EDA产业的从业者可能从未预想到,这个在半导体产业链中一直默默无闻的幕后助力者会因为国际政治环境的变化和中国半导体产业的一次大跃进式的爆发而走到台前成为受到众人瞩目、资本青睐的明星。近日EDA第一股概伦电子成功登陆科创板,首日股价大涨超过90%,相信华大九天也离上市一步之遥,而其他一批有一定技术积累和产品实力的本土企业已然前赴后继之势,本土EDA产业的黄金时代开启。

 

而全球已经高度集中化的EDA三大家,一直在不断推进自家产品线的横向或纵向延展,并通过前瞻性的技术研发持续提升产品竞争力,以期扩大领先的市占优势。不得不承认的一点是,虽然在加速追赶,但本土EDA产业目前在技术和产品实力上与国际三大家仍有一点差距,因此在整个产品技术发展路径和市场战略上呈现出一些不同的业态和部署。

 

国际大厂加紧布局3D IC技术
系统级设计、AI技术等是近几年EDA领域的热点话题,但这两者目前还在很初期甚至是概念阶段。另一个热议的话题3D IC则已经开始进入应用期,作为后摩尔时代重要的半导体技术发展方向,3D IC技术还在不断演进,持续的技术更迭给EDA工具这种底层支撑技术提出了不小的挑战,因此释放出来的新产品导入的机会窗口也成为新思、Cadence和西门子EDA这几家的主要角力点,目前这三家都已经具备针对3D IC的先进的工具产品。

 

新思科技中国区副总经理许伟

 

新思科技中国区副总经理许伟提到,“3D IC是延续摩尔定律很有效的途径之一。过去几年市场上也有一些战略宣传,但真实的需求还没有起来,近两年我们看到这个需求已经在爆发。”

 

这里,已经显现的几个典型的需求场景包括:
第一是高性能计算,目前大量用到高带宽HBM。目前的HBM都不是独立的芯片,因此需要替代的方案。
第二是高性能计算的GPU、NPU有很多的接口,这些产品的内核需要最先进的工艺制程,但是接口部分在12nm就有很好的性价比,需要把不同的工艺节点放在一个场景当中。
第三是很大的网络芯片,网络芯片越做越大后导致一个很大的问题,即某一个局部的差错会导致整个芯片失效,3D IC的实现方式从经济上是划算的。

 

而新思科技除了EDA工具之外,“我们也是IP公司,接口IP是我们的强项,可以第一时间推出高质量Die to Die的IP,给客户一个完整的方案。”许伟强调。

 

西门子EDA全球副总裁兼中国区总经理凌琳

 

西门子EDA全球副总裁兼中国区总经理凌琳介绍,“EDA工具需要在早期就跟芯片设计厂商,包括晶圆代工厂,把这些套件做出来,我们的EDA都是跟代工厂和客户很早就定义出来的,所以才能够支撑芯片设计达到Chiplet异构集成封装的能力。我们在这方面的工具部署的比较早,也是比较完整的,同时我们希望跟其他的生态伙伴共建,把工具做得更好,对芯片设计企业和代工厂更友好、更易用,最终目的是要推动产品快速上市,快速迭代,让大家买得起、用得起。”

 

Cadence中国区总经理汪晓煜

 

Cadence中国区总经理汪晓煜则表示,3D IC是一个系统性的工程,不是单一学科问题,牵扯到的层面很多,包括设计、键合还有封装实现,因为复杂度提升,要求EDA厂商的角色并不只是提供工具,让用户自己设计、仿真就可以了,需要借助EDA厂商的大量经验紧密合作,这种合作包括EDA厂商、设计企业、代工厂和封装厂。
    
而当前CPU和CPU的堆叠还无法实现,其中最大的问题是散热,同时两个CPU之间的时序怎样优化也是个课题。“这条路一定可以走通,但不是一蹴而就的。”汪晓煜补充。

 

