文| 唐曉園、趙晗
視覺設(shè)計(jì)| 星船知造
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乍一看,EDA(電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化)這個(gè)領(lǐng)域我們?cè)趺茨敲床恕?guó)內(nèi)前三加在一起市值還不到美國(guó)一家頭部的十分之一。
仔細(xì)一看,也確實(shí)不太行。大多只能做“點(diǎn)工具”工作,無(wú)法像美國(guó)同行一樣擁有全流程技術(shù)。有國(guó)內(nèi)客戶就說(shuō)了,“總不能讓我們下游為了國(guó)產(chǎn)替代,對(duì)接幾十家上游企業(yè)吧?”
這些說(shuō)法都沒(méi)錯(cuò)。但放到更大背景下,我們對(duì)這個(gè)領(lǐng)域的明天是絕對(duì)樂(lè)觀的。這也是我們寫作這篇稿件的原因
這個(gè)小眾領(lǐng)域目前不是太卷,而是恰恰還沒(méi)到最卷的時(shí)候。
中國(guó)會(huì)卷贏這道“芯片的窄門”,一切只是時(shí)間問(wèn)題。
中國(guó)芯的冷僻戰(zhàn)場(chǎng)
對(duì)大國(guó)而言,“造還是買”一直是一道經(jīng)典多選題。
如同一塊塊插在不同岔路口的多向指示牌,考驗(yàn)著趕路者的綜合判斷力。
四十年前,中國(guó)如今領(lǐng)先全球的風(fēng)洞技術(shù)就差點(diǎn)在這條岔路口下折戟。風(fēng)洞(wind tunnel)即風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室,通過(guò)人工氣流來(lái)模擬飛機(jī)、汽車周圍氣流的情況。當(dāng)時(shí)傾向“買”的理由是——“便宜”。
“風(fēng)洞一響,黃金萬(wàn)兩”,是出了名的耗電大戶,讓當(dāng)年時(shí)不時(shí)拉閘限電的中國(guó)電力行業(yè)雪上加霜。相比之下,通過(guò)購(gòu)買國(guó)外軟件,用電腦模擬氣流情況,其成本遠(yuǎn)低于自建風(fēng)洞。連美國(guó)波音777相關(guān)測(cè)試都可以靠3D計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)完成。
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最后在錢學(xué)森的堅(jiān)持下,中國(guó)風(fēng)洞得以完整保留。錢學(xué)森的解題思路是,中國(guó)的風(fēng)洞要保留,中國(guó)的計(jì)算機(jī)和軟件技術(shù)也要發(fā)展。
這一極具遠(yuǎn)見的堅(jiān)持為今天帶來(lái)至少兩個(gè)收獲。一是如果沒(méi)有自己的風(fēng)洞技術(shù),我們數(shù)個(gè)高端產(chǎn)業(yè)就發(fā)展不起來(lái)——我國(guó)從導(dǎo)彈、高超音速飛行器,到民用領(lǐng)域的國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)C919、中國(guó)汽車,都得益于自己的風(fēng)洞技術(shù)。有些新型設(shè)計(jì)也還是風(fēng)洞為主,軟件很難模擬,比如乘波體飛行器。
央視發(fā)布的一段短視頻,畫面右上角標(biāo)注著“JF-22激波風(fēng)洞”的字樣。
二是為我國(guó)工業(yè)軟件存在的卡脖子風(fēng)險(xiǎn)留了一道“后門”。
今天中國(guó)工業(yè)最大短板之一就是工業(yè)軟件。中國(guó)工程院院士倪光南就說(shuō)過(guò)——美國(guó)密西根大學(xué)Roe教授放過(guò)一句狠話,大意是,如果美國(guó)與歐盟對(duì)中國(guó)禁售工業(yè)軟件,“中國(guó)飛機(jī)汽車制造商就又要回去吹風(fēng)洞了。”
工業(yè)軟件四大類別:
●研發(fā)設(shè)計(jì)類軟件(CAD/CAM/CAE/EDA/PLM )
●生產(chǎn)制造類軟件(PLC/DCS/SCADA/MES)
●經(jīng)營(yíng)管理類軟件(ERP/SCM)
●運(yùn)維服務(wù)類軟件(MRO)
面向不同領(lǐng)域的工業(yè)軟件千差萬(wàn)別,無(wú)法一概而論。總的來(lái)說(shuō),我國(guó)目前的情況是“經(jīng)營(yíng)管理類軟件強(qiáng)、設(shè)計(jì)研發(fā)類軟件弱”。——卡脖子最嚴(yán)重的是研發(fā)設(shè)計(jì)類軟件(CAD/CAM/CAE/EDA/PLM )。
這其中,最落后的又當(dāng)屬研發(fā)設(shè)計(jì)類中面向集成電路設(shè)計(jì)的EDA。
