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2002年，已經(jīng)滲透芯片行業(yè)很長時(shí)間的謝仲輝回到了上海。早年，他在臺(tái)灣大學(xué)學(xué)習(xí)，參與了新加坡政府支持的特許半導(dǎo)體工廠的建立和運(yùn)營。隨著同事們逐漸回到大陸，他意識(shí)到國內(nèi)芯片行業(yè)正在迅速發(fā)展，迫切需要富有Sumida代理人才為國效力。因此，他選擇了華虹參加國家909工程。

芯片采購網(wǎng)專注于整合國內(nèi)外授權(quán)IC代理商現(xiàn)貨資源，芯片庫存實(shí)時(shí)查詢，行業(yè)價(jià)格合理，采購方便IC芯片，國內(nèi)專業(yè)芯片采購平臺(tái)。

挑戰(zhàn)是顯而易見的：與國外大客戶相比，國內(nèi)芯片設(shè)計(jì)公司普遍較弱，每月訂單量只有幾十件，甚至更少，但芯片制造的早期流量投資不能減少。一套模板只有幾十萬美元，這讓許多設(shè)計(jì)從業(yè)者望而卻步。

為了減少客戶的早期投資，謝仲輝和他的團(tuán)隊(duì)想出了一種方式——多個(gè)客戶共享一套模板，這可以大大減少芯片設(shè)計(jì)行業(yè)的初始投資。在謝仲輝等人的努力下，華虹在中國申請(qǐng)了相應(yīng)的專利，實(shí)際上承擔(dān)了培育國內(nèi)芯片設(shè)計(jì)生態(tài)的部分成本。當(dāng)年，許多弱芯片設(shè)計(jì)企業(yè)逐漸擴(kuò)大了華虹的投影量，最終成長為參天大樹。

二十年后，謝仲輝加入了一個(gè)新興的芯片設(shè)計(jì)行業(yè)，致力于人工智能和云服務(wù)EDA企業(yè)-芯華章。事實(shí)上，隨著國內(nèi)芯片設(shè)計(jì)行業(yè)的發(fā)展，許多芯片老兵的職業(yè)生涯也在發(fā)生類似的變化。

EDA，它是一種為芯片設(shè)計(jì)圖紙的電子自動(dòng)化工具。早在20世紀(jì)90年代，大陸就推出了適合模擬芯片的熊貓EDA，但它已經(jīng)成為一個(gè)小分支，因?yàn)樗�不能適應(yīng)數(shù)字芯片的趨勢(shì)。總的來說，自世紀(jì)初以來，中國EDA國內(nèi)工業(yè)界的存在很少。

然而，經(jīng)過20多年的發(fā)展，中國變得容易EDA但遵循市場化原則，結(jié)構(gòu)平衡，甚至在某些領(lǐng)域略顯領(lǐng)先。

那么，中國EDA這種情況是如何形成的？本文以中國為基礎(chǔ)EDA梳理了行業(yè)三個(gè)階段:

1. 2000～2010：EDA商業(yè)模式奠基；

2. 2010~2020:痛點(diǎn)創(chuàng)新競和合；

3. 2020~

01

EDA商業(yè)模式奠基

EDA商業(yè)模式的建立可以追溯到晶圓代工業(yè)的崛起。20世紀(jì)90年代，臺(tái)積電作為一家專業(yè)的晶圓代工廠，專注于制造，為大量的芯片設(shè)計(jì)客戶服務(wù)。這種商業(yè)模式需要簡單高效的設(shè)計(jì)工具作為支持，使中小型客戶能夠順利設(shè)計(jì)芯片，而無需依賴于大公司的設(shè)計(jì)工具。

隨著晶圓代工業(yè)的逐漸形成，大量純?cè)O(shè)計(jì)公司（fabless）作為晶圓代工業(yè)和設(shè)計(jì)行業(yè)的關(guān)鍵橋梁，如雨后春筍般涌現(xiàn)，EDA工業(yè)成熟。之后，EDA經(jīng)過多年的高強(qiáng)度并購，新思、楷登兩大巨頭脫穎而出，在各個(gè)環(huán)節(jié)形成了連貫的商業(yè)布局：

晶圓廠端為其提供完整的服務(wù)PDK工藝套件作為設(shè)計(jì)客戶的標(biāo)準(zhǔn)參考，大大降低了制造端的壓力；設(shè)計(jì)端為其提供服務(wù)DDR、USB廣泛使用的關(guān)鍵接口等IP，節(jié)省芯片設(shè)計(jì)的自主研究IP時(shí)間和精力；即使在光刻機(jī)上，新思也為阿斯麥開發(fā)了專門的鏡頭校準(zhǔn)軟件，使光刻過程準(zhǔn)確。

