)調(diào)，中國(guó)半導(dǎo)體市場(chǎng)是全球最大的半導(dǎo)體市場(chǎng)，產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來(lái)了巨大的市場(chǎng)潛力，國(guó)產(chǎn)化替代推動(dòng)EDA企業(yè)的發(fā)展。

“國(guó)內(nèi)的EDA現(xiàn)狀大家都比較了解，就是卷的很厲害，EDA公司已經(jīng)有120多家。EDA行業(yè)的三大巨頭占據(jù)整個(gè)國(guó)際市場(chǎng)75%以上的市場(chǎng)份額，巨頭們通過(guò)多年發(fā)展以及不斷并購(gòu)，各自構(gòu)建了完整的產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈，形成了非常高的壁壘。很多IC設(shè)計(jì)廠商面臨產(chǎn)品問(wèn)世時(shí)間的壓力，更傾向于采用比較成熟經(jīng)過(guò)多次驗(yàn)證的EDA工具。芯片設(shè)計(jì)廠商使用國(guó)產(chǎn)EDA軟件主動(dòng)意愿不強(qiáng)，對(duì)國(guó)產(chǎn)EDA軟件了解和認(rèn)可度不夠?！比A大九天副總郭繼旺表示。

芯和半導(dǎo)體產(chǎn)品應(yīng)用總監(jiān)蘇周祥認(rèn)為，目前全球EDA市場(chǎng)規(guī)模大約120億美元，中國(guó)的EDA市場(chǎng)規(guī)模大約100多億人民幣規(guī)模，中國(guó)EDA公司在本土市場(chǎng)中市占率不到20%。無(wú)論是全球EDA市場(chǎng)，還是國(guó)內(nèi)EDA市場(chǎng)，都被歐美的EDA大廠高度壟斷。

郭繼旺指出，目前國(guó)內(nèi)EDA企業(yè)不斷補(bǔ)全產(chǎn)品鏈，部分點(diǎn)工具達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，但是仍然沒(méi)有全產(chǎn)業(yè)鏈支撐能力，沒(méi)有先進(jìn)工藝支撐能力，在底座和標(biāo)準(zhǔn)上有欠缺。在人才儲(chǔ)備上，華大九天研發(fā)人員達(dá)千人以上，研發(fā)占比76%，但是與國(guó)外仍存在較大差距，尤其是高端人才緊缺。此外，EDA雖然受到社會(huì)資本關(guān)注，但是研發(fā)投入存在較大不足，與歐美同行有一定的差距。

概倫電子董事、總裁楊廉峰日前表示，EDA具有比較高的產(chǎn)品門(mén)檻，具有種類(lèi)多、鏈條長(zhǎng)、研發(fā)周期長(zhǎng)等特點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外行業(yè)技術(shù)水平整體差距大，也成為制約中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)“卡脖子”產(chǎn)業(yè)之一。他強(qiáng)調(diào)，正是因?yàn)榕c國(guó)外巨大的差距，才促使國(guó)內(nèi)EDA企業(yè)持續(xù)投入研發(fā)，提升產(chǎn)品技術(shù)水平，補(bǔ)齊產(chǎn)品鏈條，滿足國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的需求。

“EDA國(guó)產(chǎn)化的背景主要有兩大因素推動(dòng)：一是國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體先進(jìn)工藝卡脖子，歐美技術(shù)高度壟斷，但接近物理極限，已進(jìn)入后摩爾時(shí)代。二、先進(jìn)封裝、異構(gòu)集成、Chiplet技術(shù)成為突破封鎖的最佳技術(shù)方向?！?芯和半導(dǎo)體產(chǎn)品應(yīng)用總監(jiān)蘇周祥分析說(shuō)。

AI + EDA和Chiplet EDA突破，國(guó)產(chǎn)廠商大有可為

華大九天副總郭繼旺表示，華大九天目前關(guān)注六大EDA重要發(fā)展領(lǐng)域，包括了人工智能與EDA、Chiplet EDA、信息安全EDA、數(shù)字孿生與EDA和IP。在人工智能EDA領(lǐng)域，華大九天主要聚焦EDA支撐人工智能芯片設(shè)計(jì)的特殊需求，軟硬協(xié)同異構(gòu)高效仿真解決方案以及AI+EDA。

早在2018年，華大九天推出了Empyrean ALPS-GT，這是業(yè)界首款GPU加速的SPICE模擬器，基于大算力異構(gòu)平臺(tái)和獨(dú)創(chuàng)的異構(gòu)智能矩陣求解技術(shù)SMS-GT，極大地提升了電路仿真的性能，保持100% True SPICE精度，性能相比CPU架構(gòu)的SPICE提升了10+倍。在今年6月美國(guó)舊金山舉辦的設(shè)計(jì)自動(dòng)化（DAC）大會(huì)上，英偉達(dá)在華大九天展位上展示了Empyrean ALPS-GT的強(qiáng)大功能并演示Empyrean ALPS-GT?如何在不犧牲精度的情況下，將運(yùn)行時(shí)間從20天（使用傳統(tǒng)CPU模擬器）縮短至僅僅2小時(shí)。