作為一種利用計(jì)算機(jī)輔助完成集成電路芯片的設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)的大型工業(yè)工具,EDA幾乎貫穿集成電路產(chǎn)業(yè)鏈的每個(gè)環(huán)節(jié)——遏制住EDA的發(fā)展,就等于扼住芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展的咽喉。
乍一看,中國(guó)EDA企業(yè)戰(zhàn)斗力很弱。
市值上,截止4月7日,Cadence(美國(guó)楷登電子)總市值約839億美元。Synopsy(美國(guó)新思科技)總市值約877.81億美元。
相比之下,我國(guó)EDA三劍客,華大九天(301269.SZ)(截止4月3日總市值444.29億元人民幣)、概論電子(688206.SH)(截止4月3日,市值67.37億元人民幣)、廣立微(301095.SZ)(截止4月3日,市值112.36億元人民幣)——加在一起不到一家美國(guó)頭部的十分之一。
市場(chǎng)占比,美國(guó)三強(qiáng)Cadence(楷登電子)、Mentor(西門子明導(dǎo)電子,Siemens EDA)、Synopsys(新思科技)占據(jù)全球EDA七成以上市場(chǎng)份額。中國(guó)在EDA領(lǐng)域的自給率剛過(guò)10%。上述三巨頭在中國(guó)市場(chǎng)占比同樣高達(dá)七成以上。
再仔細(xì)一看,論單打獨(dú)斗,也確實(shí)菜。目前國(guó)內(nèi)EDA企業(yè)大多還是“點(diǎn)工具公司”,而美國(guó)EDA三巨頭擁有全流程技術(shù)和全流程解決方案,下圖
巨大實(shí)力差距下,趁著今年Synopsys的兩次大并購(gòu)掀起國(guó)內(nèi)EDA討論熱潮時(shí),《星船知造》和EDA從業(yè)者及使用EDA的下游客戶聊了聊,吐槽和悲觀的點(diǎn)有:
有人說(shuō),我也想用國(guó)產(chǎn)軟件,但光靠情懷,沒(méi)精力對(duì)接十幾家國(guó)產(chǎn)EDA企業(yè)(因?yàn)閲?guó)內(nèi)大多是點(diǎn)工具公司)。所以市場(chǎng)還是國(guó)外的。
有人說(shuō),EDA市場(chǎng)就這么大,一說(shuō)要突破“卡脖子”,這幾年涌進(jìn)來(lái)的創(chuàng)業(yè)公司也太多了吧,有沒(méi)有必要那么卷。
也有朋友說(shuō),美國(guó)EDA三巨頭崛起走的都是收購(gòu)整合路線,哐哐砸錢,(華大九天、廣立微、概論電子)也上市好幾年了,“上市就是讓你有錢去做并購(gòu)的。怎么到現(xiàn)在也沒(méi)并購(gòu)個(gè)能打的出來(lái)?對(duì)面斷供怎么辦?”
也有人好奇,云計(jì)算到底能帶來(lái)啥?(神州數(shù)碼、軟通動(dòng)力、鼎捷軟件成為阿里云產(chǎn)業(yè)伙伴。思爾芯與騰訊云共同打造EDA云服務(wù)等)
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上述說(shuō)法都沒(méi)錯(cuò)。但放到更大背景上,《星船知造》對(duì)國(guó)產(chǎn)EDA的明天是絕對(duì)樂(lè)觀的。
我們的樂(lè)觀基于三點(diǎn):
首先,EDA是軟件,但姓“工”,需要和大量應(yīng)用科學(xué)(工科)結(jié)合。目前全球EDA市場(chǎng)都在增長(zhǎng),但增長(zhǎng)最快的一定是中國(guó)市場(chǎng)——包括我國(guó)從國(guó)家層面認(rèn)可的2023年八大創(chuàng)新工業(yè)品
“C919大飛機(jī)、國(guó)產(chǎn)手機(jī)、新能源汽車、國(guó)產(chǎn)大型郵輪、神舟飛船、奮斗者號(hào)極限深潛、鋰電池、光伏產(chǎn)品”
其中很多極大拉動(dòng)了半導(dǎo)體需求。中國(guó)已是全球最大半導(dǎo)體市場(chǎng)。新質(zhì)生產(chǎn)力時(shí)代下,中國(guó)EDA的巨大下游市場(chǎng)仍在擴(kuò)張,一定會(huì)形成技術(shù)VS市場(chǎng)、本土工業(yè)巨頭和本土軟件企業(yè)之間的良好內(nèi)循環(huán)。
下文我們會(huì)對(duì)此展開——放眼全球,中國(guó)EDA的下游市場(chǎng)都足夠大。大到足夠跑出像美國(guó)三巨頭這樣的頭部EDA企業(yè)。一切只是時(shí)間問(wèn)題。
第二,在上述過(guò)程中,有一個(gè)所有人無(wú)法忽視的事實(shí):高度全球化的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)正面臨復(fù)雜變化。簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō)就是,雖然現(xiàn)在國(guó)內(nèi)EDA企業(yè)大多是“點(diǎn)工具”,用起來(lái)是麻煩點(diǎn),但好在情緒穩(wěn)定啊,海外巨頭萬(wàn)一哪天又又情緒不穩(wěn)定了呢。
