作者/洪雨晗
封面/圖蟲創意
EDA對許多人曾經是個非常陌生的概念,但在華為遭遇制裁後,這個被譽為“
晶片設計之母
”的產業成了普通人也在談論的話題——
它是晶片領域被“卡脖子”的典型代表
,目前的市場份額來看,國內和國際EDA市場由
國際三巨頭新思科技
(Synopsys)、
楷登電子
(Cadence)和
西門子EDA
絕對主導。
不過,就在6月底,
兩家中國EDA企業
開始正式進入上市流程,國產EDA第一股之爭也隨之展開。而這給了人們客觀地
一探國產EDA真實實力的機會
。
1/ EDA為啥重要?
晶片設計公司
最害怕的是什麼
?
在今年缺芯的背景下,恐怕不少人會說是晶片設計公司預約不到晶圓廠的產能幫助其流片,這個答案說對了一半,對資金實力有限的IC設計公司而言,更
害怕的其實是流片失敗。
也就是說,預約不到產能只是缺芯下的“特殊問題”,而流片失敗則是一個一直存在的普遍問題。畢竟,流片所需的花費不菲,歷史上
因數次流片失敗而倒閉的晶片公司不在少數。
而流片成功與否的關鍵,就在於前期晶片
內部結構的設計是否合理
。
過去,設計人員必須
手工完成晶片的設計和佈線
,可隨著晶片製程越來越先進,其內部的複雜程度也呈幾何級增長,這對IC設計人員來說,不管是工作量還是工作難度都在與日俱增,這就客觀要求IC設計人員利用
輔助性工具
來解決這個問題,
EDA
(Electronic Design Automation,
電子設計自動化
)
也因此產生。
具體來說,EDA是指利用計算機輔助設計軟體,完成超大規模積體電路晶片的功能設計、綜合、驗證、物理設計等流程的設計方式,
它能使晶片設計的效率得到數百倍的提升
,也因為EDA工具的日臻完善,從而大大減少了晶片設計公司
流片失敗的機率
。
用資料更直白的來看,有專業機構曾做過一個估算,在2011年,一個約
4000萬美元
的SoC設計
若不使用EDA工具,其花費會上升至驚人的7億美元
。因此,這個僅佔全球積體電路產業規模3%左右的EDA,被譽為晶片設計之母,可以說
沒有EDA就沒有當今高度複雜精密的積體電路。
2/ 國產EDA巨頭們仍需政府補貼
今年6月底,有我國EDA龍頭之稱的
華大九天
和另一家EDA企業
上海概倫電子
遞交的招股書先後得到了主管單位的受理,那麼,
今天我們國產EDA的成色究竟如何
?
華大九天是我國EDA產業元老級的企業
,雖然公司成立於2009年5月,但其初始團隊部分成員來自
北京積體電路設計中心
(後更名為
中國華大
積體電路設計中心),曾參與中國第一款具有自主智慧財產權的全流程EDA系統——“
熊貓ICCAD系統
”的研發工作。華大九天的現任
董事長劉偉平
博士自1989年8月就一直在北京積體電路設計中心,後隨公司EDA部門獨立(即現華大九天)來到了現崗位,是不折不扣的EDA老專家。
因此,華大九天有著純正的國資血統,公司承擔著2008年國家科技重大專項“
核心電子器件、高階通用晶片及基礎軟體產品
” 專項的研發任務,包括此刻在衝刺科創板的另一家EDA企業概倫電子,成立於2010年,可以說也是受該國家專項政策的推動而成立的。
在主營業務上,兩家公司雖然都是向下遊廠商出售EDA工具以及技術開發服務,但不同點也很明顯。
華大九天在類比電路
設計和平板顯示電路設計方面實現全流程工具覆蓋,
概倫電子則圍繞設計-工藝協同最佳化
(DTCO)方法學,聚焦於特定細分領域的工具,在細分市場開啟局面。
也就是
一個大而全,一個細而精。
在營收上,2018到2020年的報告期內,
華大九天營業收入
分別為1。51億元、2。57億元、
4。15億元
;
淨利潤
分別為4851。94萬元、5715。77萬元、
1。04億元
。
概倫電子的營業收入
分別為5194。86萬元、6548。66萬元、