在Chiplet EDA方面，華大九天提供支持先進(jìn)封裝的設(shè)計(jì)驗(yàn)證全流程解決方案，可以支持Chiplet基板的設(shè)計(jì)驗(yàn)證。在先進(jìn)封裝方面，華大九天的自動(dòng)布線工具Empyrean Storm，支持業(yè)界主流的先進(jìn)封裝硅基工藝和有機(jī)RDL工藝，支持多芯片之間大規(guī)?；ヂ?lián)布線，支持高密度逃逸式布線以及大面積電源地平面布線。同時(shí)Empyrean Storm具備基本封裝版圖設(shè)計(jì)及編輯功能可以和Empyrean Argus無(wú)縫集成。

芯和半導(dǎo)體成立于2010年，2011年發(fā)布首款EDA旗艦軟件IRIS，啟動(dòng)成立高速EDA產(chǎn)品線，2021年通過(guò)前瞻性的戰(zhàn)略規(guī)劃和布局，全球首發(fā)3DIC Chiplet系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析全流程EDA平臺(tái)。芯和半導(dǎo)體聯(lián)合創(chuàng)始人、高級(jí)副總裁代文亮曾對(duì)媒體表示，人工智能的發(fā)展對(duì)算力需求越來(lái)越大，高能效算力芯片與Chiplet集成技術(shù)的融合成為后摩爾時(shí)代先進(jìn)工藝支撐瓶頸和算力提升突破的重要方向。

據(jù)悉，芯和半導(dǎo)體3DIC Chiplet是一個(gè)針對(duì)Chiplet的完整的包括3DIC設(shè)計(jì)、SI/PI/多物理場(chǎng)分析的解決方案。該平臺(tái)擁有AI驅(qū)動(dòng)的網(wǎng)格剖分技術(shù)，以及云計(jì)算加載的分布式并行計(jì)算能力，還支持裸芯片、中介層和基板的聯(lián)合仿真引擎技術(shù)。

2023年，芯和發(fā)布了兩款旗艦產(chǎn)品——3DIC Chiplet 全流程設(shè)計(jì)平臺(tái)和封裝與PCB一站式設(shè)計(jì)平臺(tái)更是屢獲殊榮。芯和半導(dǎo)體采用差異化的仿真引擎技術(shù)、AI智能網(wǎng)格剖分融合技術(shù)、HPC高性能分布式計(jì)算技術(shù)，形成了從芯片、Chiplet、封裝到PCB的半導(dǎo)體設(shè)計(jì)分析全流程EDA平臺(tái)；發(fā)布了20多款EDA工具橫跨12大應(yīng)用解決方案，服務(wù)智能終端、通信基站、數(shù)據(jù)中心、物聯(lián)網(wǎng)、汽車(chē)電子、新能源、工業(yè)裝備7大終端行業(yè)。

思爾芯成立于2004年，是國(guó)內(nèi)首家數(shù)字EDA供應(yīng)商，公司業(yè)務(wù)已經(jīng)覆蓋架構(gòu)設(shè)計(jì)、軟件仿真、硬件仿真、原型驗(yàn)證、數(shù)字調(diào)試、EDA云等工具及服務(wù)。

思爾芯副總裁陳英仁表示：“生成式AI的出現(xiàn)讓其相關(guān)的應(yīng)用爆發(fā)，帶給整個(gè)芯片設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)帶來(lái)新的機(jī)遇。AI加速器的引擎不是傳統(tǒng)的架構(gòu)，需要一個(gè)新的設(shè)計(jì)流程，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用驅(qū)動(dòng)算法，然后算法再驅(qū)動(dòng)軟件，最后軟件定義硬件的整體架構(gòu)。這些都需要一個(gè)新的探索，是EDA可以發(fā)力的地方?！?在今年7月AMD ACS峰會(huì)上，陳英仁指出，思爾芯圍繞“精準(zhǔn)芯策略”，通過(guò)“異構(gòu)驗(yàn)證”與“并行驅(qū)動(dòng)的左移周期”，為當(dāng)前芯片開(kāi)發(fā)注入強(qiáng)勁動(dòng)力。

據(jù)悉，思爾芯最新推出的第八代原型驗(yàn)證技術(shù)基于AMD發(fā)布的自適應(yīng)SoC，設(shè)計(jì)規(guī)模龐大。思爾芯在數(shù)字EDA領(lǐng)域布局全面的解決方案，包括“芯神匠”架構(gòu)設(shè)計(jì)、“芯神馳”軟件仿真、“芯神鼎”硬件仿真，以及在國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的“芯神瞳”原型驗(yàn)證工具，并強(qiáng)調(diào)了EDA云支持的重要性。

寫(xiě)在最后

近年來(lái)，在生成式AI技術(shù)加速各行業(yè)轉(zhuǎn)型的大潮下，EDA設(shè)計(jì)工具也迎來(lái)快速發(fā)展期和變革期。國(guó)產(chǎn)EDA企業(yè)已經(jīng)在點(diǎn)工具領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了突破，如何在新的產(chǎn)業(yè)周期內(nèi)形成底座能力的突破，還需要更多的研發(fā)投入和系統(tǒng)能力。

目前，本土EDA公司的并購(gòu)已經(jīng)逐步形成趨勢(shì)，通過(guò)并購(gòu)整合，企業(yè)可以實(shí)現(xiàn)資源集中、人才集中和資本集中，從而真正實(shí)現(xiàn)由點(diǎn)到面的突破，我們拭目以待，在自身研發(fā)實(shí)力加強(qiáng)和并購(gòu)重組的過(guò)程中，中國(guó)本土EDA公司成長(zhǎng)為全球有競(jìng)爭(zhēng)力的EDA企業(yè)。