幾次海外軟件巨頭“情緒不穩(wěn)”
●2018年,中興國(guó)際被美國(guó)Cadence公司斷供EDA軟件;
●2019年,華為被美國(guó)商務(wù)部列入“實(shí)體清單”。華為被Synopsys、Cadence、mentor斷供EDA;
●2022年8月15日,美國(guó)商務(wù)部對(duì)中國(guó)實(shí)施EDA相關(guān)軟件的斷供禁令正式生效。
●2024年,參考消息援引路透社3月29日?qǐng)?bào)道,美國(guó)政府已升級(jí)針對(duì)中國(guó)人工智能(AI)芯片和相關(guān)工具出口管制的措施。
第三,結(jié)合上述兩個(gè)事實(shí),我們認(rèn)為目前國(guó)內(nèi)EDA不是太卷,而是恰恰還沒(méi)到最卷的時(shí)候。
這兩年EDA熱度看似升高,華大九天等頭部企業(yè)上市后也進(jìn)入了公眾視野,從我們制圖的全流程圖看,目前幾乎所有點(diǎn)工具都已經(jīng)有國(guó)內(nèi)企業(yè)在做。只是目前看,技術(shù)升級(jí)、并購(gòu)都還需要時(shí)間。遠(yuǎn)未到大浪淘沙英雄輩出的時(shí)候。
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海外巨頭崛起之路:無(wú)法復(fù)制的整合路線
對(duì)于中國(guó)EDA產(chǎn)業(yè)而言,想要完全復(fù)制海外巨頭的收并購(gòu)模式是走不通的。
僅2024年至今,Synopsys(美國(guó)新思科技)已宣布兩項(xiàng)重大收購(gòu),目的是進(jìn)一步堵死后來(lái)者追趕的腳步。
●2024年1月16日,Synopsys宣布收購(gòu)Ansys(電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)模擬和分析軟件領(lǐng)域的領(lǐng)先公司)。
這項(xiàng)價(jià)值約350億美元的交易,將Synopsys在半導(dǎo)體電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化領(lǐng)域的領(lǐng)先地位與Ansys在廣泛模擬和分析領(lǐng)域的專業(yè)能力相結(jié)合。
●2024年3月20日,Synopsys完成了對(duì)Intrinsic ID(提供物理不可克隆功能(PUF)IP的領(lǐng)先供應(yīng)商)的收購(gòu)。
Synopsys憑借此次收購(gòu),增強(qiáng)了自身的半導(dǎo)體IP組合,同時(shí)擴(kuò)展了其在荷蘭埃因霍溫的研發(fā)團(tuán)隊(duì),建立了PUF技術(shù)中心。
Synopsys這兩起并購(gòu)事件反映了EDA領(lǐng)域一個(gè)不斷加速的趨勢(shì):買,不斷買。《星船知造》大致梳理了海外EDA行業(yè)的崛起歷程,完全就是一場(chǎng)并購(gòu)加速史
之所以選擇從上世紀(jì)90年代開始梳理,因?yàn)镋DA企業(yè)從一開始的小型初創(chuàng)公司各自攻城略地,到逐步形成了今天的寡頭格局,其背后是自上世紀(jì)八、九十年代以來(lái),集成電路技術(shù)的日新月異——EDA作為這個(gè)龐大產(chǎn)業(yè)鏈中基礎(chǔ)且關(guān)鍵的一環(huán),始終跟隨著整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展。
從時(shí)間線看,就能更清晰看到我們和歐美在EDA領(lǐng)域巨大的發(fā)展時(shí)間差
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最開始,CAD(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))是工業(yè)設(shè)計(jì)的起點(diǎn),用于輔助制圖和建模。
1963年,麻省理工大學(xué)開發(fā)了第一款真正意義上的CAD軟件——“Sketchpad”。
同時(shí)期的中國(guó):中國(guó)攻關(guān)“兩彈一星”,靠的是純手工繪圖。“東方紅一號(hào)”衛(wèi)星方案圖中的橢圓,就是我國(guó)工程師用筆戳繩子畫出來(lái)的。
●CAD(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)):覆蓋從建筑設(shè)計(jì)到機(jī)械設(shè)計(jì)的廣泛領(lǐng)域。
●CAE(計(jì)算機(jī)輔助工程):更專注于解決實(shí)際工程問(wèn)題,如電磁仿真分析和流體受力分析,這些問(wèn)題最終被抽象為數(shù)學(xué)方程。也可以理解為CAE的核心在于解方程。
●此時(shí)EDA主要以in-house EDA的形式存在,僅有少量幾家商用“EDA公司”,例如Applicon、Calma、ComputerVision等,且這些公司的重心還是偏向于機(jī)械CAD。
