《電子技術(shù)應(yīng)用》
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EDA工具對集成電路產(chǎn)業(yè)為何如此重要?

2020-09-10
作者:張依依
來源:中國電子報
關(guān)鍵詞: EDA 集成電路 半導(dǎo)體

  如果把芯片比喻為一件設(shè)計精美的工藝品,那么電子設(shè)計自動化(EDA)工具就是雕刻這件工藝品的刻刀,,因此它對于集成電路產(chǎn)業(yè)的重要性自是不言而喻。國內(nèi)EDA企業(yè)在發(fā)展的過程中應(yīng)該充分樹立“戰(zhàn)略冗余”的觀念,,在努力補齊自身短板的同時,,還要在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的某一細分領(lǐng)域做到“獨步天下”,以此成為全球產(chǎn)業(yè)鏈中必不可少的重要組成部分,。

  由于前期重視程度不夠,,國內(nèi)EDA產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對落后。現(xiàn)階段,,突破先進材料和器件等電子工程方面的難度持續(xù)加大,,但計算機科學(xué),尤其是近些年人工智能和云技術(shù)的發(fā)展卻給我國EDA行業(yè)的變革帶來了新的機遇,。

  EDA技術(shù)被國外企業(yè)壟斷

  芯片的設(shè)計離不開EDA工具的加持,。近年來,盡管部分產(chǎn)品晶體管數(shù)量的增長率已經(jīng)放緩,,但摩爾定律仍然是業(yè)內(nèi)普遍遵循的指導(dǎo)原則,。有消息稱,蘋果iPhone12搭載的A14處理器的晶體管數(shù)量將達125億個,。若不借助高度自動化的EDA工具,,設(shè)計包含如此龐大數(shù)量晶體管的芯片顯然是一項無法完成的任務(wù)。

  隨著集成電路設(shè)計的復(fù)雜程度日益提高,,芯片的驗證無疑是決定芯片流片是否成功的最關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一,,而EDA工具正是驗證環(huán)節(jié)中不可或缺的重要幫手。

  芯華章董事長兼 CEO王禮賓在接受記者采訪時表示,,在芯片的研發(fā)過程中,,芯片的驗證貫穿著整個設(shè)計流程,因此它芯片的驗證過程越充分,,芯片流片的成功率就越高,,而EDA工具在這個過程中能夠起到一錘定音的作用。“由于芯片設(shè)計的規(guī)模增加,,EDA驗證是決定芯片成敗的關(guān)鍵工具,。”王禮賓說,。

  作為半導(dǎo)體行業(yè)的核心產(chǎn)業(yè)之一,,EDA產(chǎn)業(yè)一直被國外巨頭壟斷。全芯智造BD總監(jiān)韓明在此前接受《中國電子報》記者采訪時表示,,在EDA領(lǐng)域,,Synopsys、Cadence和Mentor Graphics這三家公司被稱為“EDA三巨頭”,。據(jù)悉,,這三家公司占據(jù)了全球市場超過65%的份額,在中國所占的市場份額甚至高達90%,。

  國內(nèi)EDA產(chǎn)業(yè)的發(fā)展一直落后于國外,。北京華大九天軟件有限公司董事長、南京集成電路設(shè)計服務(wù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心董事長兼總經(jīng)理劉偉平在接受專訪時告訴記者,,我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的整體起步時間較晚,,因此我國在EDA方面的布局也相對滯后,沒能形成良好的協(xié)同發(fā)展模式,。這導(dǎo)致了目前國內(nèi)EDA產(chǎn)業(yè)的發(fā)展存在較大問題,,特別是在核心技術(shù)方面存在缺失。

  人才的缺失也是當(dāng)前國內(nèi)EDA產(chǎn)業(yè)面臨的一大問題,。韓明表示,,人才是EDA產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的主要動力之一。然而,,國內(nèi)EDA人才較少,,這導(dǎo)致了目前國內(nèi)EDA公司的從業(yè)人員不足千人。人才的缺失使我國EDA產(chǎn)業(yè)的發(fā)展相對落后,。相比之下,,國外領(lǐng)先的EDA公司都通過內(nèi)生發(fā)展和收購整合,利用跨國公司的優(yōu)勢在全球范圍內(nèi)網(wǎng)羅優(yōu)秀人才,。