芯片產(chǎn)業(yè)鏈上下游布局深入，EDA成為整個(gè)芯片行業(yè)的關(guān)鍵先生。隨著數(shù)字芯片晶體管數(shù)量的快速增長和設(shè)計(jì)錯(cuò)誤成本指數(shù)的增加，越來越多的設(shè)計(jì)客戶開發(fā)了合法的支付EDA成本習(xí)慣。

于是，EDA該行業(yè)已經(jīng)形成了一個(gè)良好的商業(yè)模式：一方面，它保持了一個(gè)龐大而優(yōu)秀的研發(fā)團(tuán)隊(duì)來開發(fā)優(yōu)秀的產(chǎn)品，另一方面，它保持了一個(gè)完美的銷售和技術(shù)支持團(tuán)隊(duì)來密切服務(wù)客戶。美國股市EDA巨頭財(cái)務(wù)報(bào)告中的銷售費(fèi)用大多是工程師在差旅期間對(duì)客戶提供技術(shù)支持的費(fèi)用。

總之，創(chuàng)新的技術(shù)價(jià)值和高人力資本的服務(wù)價(jià)值已經(jīng)成為EDA商業(yè)模式的核心。

2010年左右，EDA行業(yè)格局基本穩(wěn)定，EDA巨頭在美國股市開始了十年的長牛之路。隨著時(shí)間的推移，中國市場已經(jīng)成為EDA行業(yè)增長的巨大驅(qū)動(dòng)力。也正是從2010年開始，一些地方EDA玩家注意到市場上沒有完全滿足的機(jī)會(huì)，開始了自己的創(chuàng)新之路。

02

痛點(diǎn)創(chuàng)新的競和合

EDA市場痛點(diǎn)集中在兩端：

在制造端，晶圓廠需要PDK工藝套件提供給設(shè)計(jì)客戶，在制造過程中也需要提高芯片的良率。晶圓廠自己做這些事情不劃算。最好委托那些承擔(dān)了許多晶圓廠業(yè)務(wù)的第三方EDA隨著時(shí)間的推移，三星、中芯國際等晶圓代工廠逐漸崛起。他們必須補(bǔ)充與臺(tái)積電的競爭EDA這一課；

在設(shè)計(jì)方面，芯片設(shè)計(jì)行業(yè)的快速變化總是在特定的環(huán)節(jié)演變出新的需求，所以除了EDA巨人的整個(gè)過程工具只需要能夠深入解決某環(huán)節(jié)痛點(diǎn)的點(diǎn)工具，為初創(chuàng)企業(yè)提供創(chuàng)新空間；同時(shí)，隨著新的應(yīng)用場景和下游產(chǎn)品的出現(xiàn)，會(huì)有一些IP固化成為芯片設(shè)計(jì)的高頻剛性需求。

2010年左右，大陸企業(yè)家開始圍繞制造端和設(shè)計(jì)端的痛點(diǎn)EDA新一輪領(lǐng)域創(chuàng)業(yè)。

在制造方面，概倫選擇了存儲(chǔ)芯片廠作為突破。存儲(chǔ)芯片的市場模式與數(shù)字芯片、三星、SK和美光占據(jù)了大部分市場，從設(shè)計(jì)到制造都是一體的，所以用戶感知非常快，反饋及時(shí)，銷售對(duì)象自然非常清晰。2010年成立后，概倫從設(shè)備建模和良好率的提高開始，擴(kuò)展到模擬和測(cè)試，為大型存儲(chǔ)制造商提供更多的產(chǎn)品和服務(wù)。概倫的收入結(jié)構(gòu)反映在財(cái)務(wù)報(bào)告中EDA以大存儲(chǔ)客戶為主的特點(diǎn)。

在設(shè)計(jì)端，芯和仿真被選為突破口。在芯片設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)，電路布局和邏輯綜合是芯片設(shè)計(jì)行業(yè)歷史最悠久、工程師日常使用接觸最多的環(huán)節(jié)EDA第一個(gè)進(jìn)入行業(yè)的人也享有先發(fā)優(yōu)勢(shì)EDA巨人的一貫強(qiáng)項(xiàng)。希望改變用戶根深蒂固的設(shè)計(jì)習(xí)慣，切割整個(gè)過程是不現(xiàn)實(shí)的，但模擬作為一個(gè)模擬，預(yù)測(cè)芯片的實(shí)際運(yùn)行，在芯片設(shè)計(jì)過程中復(fù)雜多變和耗時(shí)，即使初創(chuàng)公司開發(fā)點(diǎn)工具，只要有獨(dú)特的差異化特征也可以順利切入。