“東方紅一號(hào)”方案圖繪制 圖源:中國(guó)空間技術(shù)研究院
20世紀(jì)60、70年代:芯片晶體管密度低,企業(yè)入局率低,Applicon、Calma和Computervision三家公司主導(dǎo)當(dāng)時(shí)的CAD/CAM市場(chǎng)。
同時(shí)期的中國(guó):70年代起,我國(guó)開始研究計(jì)算機(jī)在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用。
20世紀(jì)80、90年代:半導(dǎo)體工藝持續(xù)演進(jìn),EDA逐漸在CAD和CAE的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái),它專注于電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域,將設(shè)計(jì)師的構(gòu)想轉(zhuǎn)化為硅片上的現(xiàn)實(shí)。
下游應(yīng)用與種類也相應(yīng)大幅增加,催生了中小型Fabless芯片設(shè)計(jì)公司的快速發(fā)展。但中小廠商缺乏資源能力開發(fā)自己的in-house EDA工具,因此產(chǎn)生了大量對(duì)外部商用EDA的需求。
此時(shí)的CAD和CAE則覆蓋更廣泛的工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域。Daisy Systems、Mentor Graphics和Valid Logic三家公司主導(dǎo)當(dāng)時(shí)的CAE市場(chǎng)。
中國(guó)情況:回顧這段歷史,頗有些唏噓。“八五”期間(1991年-1995年),我國(guó)啟動(dòng)了“CAD應(yīng)用工程”并在軟件自主研發(fā)上取得不錯(cuò)成果。但很快國(guó)外工業(yè)軟件長(zhǎng)驅(qū)直入,剛蹣跚學(xué)步的本土工業(yè)軟件毫無(wú)招架之力:
一方面,海外工業(yè)軟件產(chǎn)品有一定性能優(yōu)勢(shì)。另一方面,當(dāng)時(shí)外企先放任盜版軟件搶市場(chǎng),等企業(yè)用慣了盜版后,再殺個(gè)回馬槍。(當(dāng)時(shí)盜版較猛的是CAD和CAE。可以說(shuō)完全達(dá)到了擠占國(guó)產(chǎn)軟件市場(chǎng)空間的目的)。(當(dāng)然,使用盜版的行為不鼓勵(lì))。
人們反應(yīng)過(guò)來(lái)為時(shí)已晚——工業(yè)軟件是需要和應(yīng)用強(qiáng)結(jié)合的,國(guó)外軟件攻下市場(chǎng)后獲得大量企業(yè)的生產(chǎn)、研發(fā)數(shù)據(jù),迭代升級(jí)自家產(chǎn)品,也讓本就剛出襁褓的中國(guó)工業(yè)軟件進(jìn)一步喪失競(jìng)爭(zhēng)力。失去市場(chǎng)的軟件是活不下去的。
進(jìn)入21世紀(jì):全球EDA市場(chǎng)寡頭格局進(jìn)一步清晰,新思科技、楷登電子、西門子EDA收購(gòu)大量初創(chuàng)公司,包括Forte、Jasper、Springsoft、EVE、Nimbic等。
中國(guó)情況:國(guó)內(nèi)巨大下游市場(chǎng)帶來(lái)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)一步助推了國(guó)外軟件優(yōu)化升級(jí),中國(guó)和國(guó)外同行的差距進(jìn)一步拉大。
直到近幾年國(guó)產(chǎn)EDA開始奮起直追,融資潮起,2020年華為旗下投資公司哈勃科技開始投資國(guó)產(chǎn)EDA企業(yè),包括湖北九同方微電子、無(wú)錫飛譜電子和上海立芯軟件等。國(guó)產(chǎn)替代的大背景下,一些老牌國(guó)產(chǎn)品牌開始擠進(jìn)EDA行業(yè)的第二梯隊(duì)。
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縱觀EDA發(fā)展歷程,并購(gòu)的優(yōu)勢(shì)是顯而易見的,因?yàn)樗瑫r(shí)滿足了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和技術(shù)創(chuàng)新的雙重需求——
集成電路工藝節(jié)點(diǎn)不斷微縮,技術(shù)研發(fā)投入急劇增加,單靠?jī)?nèi)部研發(fā)難以快速滿足市場(chǎng)需求的變化。此時(shí)并購(gòu)不僅能整合不同公司的專業(yè)技術(shù)能力,降低研發(fā)成本,還能加速技術(shù)創(chuàng)新成果的商品化。加固壁壘、補(bǔ)足應(yīng)用版圖。
那么問(wèn)題來(lái)了——對(duì)于中國(guó)EDA產(chǎn)業(yè)而言,完全復(fù)制海外巨頭的收并購(gòu)發(fā)展模式為什么只是理論可行?