本土厂商逐点突破
相较于国际三大家拥有相对完整的模拟和数字设计工具链,本土EDA虽然也都提出要搭建全流程设计工具的愿景,但至少短期内仍然是在点工具上逐一突破。

 

芯华章产品和业务规划总监杨晔

 

芯华章产品和业务规划总监杨晔就提到,EDA工具这么长的链条里,国产EDA处在一个追赶的状态,势必每个公司都关注自己比较熟悉的领域和市场,从规模上和历史积累来说,不可能一开始就做全产业链。


    
芯华章选择切入数字验证EDA产业链,杨晔介绍,“数字验证不是一个点,是互相有紧密联系的面。从2020年到2021年芯华章推出的产品,旨在数字验证这个面上形成一个平台。包括逻辑仿真到形式化验证,属于数字验证中动态仿真和静态仿真两个核心功能,这两个功能是互补的;此外再加上智能化验证工具,从需求和架构出发,是到动态仿真工具的桥梁,又是和动态仿真、逻辑仿真工具配合;同时因为逻辑仿真从调试到性能有不同的需求,传统上也有硬件辅助的产品,芯华章今年推出的FPGA原型验证系统,也是对动态仿真方法学的一个补充。”

 

近几年一大趋势,就是大型芯片更多趋向更复杂的系统,对仿真验证提出了更多的要求。包括系统化的要求,涉及3D封装系统,或者更复杂的涉及多个NPU、CPU协作的系统,验证的复杂性非常大。相对来说验证工具一大特点也可以说是好处,是作为只是验证某一方面的点工具,客户倾向于采用多个验证工具来做交叉对比,因此给了点工具包括新创企业以机会;同时验证所占EDA算力比较大,现在也有很多SOC芯片是多IP组合的,涉及到整合、集成还有软件之间的匹配,使验证需求越来越大,因此很多新创EDA公司选择验证工具作为切入点也很正常。

 

国微思尔芯资深副总裁林铠鹏

 

对此本土EDA工具厂商国微思尔芯资深副总裁林铠鹏表示,“国微思尔芯成立将近20年,一直专注在验证这一领域。我们选择持续在验证工具上投入,一方面是为国内包括系统公司以及新兴的AI芯片公司的设计团队做好服务,也是希望通过产业的合作在不久的未来,无论是从国产化、全球性的合作上,能够提供更好的完整的EDA链条来服务整个行业。”

 

开放合作方显格局
正因为一下子涌现了众多在EDA领域创业的本土企业,让这个行业一下子拥挤热闹起来,而作为半导体产业链最上游和尖端的技术领域,集中化是必然趋势,一场人才和市场的争夺战也在上演,决策者是否能有更大的视野、更长远的规划和更高的格局往往决定企业前途和命运。

 

新思科技近几年一直在国内推行+SYNOPSYS开放生态战略,许伟介绍,“+Synopsys也是在呼吁和倡导公平竞争,诚信经营,尊重知识产权,营造良好健康的市场环境。我们在选择合作伙伴的时候也是要选择脚踏实地、开放创新、公平竞争的合作伙伴。我们希望从点到面,从局部到全部,从点工具到流程,应该是一个逐步的国产化的过程,而且是一个高水平的国产化的过程,这样才能真正的形成良性的循环,为我们中国的半导体设计公司带来真正的价值。”

 

而因为EDA企业服务的是芯片设计和制造企业,必须适应本土芯片产业的一些特殊性。凌琳表示,“从EDA来讲,我们一定不会杀鸡取卵,希望中国的创新公司的数量可以不断增长,也变得更强大。我们很多年前就有一个专门的项目,是一个term for startup,提供一些工具产品给创业公司去试,可以试用几个月,以此帮助这些创业公司成长起来;另外一个维度,针对如MEMS等一些技术领域,我们也提供性价比很高的闭环的设计工具,支撑本土企业在独特应用领域的创新。”