正是從模擬的利基市場出發(fā)，核心逐漸形成了自己的打法:依托各種自主創(chuàng)新的電磁和電路模擬技術(shù)，開發(fā)出易于使用的點(diǎn)工具，逐步形成從芯片、包裝到系統(tǒng)的全面覆蓋面工具。在芯片設(shè)計(jì)的特定關(guān)鍵環(huán)節(jié)站穩(wěn)腳跟后，專注于整個(gè)過程EDA巨頭和大型晶圓代工廠形成了特殊的不可替代價(jià)值。所以，在其他地方EDA當(dāng)廠商同行合作較少時(shí)，芯與新思、楷登兩大EDA巨頭們已經(jīng)達(dá)成了深入的合作。

2021年下半年，芯和與新思聯(lián)合推出全球首款3DIC先進(jìn)封裝設(shè)計(jì)分析全過程EDA平臺(tái)。傳統(tǒng)的前端結(jié)構(gòu)探索、后端物理實(shí)現(xiàn)、最終分析驗(yàn)證單芯片線性設(shè)計(jì)過程，不能滿足后摩爾時(shí)代異構(gòu)集成先進(jìn)包裝設(shè)計(jì)的要求，需要在設(shè)計(jì)的各個(gè)階段，綜合考慮芯片和包裝的聯(lián)合效應(yīng)，及時(shí)模擬分析，提高設(shè)計(jì)迭代的效率。芯和的全過程EDA平臺(tái)充分釋放了多年來在芯片、包裝到系統(tǒng)模擬領(lǐng)域積累的能力，成為國內(nèi)新軌道的先發(fā)優(yōu)勢(shì)EDA廠商。

在設(shè)計(jì)端，珠海芯動(dòng)選擇了界面IP。中芯國際等國內(nèi)晶圓代工廠起步之初，IP缺乏生態(tài)，國內(nèi)設(shè)計(jì)客戶普遍缺錢。IP中國化，即為設(shè)計(jì)客戶提供更低的價(jià)格，與國內(nèi)晶圓廠對(duì)接，性能可靠IP，能滿足相當(dāng)數(shù)量的中小客戶的需求。珠海芯動(dòng)從IP為經(jīng)驗(yàn)不足的設(shè)計(jì)客戶提供芯片定制服務(wù)。

有趣的是，本地EDA經(jīng)過一段時(shí)間的發(fā)展，企業(yè)有向芯片設(shè)計(jì)下游擴(kuò)展的趨勢(shì)，即直接設(shè)計(jì)芯片，而不滿足于只充當(dāng)一個(gè)EDA工具制造商的角色。

特別是在射頻芯片中IPD濾波器領(lǐng)域表現(xiàn)出色，進(jìn)入手機(jī)和射頻模塊供應(yīng)鏈。今年1月，濾波器總出貨量超過10億；廣東芯動(dòng)風(fēng)格非常鮮明，先后制作了礦機(jī)芯片GPU芯片，打法犀利。

原因，本土EDA企業(yè)進(jìn)入芯片設(shè)計(jì)的原因是他們EDA工具和IP熟悉之后，自然有設(shè)計(jì)芯片的能力。射頻芯片的信號(hào)是非線性的，模擬能力是關(guān)鍵；擅長接口IP就珠海芯動(dòng)而言，礦機(jī)和礦機(jī)GPU芯片，有自研IP設(shè)計(jì)成本可以大大降低。此外，本土EDA制造商自己設(shè)計(jì)芯片，也可以向主要業(yè)務(wù)部門提供更直接的反饋。

03

大挑戰(zhàn)和新機(jī)遇

2020年左右，隨著人工智能和云服務(wù)的興起，大量系統(tǒng)公司和新的大芯片玩家進(jìn)入市場，中國EDA這個(gè)行業(yè)有了新的機(jī)遇。

簡單來說，EDA芯片的復(fù)雜性和參與者的快速增長并沒有趕上。

在芯片復(fù)雜性方面，以前端綜合為例：在過去，當(dāng)設(shè)計(jì)規(guī)模不大時(shí)，整合一個(gè)模塊只需幾個(gè)小時(shí)。現(xiàn)在模塊的規(guī)模是以前的數(shù)萬倍，但設(shè)計(jì)效率只提高了不到100倍。如果您選擇5/7nm，完成至少需要3~5天。