鴻溝:時(shí)代變了
中國(guó)EDA一定能摸索出一條超越之路,但可以確定的是:它不會(huì)是三十年前巨頭們走過(guò)的那一條。
2016年10月26日,英國(guó)對(duì)沖基金Argonaut Capital在官網(wǎng)上對(duì)著德國(guó)政府就是一頓狂噴,大意是:
你們德國(guó)政府搞什么陰謀論?!你們這種陰謀論完全站不住腳。如果你們這種邏輯成立,那以后中國(guó)人要并購(gòu)德國(guó)鋼鐵企業(yè)是不是也不行?因?yàn)殇撹F可以用來(lái)造坦克。
德國(guó)芯片企業(yè)愛思強(qiáng)(Aixtron)馬上和自己的英國(guó)大股東Argonaut Capital統(tǒng)一戰(zhàn)線,但沒(méi)敢噴自家政府,而是對(duì)準(zhǔn)時(shí)任美國(guó)總統(tǒng):
奧巴馬你再阻撓我們被中國(guó)企業(yè)收購(gòu),我們實(shí)在活不下去了,只能裁員了。
英德一通輸出后,換來(lái)了美國(guó)更明確的指令——奧馬巴發(fā)布總統(tǒng)令:阻止中國(guó)企業(yè)宏芯基金對(duì)德國(guó)愛思強(qiáng)的收購(gòu)。
這場(chǎng)中德之間的芯片企業(yè)跨國(guó)收購(gòu)案(錢也付了,德國(guó)政府也一度批準(zhǔn)了)就這樣被美國(guó)直接叫停。
很明顯,復(fù)雜多變的局勢(shì)下,針對(duì)中國(guó)的技術(shù)封鎖及潛在并購(gòu)限制是存在的,通過(guò)收并購(gòu)海外企業(yè)獲得有價(jià)值的技術(shù)這條路已經(jīng)布滿荊棘。
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那么,通過(guò)并購(gòu)國(guó)內(nèi)企業(yè),做大做強(qiáng)是否可行呢?近幾年我們也有芯華章并購(gòu)瞬曜電子、華大九天收購(gòu)芯達(dá)科技的例子。
走這條路線的企業(yè),光有錢不夠,還要有足夠的“消化”能力。
EDA公司的發(fā)展模式主要有兩種:
Synopsys模式:優(yōu)先重點(diǎn)突破關(guān)鍵環(huán)節(jié)核心EDA工具,在這些工具獲得國(guó)際市場(chǎng)的認(rèn)可后,進(jìn)一步推出具有國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵流程解決方案。
Cadence模式:優(yōu)先構(gòu)建一個(gè)全流程的解決方案,然后逐步提升該解決方案中各個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的核心EDA工具的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
走這兩種不同發(fā)展路徑的中國(guó)EDA企業(yè):前者有概倫電子和廣立微——概倫電子覆蓋的具體環(huán)節(jié)有制造環(huán)節(jié)工藝平臺(tái)開發(fā)階段的器件模型建模驗(yàn)證工具、設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)模擬電路EDA中的電路仿真與驗(yàn)證工具;廣立微則實(shí)現(xiàn)在集成電路成品率提升領(lǐng)域的全流程覆蓋,并從制造端向設(shè)計(jì)端延伸;
后者典型是華大九天。華大九天實(shí)現(xiàn)了相對(duì)完整的模擬集成電路全流程解決方案。
但我國(guó)EDA企業(yè)目前與國(guó)際領(lǐng)先水平差距明顯,具體看——
技術(shù)積累:國(guó)產(chǎn)EDA多集中在點(diǎn)工具的研發(fā)與應(yīng)用上,而Cadence、Synopsys及Mentor Graphics等國(guó)際巨頭,幾乎覆蓋了集成電路產(chǎn)業(yè)鏈的所有重要環(huán)節(jié)。
尤其是在尖端制程方面,國(guó)產(chǎn)EDA工具尚未達(dá)到支撐7納米乃至更先進(jìn)制程的設(shè)計(jì)需求。
應(yīng)用場(chǎng)景:EDA工具分為數(shù)字設(shè)計(jì)類、模擬設(shè)計(jì)類、晶圓制造類、封裝類、系統(tǒng)類五大類。國(guó)內(nèi)EDA工具多應(yīng)用于中低端芯片設(shè)計(jì)及驗(yàn)證,而國(guó)外廠商則廣泛服務(wù)于各類高端數(shù)字芯片、模擬/混合信號(hào)芯片及系統(tǒng)級(jí)芯片的設(shè)計(jì)流程。
EDA從成熟度上,又大致分為:功能成熟期(EDA工具能夠支持集成電路的設(shè)計(jì)和制造過(guò)程,使其達(dá)到實(shí)際應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn))、提升期(EDA不僅支持日常操作,還能幫助客戶提高產(chǎn)品良率,并對(duì)設(shè)計(jì)和制造流程進(jìn)行優(yōu)化,提升用戶體驗(yàn))、構(gòu)筑壁壘期(EDA通過(guò)多工具協(xié)同優(yōu)化,形成技術(shù)和生態(tài)壁壘)。
