与非网3月10日讯,EDA是Electronic Design Automation的简称,是指以大规模可编程逻辑器件为设计载体,以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式,以计算机、大规模可编程逻辑器件的开发软件及实验开发系统为设计工具,通过有关的开发软件,自动完成用软件方式设计的电子系统到硬件系统的逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合及优化、逻辑布局布线、逻辑仿真,直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射、编程下载等工作,最终形成集成电子系统或专用集成芯片的一门新技术。

 

在芯片制造设计中,最重要的工具是EDA,没有EDA,芯片工业就无法向前发展,EDA是芯片之母,被誉为芯片产业皇冠上的明珠,EDA软件工具涵盖了积体电路设计、布线、验证和模拟的各个方面,EDA作为高阶CAD以及软件设计的重要组成部分,也是最重要的行业最重要的工具。

 

因此芯片设计对于EDA工具有着很大的依赖,这也意味着EDA是是积体电路产业的根基技术。但目前EDA人才市场情况却不容乐观,因此如何培养EDA人才、以人才确保产业创新成为了业界关注的重点之一。

 

中美对峙 突显中国EDA人才荒

美国政府对中国祭出技术输出禁令后,让中国惊觉需要全面构筑自己的半导体技术,从软件操作系统、芯片、数据库、云端服务、IoT标准生态等,大举突破在半导体材料、设计、制造、封测等关键领域。

 

目前中国EDA人才相当匮乏,培养一个EDA人才不容易,从高校课题研究到能够真正实践从业,往往需要十年的时间。虽然去年10月下旬制订未来五年的经济计划时,半导体产业被定义成为重要的发展重点之一。但自行培育人才实在是缓不济急,因为中国建立自有技术迫在眉睫,眼下只能靠人才挖角快速填补技术落差。

 

就像是2019年,美国商务部禁止华为在未经美国批准的情况下使用美国EDA工具制造商的软件更新和技术支持,暴露了中国芯片制造生态系统的主要弱点。由于芯片制程技术的日益复杂,并且需要与EDA工具供应商密切合作,此举大大削弱了华为芯片设计部门海思半导体技术的能力,并促使中国采取行动。

 

因此,包括用于设计集成电路、印刷电路板和其他电子系统的EDA工具领域,都是中国大举招募美国芯片工具人才的目标,因此中国正积极的从Synopsys和Cadence挖角,期望打破美国对芯片设计工具这一关键领域近乎垄断的控制地位。

 

例如,2019年后成立的三家新创公司X-Epic(芯华章)、上海合见和合肥Amedac,皆是聘请了Synopsys和Cadence 的高级管理菁英和工程师后所成立营运的。同时Synopsys也投资了一些股份。

 

知名EDA工具业者开始与中国交流技术人才

根据分析师的预测,未来7年,中国EDA工具市场将以12%的复合年增长率增长,是世界其他地区的两倍。到2027年,中国的EDA市场规模将达到39亿美元,而美国目前的市场规模为28亿美元。如果将Cadence和Synopsys等公司排除在其产品的全球增长最快市场之外,就无法保持领先地位。

 

所以随着美国和中国陷入长期的技术战争,整个中国芯片产业意识到在某些领域有着严重不足的缺失,希望构建自己的芯片设计工具来替代当前所使用的软件。

 

有业界人士分析,Synopsys相当清楚,从长远来看华盛顿与北京之间的紧张关系,可能失去在中国的一些市场占有,因此改变了一些策略,Synopsys在其中一些具有潜力的中国竞争对手中持有股份,以其保住市场。

 

因此,Synopsys于2017年为中国市场设立了1亿美元的战略投资基金,来扩大和中国芯片设计产业互动。Synopsys并没有透露这些年来是否扩大了该基金的规模,还是对中国同行的投资是否属于该基金范围的一部分,也没有评论中国的人才外流。

 

此外,Cadence也决定在南京建立中国半导体中心,以更好地服务于本地客户并培养工程人才。Cadence已经承诺对该专案投资1亿元人民币。

 

中国穷极一切全力发展EDA软件

中国EDA软件工具从80年代中后期开始,就在特定电子领域有不错的发展,但对于整体整合方案的能力却是相当薄弱。华大九天是中国唯一能够提供全流程FPD设计解决方案的供应商,也取得大部分面板厂的使用。不过华大九天的强项并不是华为所需,因此对华为助益有限。

 

在中国市场,95%的EDA销售额被Synopsys、Cadence、和Mentor三家公司瓜分,2019年中国的EDA市场达到5.8亿美元,但中国本土企业的销售额仅为6000万美元。

 

因此多年来,中国的EDA技术在自有开发的程度上,仍旧停滞不前。这是因为EDA是人才密集型产业,需要尖端科技人才来进行研发。不过因为利益的吸引,中国产业的这些人才,不是被国外的EDA公司挖走,就是投身网络公司。

 

另一方面,即使逆流投入这一个产业,经过几十年的打拼,EDA公司市值能到千亿规模就已经算了不起了,而在中国的网络企业只需要3~5年,就能达到这个水准,因此资本也更愿意投资于这些领域。

 

自20世纪80年代中后期中国开始对EDA的研发投入以来,在1993年开发出第一套EDA panda系统,随后EDA产业的发展就曲折缓慢。中国自制EDA最大的弱势就是在数字电路领域。SoC设计主流程的EDA工具中,Synopsys与Cadence占据绝大部分市场,特别是时序和功耗检查,及定制两个制程设计,完全由上述两大厂垄断,而这恰恰是华为极需的工具软件。

 

另外,中国发展EDA的困难处则是人才不足,以世界级的EDA业者为例,Synopsys在全球就有7000多名的研发工程师,当中有5000多位是专注在EDA的研发。而目前中国约有1500人的EDA软件发展工程师,但在中资EDA企业和研究单位工作的只有约300人,绝大部份工程师都是在外商工作。

 

过去几年来,中国穷极一切力量建设世界一流的晶圆厂产能,而政府也正在筹集必要的资金以确保这一目标的实现,目前虽然已经赶上了14nm finFET的制程技术,且正研究7nm,并进一步发展自己的EUV能力,避免依赖西方国家的设备。

 

但仍然有一个巨大的问题点,就是中国IC设计产业仍旧依赖于美国EDA作为后端设计软件。就现今的制程分工来看,当跨进14nm左右的制程,晶圆厂是无法独自做到这一点,晶圆厂必须与EDA业者紧密合作。