在參與者層面，越來越多復(fù)雜的系統(tǒng)公司，如手機(jī)和汽車公司，參與芯片設(shè)計(jì)行業(yè)。以汽車芯片為例，它不僅需要正確的功能，還需要高可靠性、高性能和良好的信息保護(hù)。

那么，如何讓大量的芯片設(shè)計(jì)新手快速啟動(dòng)復(fù)雜的芯片呢？這就成了EDA行業(yè)面臨的重大挑戰(zhàn)自然成為新興產(chǎn)業(yè)EDA參與者的新機(jī)遇。

但是，要抓住這個(gè)機(jī)會(huì)，新興EDA參與者面臨三個(gè)困難：

可靠性和一致性。就像人們開老德國車自然會(huì)感到安全一樣，開新車也會(huì)感到不安。EDA對(duì)于企業(yè)來說，首先要保證客戶使用工具的結(jié)果與老企業(yè)一致正確，這是對(duì)的EDA工具的最低要求。

使用體驗(yàn)。事實(shí)上，它是否易于使用，即是否容易使用，是否能提高開發(fā)效率。不同的客戶在前端和后端有不同的需求和新興EDA除了提供多樣化的解決方案外，企業(yè)還需要派對(duì)現(xiàn)場工程師提供配套的技術(shù)支持服務(wù)，幫助客戶及時(shí)解決專業(yè)問題。

快速反饋。這是新興的EDA企業(yè)在競爭中取勝的關(guān)鍵問題。沒有國內(nèi)大芯片客戶的高度信任和及時(shí)反饋，新興EDA企業(yè)在產(chǎn)品拋光和迭代優(yōu)化過程中存在明顯的劣勢(shì)。

如何解決上述問題？成立于2020年的新興產(chǎn)業(yè)EDA企業(yè)-芯華章在每一個(gè)問題上都給出了相應(yīng)的解決方案。

在可靠性和一致性方面，沒有投資研發(fā)的捷徑。GalaxSim以數(shù)字仿真產(chǎn)品為例，新華章安排數(shù)百人參與人機(jī)界面、調(diào)試、調(diào)度器、約束器等功能模塊，由具有20或30年研發(fā)經(jīng)驗(yàn)的行業(yè)老兵領(lǐng)導(dǎo)，確保與主流工具相同的可靠性。

芯片設(shè)計(jì)行業(yè)在使用體驗(yàn)方面陷入了分裂生態(tài)。在芯片設(shè)計(jì)的不同過程中，從業(yè)者會(huì)遇到不同的數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和語言，第三方算法引擎不支持交互和共享。所以，即使用一家公司的下屬EDA客戶在使用產(chǎn)品時(shí)得到的結(jié)果無法相通。以數(shù)字驗(yàn)證為例，激勵(lì)移植、重復(fù)編譯、碎片化調(diào)試所浪費(fèi)的時(shí)間占總驗(yàn)證時(shí)間的30%以上。

新興EDA企業(yè)的自然優(yōu)勢(shì)是沒有歷史負(fù)擔(dān)的限制。

芯華章通過三步走快速提升產(chǎn)品使用體驗(yàn)：

第一，內(nèi)外開放。開發(fā)自己的工具，當(dāng)然數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)要統(tǒng)一，對(duì)外部廠商開放。API接口打開數(shù)據(jù)，API接口和CPU平臺(tái)，EDA通過工具和數(shù)據(jù)之間的交互和集成，基本體驗(yàn)將首先出現(xiàn)。

二、優(yōu)化體驗(yàn)。通過集成原生云和智能生成場景PSS標(biāo)準(zhǔn)等新技術(shù)，一方面通過基于場景的新智能驗(yàn)證方法，提高效率，另一方面通過桌面、云等不同的計(jì)算平臺(tái)，使從業(yè)者不再局限于固定的計(jì)算平臺(tái)和有限的計(jì)算資源，更方便驗(yàn)證；使用新的軟件框架，使工具在x86、ARM等不同CPU在架構(gòu)上快速適應(yīng)移植，沒有客戶手寫測(cè)試激勵(lì)，大大提高了工作效率。

三、提高性能。要做到這一點(diǎn)，需要做到EDA在工具的底層設(shè)計(jì)上動(dòng)心思。傳統(tǒng)的適合芯片驗(yàn)證的邏輯模擬方法主要是在系統(tǒng)中排列和組合所有可能性，然后看看它是否正確，但一旦有更多的可能性或緊急情況，就有一些選項(xiàng)很容易被遺漏。芯華章的穹瀚GalaxFV采用形式驗(yàn)證方法，用數(shù)學(xué)建模告訴驗(yàn)證人員哪些必須是錯(cuò)誤的，使驗(yàn)證完整準(zhǔn)確。