一般認(rèn)為,目前我國(guó)EDA企業(yè)大多處于“功能成熟期”與“提升期”之間。相比之下,國(guó)際上的EDA巨頭們已經(jīng)構(gòu)筑起壁壘,也因此擁有更大市場(chǎng)份額。
產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同:技術(shù)成果較分散。作為后發(fā)者,我們還面臨兩大問(wèn)題:
一是全球頭部EDA企業(yè)已經(jīng)與頂級(jí)Fabless(無(wú)晶圓廠半導(dǎo)體公司)和Foundry(晶圓代工廠)建立了穩(wěn)固的合作關(guān)系,形成了一個(gè)高度綁定的生態(tài)聯(lián)盟。這種深度捆綁的合作模式使得新進(jìn)入者難以打破既有格局。
二是全流程EDA工具間的協(xié)作緊密度極高,單一工具的突破并不能完全滿足市場(chǎng)需求。新興的國(guó)產(chǎn)EDA企業(yè)在追求全面自主可控的同時(shí),還需克服技術(shù)整合和生態(tài)建設(shè)的巨大挑戰(zhàn)。
因此,全流程EDA工具覆蓋十分重要,任何一個(gè)環(huán)節(jié)的缺失都會(huì)阻礙我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)的前行腳步。目前業(yè)內(nèi)認(rèn)為現(xiàn)階段我國(guó)EDA不妨走“特色化整合”路線,包括但不限于——
捆綁模式:不同EDA企業(yè)協(xié)同合作,通過(guò)捆綁各自擅長(zhǎng)的點(diǎn)工具,形成一套完整的設(shè)計(jì)解決方案。
定制開發(fā)模式:大型EDA企業(yè)基于自身的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和市場(chǎng)地位,與小型或初創(chuàng)EDA公司建立定制開發(fā)伙伴關(guān)系。
孵化模式:大型EDA企業(yè)利用自身積累的經(jīng)驗(yàn)和資源優(yōu)勢(shì),對(duì)具備技術(shù)潛力的初創(chuàng)EDA企業(yè)進(jìn)行培育和扶持。
我國(guó)EDA暫時(shí)落后的原因是多樣的。好在生態(tài)體系中新的變量已經(jīng)出現(xiàn)。
當(dāng)下變量與內(nèi)循環(huán)
每個(gè)工業(yè)軟件巨頭背后,都站著一個(gè)高端制造巨頭。
比如法國(guó)達(dá)索背后是法蘭西全球領(lǐng)先的航空業(yè)。SolidWorks背后是美國(guó)波音。形成了工業(yè)巨頭與軟件巨頭的“內(nèi)循環(huán)”。
我國(guó)EDA產(chǎn)業(yè)再次站到歷史性的變革階段,迎來(lái)了下游需求最為旺盛的時(shí)代。
我國(guó)5G通信、新能源汽車等產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展下,對(duì)芯片設(shè)計(jì)的需求急劇增加,為EDA企業(yè)提供了遼闊市場(chǎng)——
EDA行業(yè)下游主要包括集成電路設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)企業(yè)
●芯片設(shè)計(jì)企業(yè),芯片設(shè)計(jì)廠商是EDA軟件的主要需求方,如英特爾、三星、華為海思、紫光集團(tuán)等。
●晶圓制造企業(yè),芯片設(shè)計(jì)廠商將芯片設(shè)計(jì)圖紙交給晶圓代工廠進(jìn)行制造,如臺(tái)積電、中芯國(guó)際、三星等
●封測(cè)企業(yè),EDA廠商提供封裝設(shè)計(jì)EDA工具,封裝設(shè)計(jì)正變得越來(lái)越復(fù)雜:美國(guó)安靠、聯(lián)合科技、nepes等
●EDA不僅支撐著700億美元的半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè),還間接支撐多個(gè)巨型產(chǎn)業(yè)
這些下游市場(chǎng)中,中國(guó)在新能源汽車、5G通信等多個(gè)領(lǐng)域的成績(jī)有目共睹。
中國(guó)汽車:中汽協(xié)數(shù)據(jù)顯示,2023年,我國(guó)新能源汽車產(chǎn)銷量分別達(dá)958.7萬(wàn)輛和949.5萬(wàn)輛,同比分別增長(zhǎng)35.8%和37.9%。頭部企業(yè)中,截至2023年12月底,比亞迪新能源乘用車共計(jì)出口超29.8萬(wàn)輛。目前比亞迪新能源乘用車已進(jìn)入日本、英國(guó)、德國(guó)、澳大利亞、巴西等國(guó)家,足跡遍布全球59個(gè)國(guó)家和地區(qū)。
5G通信:2023年,5G直接帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)出達(dá)1.86萬(wàn)億元。5G行業(yè)應(yīng)用已融入國(guó)民經(jīng)濟(jì)97個(gè)大類中的67個(gè)。中國(guó)引領(lǐng)全球5G應(yīng)用創(chuàng)新,在工業(yè)、采礦、電力、港口、醫(yī)療等行業(yè)實(shí)現(xiàn)規(guī)模復(fù)制,水利、建筑、紡織、海洋、低空等領(lǐng)域正加速推動(dòng)5G應(yīng)用探索。更多閱讀:《從5G向6G邁進(jìn):芯片背后的持久戰(zhàn)》。
