國產芯片設計工具EDA自給率不足10% 卻有后發(fā)優(yōu)勢

中國在芯片產業(yè)鏈上的短板日益凸顯，這使得芯片設計工具EDA的自主可控成為行業(yè)關注的焦點。

在近日的2020世界半導體大會EDA產業(yè)發(fā)展分論壇上，賽迪顧問報告數據顯示，2019年全球EDA市場為102.5億美元，EDA市場呈現寡頭壟斷的局面，主要由Synopsys，Cadence和Mentor三巨頭瓜分，國內EDA市場超過85%的份額也由三巨頭占據。

芯華章創(chuàng)始人、董事長兼CEO王禮賓在接受21世紀經濟報道專訪時指出，目前國產自研EDA的市場占比不足10%，未來這一比重有望大幅上升；2019年中國EDA市場是4.77億美元，預計到2025年，這一數字將會增長5倍，達到22.72億美元。

王禮賓認為，國產EDA突破的關鍵在于，能夠為芯片設計企業(yè)提供足夠好用的產品和服務，只有經歷了市場的淬煉和考驗才能夯實國產EDA在全球的競爭力。

在他看來，一個成功的EDA企業(yè)需要集齊人才、核心技術、市場支持、法律保護和資金這五個缺一不可的條件。在國產EDA發(fā)展過程中，中國EDA企業(yè)沒有國外巨頭的技術包袱，能夠以更大決心采用新的架構與算法，而機器學習、云計算等前沿技術的應用也為國產EDA提供了更高的起點，這賦予了國產EDA更多后發(fā)優(yōu)勢。

中國EDA亟待“破壁”

《21世紀》：此前，國際“三巨頭”幾乎是EDA的代名詞，我們注意到，芯華章選擇驗證領域作為國產EDA的突破點，這是基于怎樣的考慮？

王禮賓：眾所周知，當前中國在EDA領域面臨的國際形勢是非常嚴峻的。從國內看，盡管近年來國產EDA在模擬芯片上取得了一定進展，但國產EDA在數字仿真、驗證等多個環(huán)節(jié)存在非常多的短板，部分領域甚至幾乎是一片空白，對國外的依賴非常大，這使得國內芯片產業(yè)鏈非常脆弱。

EDA是一個使用門檻很高的工具，其使用既需要對工具本身的支持，也需要設計方法上的支持，很多芯片企業(yè)購買這一工具實際是為了購買這種服務；此外，軟件本身也存在bug，用戶在使用過程中沒有技術支持是很難憑一己之力來完成芯片設計的。這需要國產EDA技術的“突破”。

《21世紀》：中國芯片是否會出現EDA工具短缺危機？

王禮賓： 對EDA工具來說，其商業(yè)模式大多是三年授權的方式，這其實給不少企業(yè)提供了一個緩沖的時間：一些企業(yè)雖然沒有技術支持，但仍然可以獲得三年使用授權，對EDA企業(yè)而言，這意味著我們需要在三年之內拿出一個方案，這是一個不小的挑戰(zhàn)。對于其他環(huán)節(jié)，我不好評價，但在EDA的驗證環(huán)節(jié)，我們相信，能在三年之內實現部分國產化。

《21世紀》：在你看來，國產EDA的“破壁”需要具備哪些條件？最大的困難在哪里？

王禮賓：我在EDA行業(yè)里20年，很清楚一個成功的EDA公司，最關鍵的是要具備五個條件：第一是人才，第二是核心技術，第三是市場支持，第四是法律保護，第五是足夠的資金。這五個環(huán)節(jié)缺一不可，任何一個環(huán)節(jié)出了問題都會帶來巨大的困難。

比如，在人才和技術上，EDA行業(yè)是一個特殊的行業(yè)，它是一個跨學科的領域，不僅僅需要了解軟件工程、算法、數字結構、編譯原理，還需要很多其他學科的人才。

在法律上，很多公司會在野蠻生長之后遭遇法律糾紛從而舉步維艱，最重要的是要做好知識產權的保護。要與世界一流企業(yè)競爭，你就得注意保護自己的知識產權，同時不要侵犯別人的知識產權。

在市場支持上，國內市場給予了國產EDA極大的支持和包容，這些芯片設計企業(yè)是我們的潛在用戶，也一直在支持我們的研發(fā)。

自給率不足10%，國產EDA企業(yè)分段布局

《21世紀》：目前全球EDA市場呈現寡頭壟斷的局面，在這種格局中，留給國產EDA的空間有多大？

王禮賓：EDA的產值跟整個半導體行業(yè)密切相關。2019年，全球EDA市場大概為一百多億美元，這撬動了5000億美元的半導體市場，以及16.5萬億美元的電子產品市場。EDA產業(yè)一般占半導體產業(yè)的比重為2%-3%，今年上半年，中國對全球半導體市場的貢獻率超過了100%，而快速增長的半導體產業(yè)會給國產EDA產業(yè)留出很大的發(fā)展空間。

2019年中國EDA市場是4.77億美元，根據IBS預測，到2025年，這一數字將會增長5倍，達到22.72億美元。而國產化替代也將為國產EDA帶來一個巨大的機遇：目前國產自研EDA的市場占比不足10%，未來這一比重將大幅提高。2019年整個芯片的國產自給率是30%，中國有望在2025年將芯片的國產自給率提高到70%。

《21世紀》：目前，國產EDA的發(fā)展現狀和市場格局是怎樣的？

王禮賓：從大的領域看，集成電路可分為兩部分：一部分是模擬芯片，一部分是數字芯片。在EDA方面，數字芯片又分為數字前端和數字后端，前端側重于數字仿真與驗證，后端側重于數字實現。