13748。32萬元
;
其淨利潤
分別為為-790。32萬元、-87736。02萬元、
2789。17萬元。
雖然華大九天的營收明顯好於概倫電子,但存在一個晶片行業常見的問題:
華大九天仍需大量政府補貼。
據華大九天招股書顯示,報告期內公司計入其他收益的
政府補助分別為
4389。2萬元、5430。27萬元和
7040。57萬元
,
佔當期利潤總額的比例
分別為90。46%、95。00%和
67。99%
,佔比較高,政府補助的主要內容為軟體產品增值稅即徵即退款和EDA專案補助等。
EDA是演算法密集型
的大型工業軟體系統,是典型的技術密集型行業。其開發過程需要計算機、數學、物理、電子電路、工藝等多種學科和專業的高階人才,這就要求EDA企業在產品升級和研發費用上投入更多。2018~2020三年內,華大九天的
研發費用佔營業收入的比例
分別為49。81%、52。50%、
44。22%
,概倫電子研發投入佔營業收入比例分別為51。16%、
361。94%、38。91%。
EDA行業狀況與積體電路產業發展情況息息相關。在近年來全球積體電路產業基本保持穩定向好的發展態勢下,全球EDA工具總銷售額也保持穩定上漲,
2020年實現總銷售額72。3億美元
,同比增長10。7%。
我國2020年EDA行業全年總銷售額約為66。2億元
, 同比增長19。9%,實現連續增長。其中,
我國自主EDA工具企業在本土市場營業收入約為7。6億元
,同比增幅65。2%。
雖然我國EDA產業正在蓬勃發展過程中,但目前國內和國際
EDA市場仍由國際三巨頭
新思科技、楷登電子和西門子EDA
絕對主導
,三巨頭能夠提供全套的晶片設計EDA 解決方案。根據賽迪智庫資料,2020年
國內EDA市場銷售額約80%由國際三巨頭佔據
。國內EDA供應商目前所佔市場份額較小。即便是國內EDA龍頭企業
華大九天,也僅佔據國內2020年EDA市場約6%份額
,遠在國際三巨頭之後。
3/ 如何追趕?
華為遭美國製裁後便因三大廠商不再對其更新EDA版本和後續服務
使得海思麒麟難以持續研發
,華大九天則
在16nm以下的先進製程工藝
上還未突破,
無法為華為提供軟體技術支撐
。那麼對我國EDA企業而言,趕上國際領先EDA企業的難點在哪?
從國際EDA三巨頭的發展歷史上來看,
首先是規模效應。
這三家企業均具備
超過三十年的發展歷史
,各自進行過
50起以上的兼併收購
,其中新思科技更是透過100起以上的兼併收購成為
全球第一大EDA公司
,構建了較高的生態壁壘,這就致使全球包括
蘋果、高通、英特爾
在內的晶片巨頭
也不得不向三大廠商中的幾家採購軟體和服務。
其次是產業鏈的協同
,EDA工具與下游晶片製造工藝關係緊密。EDA工具模擬的結果與晶片製造企業的具體工藝細節息息相關,這就需要將理論模型與工藝結果之間相互驗證,
當晶圓代工廠開發新的工藝
,EDA工具軟體廠商就
需要獲得代工廠新工藝的相關資料
,基於此來開發新的版本。
因此,EDA工具軟體要支援最先進工藝節點,就
必須與代工廠保持緊密合作
,根據代工廠的工藝特點開發相應的演算法和模型,在這一過程中實現自身產品和技術的進步,國際三大EDA龍頭企業的成長,都伴隨著與全球各大晶片廠商的密切交流。
可以說,未來我國
晶圓代工廠的先進製程能力決定了我國EDA工具軟體的先程序度。
最後,也是最關鍵的一點。
EDA終究是半導體產業鏈中的一環,我國EDA企業的發展壯大
脫離不了市場需求和盈利
,政策和補貼固然是前期羸弱的EDA企業發展的重要一環,但如何在市場中
獨立生存並盈利
則是國資背景EDA企業一步步完成上市後,更加需要考慮的問題。
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