  云技術(shù)將是EDA重要推手

  核心技術(shù)的缺失使國內(nèi)EDA產(chǎn)業(yè)缺乏核心專利,導(dǎo)致我國在全球EDA知識產(chǎn)權(quán)的競爭中處于不利地位,。由于我國需要支付多套EDA工具專利費,,高昂的成本直接拖累了本土芯片的設(shè)計周期,大大削弱了其在市場中的競爭力,。此外,,自身技術(shù)基礎(chǔ)的薄弱也使我國在高精度芯片的研發(fā)上無計可施。面對如此困境,我國EDA產(chǎn)業(yè)的發(fā)展之路在何方,?

  集成電路產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展能夠?qū)鴥?nèi)EDA產(chǎn)業(yè)市場需求的增長起到帶動作用,,從而促進該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。王禮賓介紹,,受新冠肺炎疫情的影響,,2020年上半年全球的半導(dǎo)體市場形勢不佳,只有中國的半導(dǎo)體市場呈現(xiàn)上升態(tài)勢,。這種一枝獨秀的局面顯示了國內(nèi)半導(dǎo)體市場巨大的發(fā)展?jié)摿?。他還指出,2020年中國集成電路行業(yè)的銷售收入有望突破9000億元,。到2025年,,國產(chǎn)芯片的自給率要達到70%?;诩呻娐沸袠I(yè)與EDA產(chǎn)業(yè)緊密的聯(lián)系,,王禮賓認(rèn)為,在未來5~6年,,我國EDA產(chǎn)業(yè)的市場容量會增加5倍左右,,因此國內(nèi)EDA產(chǎn)業(yè)具備廣闊的市場前景和較大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

  人工智能技術(shù)的發(fā)展為我國EDA產(chǎn)業(yè)提供了新的發(fā)展機遇。根據(jù)ABI Research發(fā)布的報告,,到2024年,,全球云端AI芯片的市場規(guī)模將擴大至100億美元。與此同時,,全球邊緣AI芯片的市場規(guī)模也將以31%的年平均增長率持續(xù)擴張,。

  AI技術(shù)的發(fā)展催生了終端市場對AI芯片的強烈需求,而AI芯片對封裝的小型化要求十分苛刻,。先進的EDA工具正是滿足這一需求的重要解決方案,。具體來講,為了在越來越小的單位面積上集成越來越多的晶體管,,EDA工具需要與時俱進,,通過其性能的改良和提升,順應(yīng)AI技術(shù)的發(fā)展潮流,。因此,,AI芯片在市場上的火爆可能會讓更多廠商意識到EDA工具的重要性,從而加大對其的投資和研發(fā),。

  在EDA工具順應(yīng)AI技術(shù)發(fā)展潮流的過程中,,云技術(shù)也是不容忽視的關(guān)鍵力量。王禮賓表示,,芯片設(shè)計公司不僅需要EDA產(chǎn)品,,也需要EDA服務(wù),,因此EDA服務(wù)上“云”是未來重要的發(fā)展趨勢。他表示,,很多公司在購買EDA產(chǎn)品的同時也在購買EDA服務(wù),。如果沒有EDA服務(wù),他們就很難用好EDA產(chǎn)品,,也就不能做好芯片的設(shè)計,。而云驗證服務(wù)是基于云技術(shù)的驗證服務(wù),云端龐大的運算能力能夠有效解決仿真耗時的問題,。當(dāng)客戶在設(shè)計復(fù)雜的系統(tǒng)級芯片時,,它能夠提高芯片的驗證效率并降低其驗證成本,在滿足客戶多樣化需求的同時幫助他們更加靈活地使用EDA產(chǎn)品,。

  總體來說,,云服務(wù)廠商在硬件部署、軟件創(chuàng)新和軟硬件協(xié)同等方面已成為了推動智能化進程的中流砥柱,。因此,,云技術(shù)無疑將成為促進EDA產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要推手。