中國EDA的現狀是，在模擬芯片方面布局相對較早，除了龍頭企業(yè)華大九天之外，多家國內EDA公司也都在模擬芯片領域取得了積極進展，這是市場驅動的自然結果，中國早期沒有如此發(fā)達的電子信息產業(yè)，市場需求主要集中在傳統(tǒng)的模擬芯片上。

近年來，信息通信等高端電子信息產業(yè)發(fā)展迅速，中國在數字芯片EDA方面也取得了一定進展，比如在數字后端，國微集團拿到了國家重大專項，芯華章則在仿真驗證等數字前端發(fā)力，在此之前，這一領域是空白的。

在芯片市場蓬勃發(fā)展下，華大九天、芯華章和國微都在積極布局國內EDA市場，分別專注于模擬芯片、數字前端和數字后端，我們希望能在短時間內專注于自身領域的突破并形成合力，為中國芯片產業(yè)鏈補齊EDA短板。從整體布局上看，國產EDA已覆蓋芯片設計、制造的整個流程。

《21世紀》：我們注意到，國際上Synopsys，Cadence和Mentor三巨頭都是全流程布局的，而中國EDA公司似乎是分段布局的，這是為什么？這是否意味著，國內EDA公司之間更多是互補合作的關系，而非相互競爭的關系？

王禮賓：不同于三巨頭，中國EDA企業(yè)在模擬芯片、數字前端、數字后端、芯片制造等環(huán)節(jié)做了分段布局。因為我們起步晚，我們必須得用這種互補的辦法做差異化定位，盡可能減少無謂的重復投資，現在這種布局也符合政策上的引導，這也是EDA公司發(fā)展初期的一個必經過程。我相信中國EDA企業(yè)在發(fā)展到一定階段之后，也會通過并購來整合市場，補齊產業(yè)鏈。

事實上，國際上三巨頭此前也是專注于某一特定環(huán)節(jié)發(fā)展壯大起來的，比如，Cadence最早是做模擬芯片EDA起家的，Synopsys最早是做綜合出身，它們都是專注做一個市場，然后不斷整合市場。

相較于現在，早些年間的國產EDA發(fā)展并未獲得足夠重視，整個EDA市場是一個無序發(fā)展的狀態(tài)，在開放的條件下由企業(yè)自己選擇發(fā)展方向，這導致EDA產業(yè)鏈存在“偏科”的問題：相對而言，模擬芯片門檻較低，企業(yè)做的多一些；而數字芯片在驗證等環(huán)節(jié)，技術難度較大，投入較高，就沒有企業(yè)愿意做，這導致國產EDA形成了這種零散的市場格局。

國外也經歷過同樣的階段。上世紀80年代，全球EDA一樣處于無序發(fā)展之中，只是Cadence、Synopsys、Mentor這三家巨頭迅速崛起，并不斷地并購其他企業(yè)，在二三十年中各自分別收購了七八十家公司，快速整合了市場，形成了完善的EDA工具鏈。

技術包袱較少，國產EDA具備后發(fā)優(yōu)勢

《21世紀》：目前三巨頭在國內仍處于寡頭壟斷的地位，大多數芯片設計企業(yè)使用的也都是它們的工具，在你看來，如果沒有被列入實體清單的話，這些企業(yè)有什么動力會改弦更張，使用國產EDA？

王禮賓：首先，打鐵還得自身硬，我們必須為芯片設計企業(yè)提供足夠好用的產品和服務，只有經歷了市場的淬煉和考驗才能夯實國產EDA在全球的競爭力。

其次，在當前外部環(huán)境下，確實很多國內客戶給了我們更大的寬容度，他們知道EDA工具做起來沒有那么容易，所以在我們發(fā)展的早期階段，不會給我們提過高的要求。

國內產業(yè)對EDA企業(yè)整體上是持扶持的態(tài)度，尤其是一些頂級芯片設計公司，它們愿意把自己的數據拿來幫我們訓練、調試我們的工具，因為國產EDA的一大軟肋就是沒有足夠的數據。

EDA是一種核心的工業(yè)基礎軟件，在當前形勢下，唯有夯實自身實力，才能以不變應萬變。

《21世紀》：跟國外EDA巨頭開展競爭的話，國產EDA有哪些優(yōu)勢？

王禮賓：其實國產EDA最大的優(yōu)勢是我們的后發(fā)優(yōu)勢。這體現在這幾個方面：

首先，我們有高起點的優(yōu)勢，以前做設計工具的時候起點很低，是在很老的技術上逐步積累的，但發(fā)展到了今天，有很多新的技術可以直接使用，比如基于機器學習的人工智能、云計算等技術可以大幅縮短我們的差距。

其次，在引入新架構和新算法方面，后發(fā)國產EDA企業(yè)的決心更大、速度更快，其技術包袱相對國外要小得多。

一些老牌EDA工具開發(fā)了很多年，其實它們的底層架構是沒有變化的，算法也是較早的算法，各種新功能在此基礎上不斷地疊加，這會造成很大的冗余。但是，沒有一家企業(yè)能做到有決心推倒重來，它們都想過，但是都不敢做，而且也沒必要這么做：它們已經獲得了寡頭壟斷地位，沒有動力來做這種創(chuàng)新，更沒動力推倒以前老的架構。但是對我們來講，就沒有這種包袱，所以我們有可能做出架構更先進、性能很高的產品。

再次，作為后發(fā)企業(yè)，國產EDA可以避開一些陷阱，少走很多彎路。我們核心的研發(fā)人員都知道傳統(tǒng)EDA工具什么地方好用，什么地方有“坑”，比如做架構的時候，哪些架構已經失敗過了，不用想就可以繞過去，這種經驗的積累可以減少很多試錯成本。