機(jī)器人:我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)規(guī)模快速增長(zhǎng),穩(wěn)居全球第一大工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)。珠三角地區(qū)的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)以廣州、深圳、東莞和佛山為核心,形成了輻射周邊城市的產(chǎn)業(yè)集群。中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)在未來(lái)幾年的發(fā)展?jié)摿艽螅绕湓谥悄苤圃臁⒎?wù)機(jī)器人、特種機(jī)器人行業(yè)等領(lǐng)域。更多閱讀:《人形機(jī)器人,一場(chǎng)事先張揚(yáng)的反常識(shí)》
中國(guó)工業(yè)數(shù)個(gè)領(lǐng)域的迅速發(fā)展,能為EDA帶來(lái)什么?我們僅以目前全球EDA巨頭美國(guó)Synopsys的市場(chǎng)變化舉例,它是如何因中國(guó)工業(yè)崛起獲益的——
《星船知造》在Statista等平臺(tái)看到,在過(guò)去五年中,Synopsys 在中國(guó)的收入年均增速驚人。見下圖
中國(guó)已是Synopsys的第二大市場(chǎng):2023 年,Synopsys 從美國(guó)獲得近 28 億美元的收入。同年為公司貢獻(xiàn)收入的其他地區(qū)包括歐洲(5.96 億美元)、中國(guó)(8.86 億美元)。Synopsys 在全球各個(gè)市場(chǎng)都占有重要地位,其凈銷售額分布如下:美國(guó)(47.7%)、中國(guó)(15.2%)、韓國(guó)(10.9%)、歐洲(10.2%)和其他地區(qū)(16%)。見下圖
source:Synopsys
目前中國(guó)工業(yè)崛起的紅利是Synopsys吃到了,但隨著更多本土工業(yè)巨頭的崛起,如華為海思、中芯國(guó)際等,都迫切需要更為緊密、安全的產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同,催生了對(duì)國(guó)產(chǎn)EDA的強(qiáng)烈需求。
我們相信,這個(gè)市場(chǎng)足夠大,大到足夠跑出像美國(guó)三巨頭這樣的頭部EDA企業(yè)。
這一過(guò)程中,中國(guó)EDA企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力已經(jīng)在不斷增強(qiáng)
●華為攜手國(guó)內(nèi)EDA企業(yè)和科研團(tuán)隊(duì),在2023年實(shí)現(xiàn)了14納米及以上工藝節(jié)點(diǎn)EDA工具的國(guó)產(chǎn)化替。
●概倫電子在制造環(huán)節(jié)工藝平臺(tái)開發(fā)階段的器件模型建模驗(yàn)證工具以及設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)模擬電路EDA中的電路仿真與驗(yàn)證工具領(lǐng)域取得突破。
●廣立微在集成電路成品率提升領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了全流程覆蓋。
●華大九天從特定設(shè)計(jì)應(yīng)用領(lǐng)域著手,逐步構(gòu)建全流程解決方案,進(jìn)而提升各環(huán)節(jié)核心EDA工具在全球市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。
最后我們看一下,當(dāng)中國(guó)云計(jì)算企業(yè)培養(yǎng)起來(lái)后,能為EDA帶來(lái)什么機(jī)遇。
根據(jù)IDC《中國(guó)公有云服務(wù)市場(chǎng)(2023上半年)跟蹤》報(bào)告,IaaS市場(chǎng)上,阿里云、華為云、中國(guó)電信、騰訊云和AWS為市場(chǎng)排名前五,市場(chǎng)份額總和為72.4%。2023年上半年,PaaS市場(chǎng)阿里云、騰訊云、AWS、華為云和中國(guó)電信為市場(chǎng)排名前五,市場(chǎng)份額總和66.9%
云計(jì)算打破了傳統(tǒng)本地化硬件設(shè)施對(duì)EDA工具使用的束縛。
和國(guó)際EDA巨頭比,中國(guó)EDA目前主要問(wèn)題是產(chǎn)品驗(yàn)證迭代慢、自給率低。解決的方法之一是打通企、學(xué)、研,整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展,形成生態(tài)。這一過(guò)程中,通過(guò)云服務(wù),企業(yè)不用投入巨額資金購(gòu)買和維護(hù)高性能服務(wù)器集群,也能訪問(wèn)基于云端的EDA工具。
