【摘要】當(dāng)新思科技、楷登電子與西門子EDA這全球EDA三大巨頭被叫停對華出口,中國EDA行業(yè)將加速自我革命。
回歸客戶、加速并購、布局AI新賽道成為華大九天、芯和半導(dǎo)體、芯華章、芯耀輝等國產(chǎn)廠商的共同選擇。
壓力下,國產(chǎn)EDA正開啟行業(yè)加速整合、技術(shù)路線創(chuàng)新的活躍期。
然而,前路并非坦途,從技術(shù)點的突破到全流程的貫通,構(gòu)建完整且健壯的EDA生態(tài)系統(tǒng),是一場考驗戰(zhàn)略定力與產(chǎn)業(yè)協(xié)同的持久戰(zhàn)。
以下為正文:
01
從源頭斷供
近日,美國商務(wù)部工業(yè)與安全局通知包括新思科技、楷登電子與西門子EDA在內(nèi)的全球主要EDA軟件供應(yīng)商,要求其未經(jīng)許可不得對華銷售相關(guān)產(chǎn)品或提供技術(shù)支持。
對芯片行業(yè)而言,EDA(電子設(shè)計自動化)作為晶圓制造的前置環(huán)節(jié),隨著芯片設(shè)計復(fù)雜度的提高,其在先進工藝節(jié)點的集成電路領(lǐng)域重要性更為突出。
此前,新思科技、楷登電子與西門子EDA三大EDA廠商在中國市場占據(jù)了70%以上的份額,對部分中下游企業(yè)而言,此次EDA斷供精準(zhǔn)打擊了部分芯片公司的命門。
從深層動機來看,美國EDA斷供的主要目的是卡住國產(chǎn)芯片在先進制程領(lǐng)域的發(fā)展,拉開中美在高速運算、AI等方面的距離,但國產(chǎn)企業(yè)韌性十足。
從資本市場的反應(yīng)來看,5月29日,A股EDA板塊迎來大漲,根據(jù)上海證券報數(shù)據(jù),截至當(dāng)日收盤,概倫電子、廣立微漲停(20%),華大九天、一博科技等漲幅均超過10%。
而根據(jù)財聯(lián)社的報道,對于國內(nèi)眾多聚焦于成熟制程的消費電子、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的芯片設(shè)計公司而言,現(xiàn)有的EDA工具尚能滿足設(shè)計需求,短期內(nèi)受到的直接沖擊相對有限。
但是,在AI、高性能計算等亟需最新工藝節(jié)點PDK(工藝設(shè)計套件)支持和原廠技術(shù)服務(wù)的先進芯片設(shè)計領(lǐng)域,沖擊同樣存在,由此,國產(chǎn)EDA企業(yè)正通過更深層次的整合加速崛起。
02
國產(chǎn)替代的關(guān)鍵
在先進制程領(lǐng)域,雖然國際巨頭在技術(shù)水平與市場應(yīng)用層面占據(jù)主導(dǎo)地位,但其標(biāo)準(zhǔn)化工具難以滿足國產(chǎn)芯片日益增長的創(chuàng)新需求,這恰恰是國產(chǎn)EDA企業(yè)可以突破的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
眼下的需要,是在先進制造工藝受限的背景下,通過架構(gòu)、算子等領(lǐng)域的創(chuàng)新實現(xiàn)性能突破,快速響應(yīng)客戶的需求。
其中,芯華章曾通過場景驅(qū)動開發(fā),在與某家互聯(lián)網(wǎng)公司的合作中根據(jù)其assertion代碼風(fēng)格,定制工具調(diào)優(yōu)提升驗證效率,在產(chǎn)品定制化層面實現(xiàn)對國際巨頭的超越,這也不失為國產(chǎn)企業(yè)的差異化優(yōu)勢所在。
此外,傳統(tǒng)EDA企業(yè)之外,華為在2023年宣布基本實現(xiàn)14nm以上EDA工具國產(chǎn)化,而公司旗下的哈勃投資亦布局阿卡思微電子、九同方微電子等多家EDA企業(yè),公司有望助力國產(chǎn)軟件進入主流產(chǎn)線。
另一邊,芯和半導(dǎo)體在EDA方面突破成績明顯,他們提供了全棧集成系統(tǒng)EDA解決方案,支持Chiplet先進封裝,不僅在國內(nèi)獲得了國家科技進步一等獎,在國際市場也收獲了眾多頭部芯片設(shè)計大廠的青睞。
芯和最大的優(yōu)勢在于跨尺度的多物理仿真引擎,非常適合多芯片系統(tǒng)Chiplet和整機系統(tǒng)高速高頻互連時的全棧分析需求。
隨著以提升單芯片性能為中心思想的摩爾定律走向極限,新一代的以人工智能數(shù)據(jù)中心為代表的電子系統(tǒng)開始考慮通過提高系統(tǒng)內(nèi)部各種硬件的互連性能,來實現(xiàn)整體綜合性能的提升,這里面多物理場仿真分析EDA是核心。
而在產(chǎn)品策略方面,芯和采取了有別于Me Too的差異化策略,從用戶場景出發(fā)去優(yōu)化服務(wù)。
以片上建模為例,作為芯片設(shè)計不可或缺的環(huán)節(jié),芯和此前開發(fā)了眾多參數(shù)化模塊,幫助客戶節(jié)省時間和精力,參數(shù)化模板能夠把一個過去需要幾周的工作縮短到幾秒鐘完成。