由于采用了更好的算法，EDA產(chǎn)品對(duì)于CPU而且內(nèi)存資源的消耗更少，所以計(jì)算平臺(tái)就不那么吃了。就像《頭文字》D》中間，雖然周杰倫開著殘舊的車AE性能和馬力（CPU而且內(nèi)存也沒那么大，但由于他的駕駛技術(shù)(算法)好，也能在秋名山上漂移，甩開強(qiáng)大的對(duì)手。最后，新興EDA對(duì)于企業(yè)來說，快速反饋是非常重要的。這個(gè)關(guān)鍵問題實(shí)際上包括三個(gè)重要維度：

首先，客戶是否有水平。新華章的幾個(gè)典型合作伙伴——展銳、ZTE、天數(shù)智能芯片等，都是中國芯片行業(yè)最好的老兵之一。他們有經(jīng)驗(yàn)和水平，可以成為新興的EDA企業(yè)提出高質(zhì)量的產(chǎn)品需求，幫助其快速拋光和優(yōu)化。

第二，客戶是否認(rèn)可。客戶越多，問題就越棘手。因此，客戶是否認(rèn)可？EDA企業(yè)的研發(fā)和支持團(tuán)隊(duì)決定了雙方的合作是否能夠?qū)崿F(xiàn)。新華章的團(tuán)隊(duì)以前為中國許多高標(biāo)準(zhǔn)的芯片公司服務(wù)，積累了相當(dāng)多的客戶經(jīng)驗(yàn)。這是芯片行業(yè)一個(gè)非常重要的競爭力。

三、如何為客戶服務(wù)。新興EDA當(dāng)然，企業(yè)產(chǎn)品線并不完整，但在大芯片設(shè)計(jì)市場爆發(fā)的時(shí)候，首先要聚集客戶。芯華章的產(chǎn)品還沒有開發(fā)完成，但團(tuán)隊(duì)有AI高性能處理芯片的驗(yàn)證經(jīng)驗(yàn)，因此選擇為芯片提供專家服務(wù)。這是一項(xiàng)基于行業(yè)洞察力的絕佳競爭措施。畢竟，EDA在商業(yè)模式的基礎(chǔ)上，很大一部分是技術(shù)支持和客戶服務(wù)，歸根結(jié)底是客戶信任的積累。

除芯華章外，還有其他新興EDA公司也在其他領(lǐng)域嘗試。

芯片設(shè)計(jì)的后端鏈接布局。一般來說，在芯片設(shè)計(jì)中，工程代碼通過工具逐步變成符合工廠流量的晶體管地圖。過去，后端環(huán)節(jié)需要更多的勞動(dòng)時(shí)間，但隨著大芯片晶體管數(shù)量達(dá)到100億，后端工具自動(dòng)化和智能化的重要性急劇上升。

04

尾聲

與上世紀(jì)90年代的熊貓不同EDA國家工程，中國EDA過去十年行業(yè)的進(jìn)步是一個(gè)完全市場化的過程。EDA行業(yè)之所以能取得如此大的進(jìn)步，離不開三點(diǎn):

首先是全球晶圓制造業(yè)的開放。EDA和IP在環(huán)節(jié)上，三星、臺(tái)積電等晶圓廠態(tài)度相對(duì)開放。特別是三星，其供應(yīng)鏈系統(tǒng)接受了相當(dāng)數(shù)量的本地制造商，這是中國EDA提供市場機(jī)會(huì)。

然后是EDA工業(yè)巨頭在中國扎根，系統(tǒng)地培養(yǎng)了一批經(jīng)驗(yàn)豐富的數(shù)字芯片人才。EDA如果列出行業(yè)內(nèi)的新興企業(yè)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)每個(gè)人的工作經(jīng)歷都是一樣的。

最后，當(dāng)?shù)匦酒�設(shè)計(jì)行業(yè)發(fā)展迅速，市場內(nèi)生驅(qū)動(dòng)了大量的先進(jìn)需求。20世紀(jì)90年代，純?cè)O(shè)計(jì)公司在大陸市場并不存在，但今天，大型系統(tǒng)公司迅速崛起，他們對(duì)芯片設(shè)計(jì)的需求是最先進(jìn)的。

當(dāng)然，對(duì)所有參與者來說，一個(gè)開放的中國市場是平等的。考慮到中國市場誕生了大量復(fù)雜的系統(tǒng)公司，并且仍在增長，中國EDA新浪潮將把當(dāng)?shù)匦酒�設(shè)計(jì)業(yè)推向新的高峰。