(图片来源网络,侵删)
网上有这样一个说法,有100个对软件开发一窍不通的顶尖芯片设计师团队,和100个对芯片设计一窍不通的软件工程师,谁能更先开发出EDA。答案是都不可能,但如果把这200人凑在一起,共同开发呢?答案还是不可能,因为两个团队之间难以配合。那么到底需要什么样的条件才能开发EDA软件? EDA软件又是什么?中国EDA软件发展又经历了什么样的残酷历史?朋友们大家好,我是工研车间微胖叔,今天来聊聊半导体行业的摇篮,EDA软件。EDA软件是什么?EDA的全称是电子设计自动化,是芯片设计中必须使用到的一类软件工具,覆盖芯片设计的全流程,芯片设计企业需要完成芯片的设计、仿真、验证等大大小小多个环节,不同环节对应不同的EDA软件,经过多轮的设计和验证,最后生成一个完整芯片版图文件,才能交付给晶圆厂生产。这好像看起来也很简单,这不就跟室内家装设计一样简单吗?只要设计师做出方案,交给施工队就好了。但是如今的芯片上的晶体管的数量都已经用亿来计算,这就相当于一名家装设计师,去做一亿个房间的设计,同时还要考虑房间和房间之间通行效率。如果没有自动化软件,这是不可能做到的。比如说,当今14nm芯片的设计成本是2亿美元,7nm则是6亿美元,这是有EDA的情况下。如果没有EDA,就需要大量的设计师,去进行大量重复枯燥的工作,一方面极大拉长开发周期,同时也会让成本上升超过200倍。那么,设计一个7nm芯片就需要1200亿美元,考虑到人才数量和时间周期,不用EDA设计芯片,这就是一件根本不可能实现的事情。中国EDA软件又经历了怎样的历史呢?上个世纪80年代,在互联网都没有接入的时代,中国就针对EDA软件设立了专项计划。1993年,国产自研EDA系统“熊猫”问世,短暂掀起了国产EDA的风潮,当时国内有20家企业使用国产EDA,完成了超过200个芯片的设计,那个时候熊猫EDA和国际领先水平的差距还没现在这么大。随后1994年,EDA厂商被解除限制,外国厂商涌入中国,带来了更完整更先进的套装型工具包,同时还有成熟的商业模式和策略,迅速抢占了国产EDA的市场,让国内的EDA行业基本陷入停滞状态十几年。新思科技在人民大会堂举办向清华大学捐赠的仪式这个现状一直维持到2008年,但是事到如今,EDA的国产化率仍然很低。目前,EDA软件被三大外国巨头垄断,分别是新思科技、Cadence和收购了Mentor公司的西门子集团。这个行业的最大特点是,研发费用投入高,但是市场规模却特别小,从业人员也不多,三大巨头企业总人数大概是2.8万人左右,这就占到了全球EDA行业的60%。而国内所有EDA企业的人员加在一起,也不过1500人,国内最大的EDA企业也不过只有660人,研发人员不到500人。而且这样的研发人才很稀缺,不光需要懂软件开发,还需要对芯片设计和制造有很深刻的理解。如果想要和国际巨头竞争,还需要上万人才的参与,虽然近年来发展迅猛,但是补齐人才缺口还需要好几年时间。除了人才以外,外国巨头还有知识产权护城河,一颗芯片中要使用到来自各个企业的芯片IP,外国EDA企业基本上垄断了接口类IP,很多芯片设计公司在使用EDA软件的同时,还会使用EDA企业的IP,新思科技和Cadence已经是世界上仅此于ARM公司,第二大和第三大的IP授权公司。国内EDA企业不仅在IP授权上话语权较弱,还没有形成全流程覆盖,占有的市场份额很小,一方面是长期以来,国内企业不敢轻易尝试国产软件,小企业也不愿意购买正版软件,导致国产EDA市场份额很少。另一方面则是最重要的问题,EDA软件的迭代和开发需要和晶圆厂紧密配合,这就是下一个问题。EDA软件研发需要什么样的条件?举个例子,台积电在开发N7工艺的时候,新思科技就同步启动了EDA设计平台和IP部件的开发,经过两家公司的相互优化和实际生产的验证流程之后,在台积电推出N7工艺的时候,新思科技的EDA也同步上线,新思科技和台积电已经成为绑定状态,想要导入台积电的先进工艺,就必须使用新思科技的EDA软件。也只有通过新思科技,芯片企业才有资格拿到台积电的晶圆代工份额。结合这几天的新闻,我们也能知道,台积电推迟在2nm节点上导入GAA技术,对于国内芯片厂商来说也是一件好事,起码目前台积电3nm的代工不受限制。台积电和新思科技的合作模式也反映出EDA研发的必要条件,必须产研结合。EDA软件和制程工艺紧密相连,EDA软件需要晶圆厂进行验证,才能证明软件有效。而且,不同的晶圆厂的制程工艺稍有不同,这就意味着一套软件需要通过多家晶圆厂的验证,这就进一步增加了扩张市场份额的难度。总的来说,国内厂商实力和人才现状和国际一流水平差距不小,但是同样也有机会,在AI、5G、物联网领域目前已经出现了外国企业覆盖不到的情况,随着政策扶持,国产厂商有望成为这些领域的规则制定者,也有望开发出国产IP,对外国企业构筑起护城河。
0 评论