2020
年
12月19日
下午,
国微集团
副
董事长兼总裁帅红宇于
2020
中国(蚌埠)集成电路产业发展高峰论坛
上发表
题为
《国产
EDA
现状及突围之路》
的
主
旨
演讲。
报告围绕
EDA
行业特点与现状、国产
EDA
的困境与发展、国微
EDA
的发展
三个方面展开。
EDA
行业特点与现状
EDA
(
电子设计自动化
,
Electronic Design Automation
)处于集成电路产业链最上游的一环,是数字经济的支点。
集成电路工艺技术不停地更新升级,目前已经进入
10
纳米以下,行业壁垒越来越高。每一代芯片的更新,复杂度往往是前一代的至少两倍。作为芯片设计不可或缺的一环,
EDA
软件自身也在不断地进行更新迭代。
虽然
EDA
全球市场规模仅一百亿美元,却撬动了
5000
亿美元的半导体产业。如果没有
EDA
作基石,全球芯片设计公司将会因缺乏重要的生产要素,难以维持,半导体倒金字塔模型将可能会坍塌。
1994
年国际上取消
EDA
对中国的禁运,国内重心在快速发展集成电路产业,却无暇补上设计软件短板,导致对海外
EDA
的依赖一直延续到了现在。全球
EDA
软件供应商主要是国际三巨头
Synopsys
、
Cadence
和
Mentor
,三大
EDA
企业占全球市场的份额近
70%
。而在中国市场,三巨头占有
95%
的份额。中美贸易战拉开大幕,
EDA
禁运首当其冲,成为卡脖子工程。
帅红宇指出,
EDA
行业有四个特点,一是市场高度垄断,市场营收集中在美国三大
EDA
公司;二是技术壁垒高,人才奇缺,专利护城河深,全球从业人员
2.5
万人,国内
1500
左右;三是研发投入大,周期长,三巨头每年的研发投入均在
10
亿美元以上;四是技术产品更新特别快,摩尔定律推动设计规模变化快
PPA
推动工艺节点演进快。
从
EDA
行业的现状来看,
1964
年
-1978
年是
EDA
的早期阶段,也是
EDA
产业奠定基础的阶段;
1979
年
-1993
年是
EDA
产业的黄金阶段,
EDA
产业三巨头相继成立;
1993
年至今是
EDA
产业的成熟阶段,海外企业通过并购不断提高行业门槛,而国产首套
EDA
熊猫系统才刚刚面世。中国
EDA
产业起步相对较晚,但目前模拟
IC
设计全流程
EDA
已经初具规模,在数字
EDA
点方面已经取得突破。
国产
EDA
的困境与发展
EDA
国产
化
并非第一次
,
也不是第一次
受到掣肘
。
国内
EDA
产业发展始于
19
80
年代,在技术禁运的压力之下,中国也曾自主研发过,并
自主
成功开发出了与国际厂商处于同一水平线上的产品。
之后国际
策略转为解除
EDA
技术禁运。以技术成熟价格便宜的工具挤占市场,
爱环境影响,
国内也不再继续深耕
EDA
领域,
和海外
差距越来越大。目前国内的
EDA
工具很分散,提供不了全套的工具链,而国际
EDA
公司提供给芯片企业的一般都是全套工具。此外,高校
EDA
基础教育也较为薄弱。
帅红宇表示,目前,国内高校几乎完全没有
EDA
相关培养方向及
EDA
相关课程开设,
EDA
相关教材主要是
VHDL/Verilog
语言或可编程器件
FPGA
。此外,
2010
年后国内几乎完全没有相关领域的论文发表,集成电路行业对口专业学生毕业后进入相关行业的仅占
1/3
,对
EDA
又了解和兴趣的更是寥寥。
国内
EDA
产业面临的最大问题就是国内没有形成一个完整的、互相促进的产业链,抱团一直是半导体产业发展的最重要方向。半导体集成电路行业环环相扣,只有通过产业链上下游联动,才能获得成功。然而,国内行业协同不够紧密的问题一直存在。国内
EDA
工具厂商鲜少参与晶圆厂和设计公司的合作研发,有
EDA
产品生产出来,也得不到使用和反馈,进而难以进步。帅红宇认为存在两方面的问题,一是内外有别,对国外的
EDA
工具厂商开放,国产
EDA
厂商需要做认证审核,看资历和是否有相关项目经验。二是“资质”门槛,产业各环节试错成本过高,无论晶圆厂或
IC
设计厂都更愿相信
proven tools
和
proven teams
。国产缺位陷入恶性循环。
如何解决这两个问题,帅红宇认为必须打通内循环,通过政、企、学、研把循环打通,整个产业链相互促进,协同发展,形成完整的生态系统,才能不再受约束。
EDA
发展必要条件是行业必须抱团发展,采用市场化运作的手段,多头并进,才能建立国内
EDA
产业平台。
如何打通内循环,
帅红宇
表示要在
资金
、
人才
、
产业链
、
应用层
四个层面有所进步
,
一
在资金层面,
EDA
行业投资大、见效慢,周期长,需要高强度、高密度地持续投入。
二
在人才层面,
EDA
行业人才匮乏,需要人才政策帮助培养人才、吸引人才,留住人才。
三
在产业链层面,与设计公司的互动与促进,市场驱动研发产学研相结合,政府牵头。
四
在应用层面,应对垄断倾销,鼓励军工
、
国企
、
研究
机构
采购国产软件,应用国产
EDA
予以补贴。
目前
国内
国内大概有十多家
EDA
公司,
EDA
行业布局初见规模
,努力在做相关工作,但是都很弱小,即使号称最强最大的华大九天,正式员工也不足
700
人。有的
EDA
公司人员甚至不足
20
人。但就是在这些同仁们共同的努力下,目前模拟芯片设计已经基本可以说做了工具国产化;而早几年,数字芯片国产化工具基本都是空白,随着这几年发展,目前在数字芯片设计全流程中,已经有不少工具在逐步国产化,但仍然跟海外一线企业有相当的差距。
国微
EDA
的发展
之路
对为国微的
EDA
发展之路,帅红宇从政府支持、人才技术引进、资本撬动、产学研用相结合是国微四个方面进行了阐述。
政府支持方面,
2018
年国微集团承接核高基
01
重大专项课题“芯片设计全流程
EDA
系统 开发与应用”,以布局布线工具为核心,重点开发布局布线、时序分析、物理验证和功耗分析等工具,着力开发硬件仿真加速器、门级仿真、逻辑综合和形式验证等工具,最终形成数字电路芯片设计全流程