阿里云、騰訊云等大型云計(jì)算服務(wù)商正與國(guó)產(chǎn)EDA企業(yè)合作,將芯片設(shè)計(jì)流程遷移到云端,通過(guò)按需付費(fèi)的方式,降低中小企業(yè)在芯片設(shè)計(jì)初期和迭代過(guò)程中的成本投入
●2022年,華大九天等國(guó)內(nèi)EDA企業(yè)與主流云計(jì)算平臺(tái)達(dá)成戰(zhàn)略合作,通過(guò)云化EDA解決方案,設(shè)計(jì)工程師可以在云端執(zhí)行復(fù)雜的邏輯綜合、物理設(shè)計(jì)、仿真驗(yàn)證等工作,大幅度提高了設(shè)計(jì)效率和生產(chǎn)力。
●云也為中小型設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)、初創(chuàng)企業(yè)提供了一個(gè)快速響應(yīng)市場(chǎng)需求的創(chuàng)新平臺(tái)。
●基于云計(jì)算的EDA服務(wù)還能實(shí)時(shí)更新軟件版本,確保用戶始終使用最新的工具集,進(jìn)一步縮短了芯片設(shè)計(jì)周期。這對(duì)于講究時(shí)間和成本控制的芯片設(shè)計(jì)行業(yè)來(lái)說(shuō),也是一種技術(shù)創(chuàng)新。
尾聲
24年前,中芯國(guó)際在上海張江打下第一根樁。中國(guó)移動(dòng)通信剛剛坐上牌桌。最大的電信運(yùn)營(yíng)商、手機(jī)制造商、芯片制造商、設(shè)備制造商都在美歐。華為還在“沖出廣東”。
之后的數(shù)年里,韓國(guó)三星已熟諳越虧越投的“反周期大法”時(shí),我們還會(huì)爭(zhēng)論:到底應(yīng)不應(yīng)該在芯片領(lǐng)域砸錢。
今天有朋友說(shuō)“國(guó)內(nèi)EDA太卷了”、“三劍客都上市了,怎么還卷不出能打的”。可是,真的很卷了么?又真的很久了么?
我國(guó)的芯片投資熱潮始于2019年,至今5年。那一年,華為被超級(jí)大國(guó)的一紙禁令列入實(shí)體清單。5年時(shí)間,柏樹長(zhǎng)高五十公分、月亮偏離地球19厘米。5年并不算很久。
有些領(lǐng)域以“年”為單位就足夠跑馬圈地,但EDA領(lǐng)域無(wú)法被迅速催熟。但也別忘了,它背靠的是一片多年構(gòu)建起的生態(tài)——現(xiàn)代軟件是一場(chǎng)生態(tài)系統(tǒng)間的對(duì)決。中國(guó)的生態(tài)優(yōu)勢(shì)在于產(chǎn)業(yè)鏈、協(xié)作體系的完整、巨大的內(nèi)需市場(chǎng)和工程師紅利加持。我國(guó)集成電路人才需求和供給規(guī)模都在擴(kuò)大。集成電路人才市場(chǎng)中投遞簡(jiǎn)歷數(shù)和應(yīng)屆生求職比例在逐年提升。
芯片領(lǐng)域的耐得住寂寞不是喊喊口號(hào),現(xiàn)階段主動(dòng)被動(dòng)的出局,忽冷忽熱的投資潮和關(guān)注度都是卷的初級(jí)階段。它最后的果實(shí)也不可能被投機(jī)者摘下。
我們會(huì)卷贏這道“芯片的窄門”,一切只是時(shí)間問(wèn)題。
參考資料:
[1]Shareholders Board Members Managers and Company Profile.Synopsys
[2]Synopsys revenueby region 2023 .Statista
[3]大力發(fā)展工業(yè)軟件.網(wǎng)信軍民融合
[4]國(guó)產(chǎn)EDA,上市容易上戰(zhàn)場(chǎng)難.矩陣視角
[5]《大力發(fā)展工業(yè)軟件》倪光南
[6]國(guó)外EDA產(chǎn)業(yè)鏈40年并購(gòu)史,國(guó)產(chǎn)EDA軟件廠商并購(gòu)重組之路.黃樂(lè)天
[7]讀懂EDA:想要賣芯片,留下買水錢.果殼硬科技
[8]《全球EDA/IP行業(yè)市場(chǎng)研究報(bào)告》集微咨詢
[9]美國(guó)對(duì)EDA下手,徹底撕下面紗.南風(fēng)窗
[10]人大并購(gòu)與投資研究:中國(guó)EDA行業(yè)挑戰(zhàn)與全球并購(gòu)浪潮
[11]芯片之母EDA走向國(guó)產(chǎn)化——計(jì)算機(jī)行業(yè)研究周報(bào).申港證券
[12]2023年中國(guó)EDA軟件行業(yè)市場(chǎng)前景及投資研究報(bào)告.中商產(chǎn)業(yè)院
[13]國(guó)內(nèi)EDA龍頭公司宣布:千萬(wàn)美元搞并購(gòu)!21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道
[14]《2023年中國(guó)大陸集成電路產(chǎn)業(yè)人才供需報(bào)告》
本文基于訪談及公開資料寫作,不構(gòu)成任何投資建議
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