美国商务部针对华为进行制裁升级,除了祭出致命的晶圆代工外,另一大利器就是eda,两大招一齐使出,华为轮值董事长郭平也不得不承认华为业务必定会受到影响。
不过,外界并不那么乐观认为只是受到影响,一旦美国全数否决eda 与晶圆代工两产业跟华为的合作,华为恐从一线大厂变成二线,最差情况则可能跟过去遭到制裁的中兴一样,连产品都无法销售。
站在半导体金字塔顶端
ic设计可说是半导体产业上游产业,而eda产业则是ic设计的最上游产业,eda软件涵盖ic设计、布线、验证和模拟等全方位工具,同时也是集成电路设计必需,且最重要的软件。
eda是广义cad(电脑辅助设计) 的一种,利用eda工具,使ic设计人员可以从概念、演算法、协议等开始设计电子系统,并从电路设计、性能分析到设计出ic布局或pcb布局的整个过程。
eda是半导体领域中产值小,但极为重要部分。数据显示,2018年eda的市场规模只有97.15亿美元,2014年~2018年年复合增长率只有不到7%,相对于几千亿美金的半导体产业产值而言贡献度极低。但如果缺少这个产业,全球的ic设计公司都将停摆。
eda 产业三巨头
全球eda主要由三家美企synopsys、cadence 及mentor graphics(2016年被西门子并购) 把持,三家合计在全球市占逾60%。在中国市场则集中度更高,市占高达95%以上。
而eda企业提供给ic设计公司一般都是全套软件设计工具,因此eda整合程度高的公司其产品将更有优势。而这美企三巨头基本都能提供全套的芯片设计ead解决方案。
synopsys是这三大厂中最全面eda企业,它的优势在于数字前端、数字后端和pt sign-off。synopsys有垄断90% 的tcad 组件模拟及50% 的dfm 工艺模拟,这是该公司在eda产业竞争中的一把利器。
排名第二的cadence强项在于类比或混合信号的定制化电路布局设计,同时pcb 相关领域也较强,只是sign-off的工具偏弱。
第三的mentor graphic则在后端布局布线这领域较强,同时在pcb领域上具有优势,强项在于calibre sign-off 和dft,但mentor graphic在整合度上难以与前两家抗衡。
由于eda三巨头几乎在所有电子细项领域都有产品涉及,而eda因为专利层层保护使得进入门槛极高,再加对下游客户而言成本弹性大,导致依赖性高,要瓜分这三家大厂的饼短期并不容易。
而这三巨头能在全球站稳脚步有三大要素:一、不断的合并小厂;二、高研发支出;三、美国政府在背后支持。
以华为而言,三大厂的eda工具华为均有采用,应用在华为各个不同电子产品领域。
下一代eda竞争已展开
随着ic设计复杂度的提升,新工艺的发展,eda产业有非常大的发展空间,目前eda产业两大发展方向:云计算+eda、ai+eda,而cadence暂时保持领先地位。
云计算+eda产生三大优势,一为快速部局提高工程效率缩短专案完成时间;二是通过灵活的解决方案和大规模可扩展的云工具实现无缝接轨;三是经过验证的解决方案具备高度安全性,被许多客户信赖和使用。
至于ai+eda则是提高eda软件的自主程度,提升ic设计效率,缩短芯片研发周期。
中国eda发展
中国eda软件工具从20世纪的80年代中后期开始,至今培育出较具规模的eda企业有华大九天、芯禾科技、广立微电子、博达微科技、概伦电子、蓝海微科技、奥卡思微电等七家。
但整体而言,中国厂在特定电子领域有不错的发展,但若提到整体的整合方案则是十分匮乏。华大九天是全球唯一的能够提供全流程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。
至于中国自制eda首要不足点就是在数字电路领域。soc设计主流程的eda 工具中,来自synopsys与cadence占据绝大部分,特别是时序和功耗检查及定制设计两程序,完全由上述两大厂垄断,这是华为极需的工具。
第二,中国发展eda的困难处则是人才不足,中国境内约有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,绝大部份工程师在美企三大厂工作。
若将视野扩大至全球,synopsys就有7000多名的研发人员,当中有5000多从事eda的研发,已是中国境内逾两倍,差距极为悬殊。
最后则是产业扶植困难,因为eda市场被三大厂垄断,中国自制eda生存环境小,即使能够研发出全套的eda工具,在短期内也难以与三大厂的产品抗衡。
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