仿真方面,業(yè)內(nèi)一直存在芯片設(shè)計仿真和封裝仿真之間脫節(jié)的問題,客戶希望能把設(shè)計和封裝的仿真整合在一起,這也是芯和此前攻克的一大重心。
基于上面的核心優(yōu)勢和產(chǎn)品策略,芯和才有了現(xiàn)在整合芯片、封裝、模組、PCB板級、互連到整機系統(tǒng)的全棧集成系統(tǒng)級EDA平臺。
這也是當(dāng)前從國產(chǎn)化替代到關(guān)鍵反超的重要手段。
當(dāng)前,華大九天、概倫電子、芯和半導(dǎo)體、芯華章、廣立微等企業(yè)在EDA軟件、FPGA原型驗證、Spice仿真等領(lǐng)域各有長處,關(guān)鍵在于如何把握真實的用戶場景。
03
AI與先進封裝重塑EDA賽道
傳統(tǒng)追趕路徑或許需要較長的一段時間,而AI技術(shù)卻為中國EDA提供了彎道超車的新可能。
隨著摩爾定律的放緩以及市場對高性能、低功耗、大算力芯片需求的不斷增長,全球AI芯片設(shè)計復(fù)雜度日益增加,傳統(tǒng)EDA工具已無法滿足千億級晶體管驗證需求。
當(dāng)前,AI技術(shù)正在幫助提升EDA工具效率,也為EDA工具提供了更為豐富的下游應(yīng)用場景,這一領(lǐng)域也是國產(chǎn)EDA企業(yè)能夠贏得與國際大廠同一起跑線比拼的機會。
華大九天董事長劉偉平表示,公司部分工具已經(jīng)開始采用AI技術(shù),幫助工程師實現(xiàn)了明顯的效率提升,有些原來需要做10個小時的工作,現(xiàn)在1個小時就能完成。
其中,國產(chǎn)DeepSeek正基于國產(chǎn)GPU生態(tài)開發(fā)底層技術(shù),通過模型創(chuàng)新與資源整合支持EDA企業(yè)優(yōu)化預(yù)算投入與技術(shù)成長。
此外,Chiplet技術(shù)也被業(yè)界寄予厚望,已成為后摩爾時代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的最優(yōu)解之一,該技術(shù)兼具設(shè)計彈性、成本節(jié)省等優(yōu)勢,有望使芯片設(shè)計進一步簡化。
Chiplet技術(shù)需要工具支持從架構(gòu)探索階段的芯片分解、互連拓撲設(shè)計,到封裝級的信號完整性分析、熱仿真等全流程協(xié)同優(yōu)化,進一步促使EDA廠商重構(gòu)其工具架構(gòu),開發(fā)支持異構(gòu)集成設(shè)計的新平臺。
當(dāng)前,芯耀輝推出了UCIe、HBM3E以及112G SerDes等高速接口IP均廣泛應(yīng)用在Chiplet和人工智能領(lǐng)域,其中,UCIe技術(shù)解決了Chiplet的芯片內(nèi)D2D互聯(lián)問題,HBM則提升了高帶寬內(nèi)存與芯片間的互聯(lián)效率,而112G SerDes則實現(xiàn)了芯片間的高速互聯(lián)。
然而,AI加碼同樣面臨著應(yīng)用難題,大模型的訓(xùn)練需要較長時間與海量的數(shù)據(jù)積累以保證可靠性,該技術(shù)落地EDA行業(yè)需要保障極高的精確度與安全性。
國產(chǎn)替代之路并不好走,生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)仍是巨大挑戰(zhàn),形成相對完整的產(chǎn)業(yè)生態(tài)仍需時間,打通新路線業(yè)務(wù)要深思熟慮,國產(chǎn)替代越到后面越考驗?zāi)托暮蛻?zhàn)略。
部分國產(chǎn)企業(yè)通過加大投入為長期發(fā)展輸血,財報數(shù)據(jù)顯示,2024年華大九天研發(fā)費用營收占比高達71.02%,而概倫電子25年一季度研發(fā)投入占比也達到極高的的80.49%,高研發(fā)投入成為國產(chǎn)EDA企業(yè)補強產(chǎn)業(yè)鏈的一大突出表現(xiàn)。
此外,也有部分廠商通過軟件開放的方式,以自身力量托舉行業(yè)發(fā)展,例如,不久前,合見工軟宣布免費開放國產(chǎn)首款高端大規(guī)模PCB設(shè)計平臺UniVista Archer。
在這場自主長征之中,國產(chǎn)EDA任重而道遠。
04
尾聲
封鎖不會切斷國產(chǎn)EDA的命脈,反而打開了國產(chǎn)EDA加速崛起的窗口,并購整合與AI新技術(shù)賽道正成為行業(yè)熱潮。
但是,完整產(chǎn)業(yè)鏈的布局需要時間、客戶粘性使得大范圍替代也更加漫長,這仍是一場考驗?zāi)土Φ某志脩?zhàn)。
正如芯華章謝仲輝在接受財聯(lián)社采訪時所說,產(chǎn)業(yè)近30年,這樣的巨變是全新的挑戰(zhàn),在國產(chǎn)市占率突破五成之前,我們都不應(yīng)該松懈。
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