  下一代EDA技術(shù)成突破關(guān)鍵

  當(dāng)前復(fù)雜的國際形勢對中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展并不有利,。在這種處處掣肘的大環(huán)境下,,EDA產(chǎn)業(yè)的重要性將進一步凸顯。研究和開發(fā)EDA工具絕非一日之功,。為了抓住新技術(shù)帶來的新機遇,,業(yè)內(nèi)企業(yè)需要為該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展采取更積極、更主動的舉措,,合力發(fā)展國內(nèi)EDA產(chǎn)業(yè),。

  我國半導(dǎo)體企業(yè)需要共同參與EDA產(chǎn)業(yè)的生態(tài)建設(shè),以此構(gòu)建良好的產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境,。劉偉平指出,,EDA產(chǎn)業(yè)是芯片設(shè)計、制造,、封測企業(yè)間重要的合作橋梁,,因此EDA產(chǎn)業(yè)的生態(tài)建設(shè)需要半導(dǎo)體全產(chǎn)業(yè)鏈的各個企業(yè)共同協(xié)作營造,而這也是未來我國EDA產(chǎn)業(yè)能否實現(xiàn)突破的關(guān)鍵,。

  現(xiàn)階段,,華大九天、芯華章,、全芯智造等國內(nèi)EDA領(lǐng)先企業(yè)持續(xù)加大研發(fā)力度,,已與國內(nèi)外多家半導(dǎo)體企業(yè)開展了深度合作,在部分領(lǐng)域形成了具有行業(yè)競爭力的特色優(yōu)勢,,生態(tài)效應(yīng)逐步顯現(xiàn),。“未來,,隨著國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的逐步完善,,華大九天等EDA廠商將進一步推進國內(nèi)EDA領(lǐng)域的戰(zhàn)略協(xié)作,以此加快產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè)的進程,,助力我國EDA產(chǎn)業(yè)生態(tài)的構(gòu)建,。”劉偉平說,。

  國內(nèi)EDA企業(yè)還應(yīng)樹立“戰(zhàn)略冗余”的觀念,。何為“戰(zhàn)略冗余”?韓明對此作出了解釋:“‘冗余’是半導(dǎo)體領(lǐng)域的一個專用術(shù)語,。它指的是在電路上增加冗余電路,,以保證整個芯片不受部分失效電路的影響,從而實現(xiàn)芯片的正常工作并保證其良率,?!表n明表示,國內(nèi)EDA公司在考慮商業(yè)和市場價值的同時,,也要樹立“戰(zhàn)略冗余”的觀念,,從產(chǎn)業(yè)鏈上的細分領(lǐng)域做起,努力補齊自身短板,。

  我國EDA產(chǎn)業(yè)也要在產(chǎn)業(yè)鏈的某些細分領(lǐng)域做到世界領(lǐng)先,。韓明指出,只有在某些細分領(lǐng)域做到極致,,我國EDA產(chǎn)業(yè)才能成為全球產(chǎn)業(yè)鏈中密不可分的一部分,。

  國內(nèi)EDA企業(yè)還要創(chuàng)新求變,積極參與布局下一代EDA技術(shù),。王禮賓表示,,業(yè)內(nèi)不僅要在EDA技術(shù)上實現(xiàn)突破和創(chuàng)新,還要合力研發(fā)先進工藝,,在先進工藝的研發(fā)流程上實現(xiàn)更新和迭代,。此外,國內(nèi)EDA企業(yè)還要加大對EDA創(chuàng)新人才的培養(yǎng)力度,?!叭斯ぶ悄堋⒃朴嬎愕认冗M技術(shù)的發(fā)展,,以及先進工藝研發(fā)流程的迭代等都為布局下一代EDA技術(shù)提供了契機,。這時,業(yè)內(nèi)就更加需要EDA領(lǐng)軍人才的出現(xiàn),。他們對EDA技術(shù)發(fā)展的最新趨勢和先進工藝的研發(fā)有著敏銳的洞察力,,因此能夠幫助我國EDA產(chǎn)業(yè)擺脫困境,,實現(xiàn)跨越式發(fā)展?!蓖醵Y賓說,。



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