国产芯片设计EDA的自主可控方向

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中国在芯片产业链上的短板日益凸显，这使得芯片设计工具EDA的自主可控成为行业关注的焦点。
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　　在近日的2020世界半导体大会EDA产业发展分论坛上，赛迪顾问报告数据显示，2019年全球EDA市场为102.5亿美元，EDA市场呈现寡头垄断的局面，主要由Synopsys，cadence和mentor三巨头瓜分，国内EDA市场超过85%的份额也由三巨头占据。
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　　芯华章创始人、董事长兼CEO王礼宾在接受21世纪经济报道专访时指出，目前国产自研EDA的市场占比不足10%，未来这一比重有望大幅上升；2019年中国EDA市场是4.77亿美元，预计到2025年，这一数字将会增长5倍，达到22.72亿美元。

; U# ]- v& f" B  p( |6 J% Y, t! a　　王礼宾认为，国产EDA突破的关键在于，能够为芯片设计企业提供足够好用的产品和服务，只有经历了市场的淬炼和考验才能夯实国产EDA在全球的竞争力。
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　　在他看来，一个成功的EDA企业需要集齐人才、核心技术、市场支持、法律保护和资金这五个缺一不可的条件。在国产EDA发展过程中，中国EDA企业没有国外巨头的技术包袱，能够以更大决心采用新的架构与算法，而机器学习、云计算等前沿技术的应用也为国产EDA提供了更高的起点，这赋予了国产EDA更多后发优势。
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- f& H8 W+ Z; D0 \8 ^" q7 T- ]4 T　　中国EDA亟待“破壁”

　　《21世纪》：此前，国际“三巨头”几乎是EDA的代名词，我们注意到，芯华章选择验证领域作为国产EDA的突破点，这是基于怎样的考虑？
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* S& n: Z3 B, |' b! C7 z; E　　王礼宾：众所周知，当前中国在EDA领域面临的国际形势是非常严峻的。从国内看，尽管近年来国产EDA在模拟芯片上取得了一定进展，但国产EDA在数字仿真、验证等多个环节存在非常多的短板，部分领域甚至几乎是一片空白，对国外的依赖非常大，这使得国内芯片产业链非常脆弱。
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　　EDA是一个使用门槛很高的工具，其使用既需要对工具本身的支持，也需要设计方法上的支持，很多芯片企业购买这一工具实际是为了购买这种服务；此外，软件本身也存在bug，用户在使用过程中没有技术支持是很难凭一己之力来完成芯片设计的。这需要国产EDA技术的“突破”。

　　《21世纪》：中国芯片是否会出现EDA工具短缺危机？

　　王礼宾： 对EDA工具来说，其商业模式大多是三年授权的方式，这其实给不少企业提供了一个缓冲的时间：一些企业虽然没有技术支持，但仍然可以获得三年使用授权，对EDA企业而言，这意味着我们需要在三年之内拿出一个方案，这是一个不小的挑战。对于其他环节，我不好评价，但在EDA的验证环节，我们相信，能在三年之内实现部分国产化。

　　《21世纪》：在你看来，国产EDA的“破壁”需要具备哪些条件？最大的困难在哪里？
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　　王礼宾：我在EDA行业里20年，很清楚一个成功的EDA公司，最关键的是要具备五个条件：第一是人才，第二是核心技术，第三是市场支持，第四是法律保护，第五是足够的资金。这五个环节缺一不可，任何一个环节出了问题都会带来巨大的困难。
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　　比如，在人才和技术上，EDA行业是一个特殊的行业，它是一个跨学科的领域，不仅仅需要了解软件工程、算法、数字结构、编译原理，还需要很多其他学科的人才。

$ `3 e0 K7 U, }8 |8 P$ l1 V3 }  b　　在法律上，很多公司会在野蛮生长之后遭遇法律纠纷从而举步维艰，最重要的是要做好知识产权的保护。要与世界一流企业竞争，你就得注意保护自己的知识产权，同时不要侵犯别人的知识产权。

　　在市场支持上，国内市场给予了国产EDA极大的支持和包容，这些芯片设计企业是我们的潜在用户，也一直在支持我们的研发。
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　　自给率不足10%，国产EDA企业分段布局
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! w$ V1 z' j& b7 j8 }　　《21世纪》：目前全球EDA市场呈现寡头垄断的局面，在这种格局中，留给国产EDA的空间有多大？
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　　王礼宾：EDA的产值跟整个半导体行业密切相关。2019年，全球EDA市场大概为一百多亿美元，这撬动了5000亿美元的半导体市场，以及16.5万亿美元的电子产品市场。EDA产业一般占半导体产业的比重为2%-3%，今年上半年，中国对全球半导体市场的贡献率超过了100%，而快速增长的半导体产业会给国产EDA产业留出很大的发展空间。

　　2019年中国EDA市场是4.77亿美元，根据IBS预测，到2025年，这一数字将会增长5倍，达到22.72亿美元。而国产化替代也将为国产EDA带来一个巨大的机遇：目前国产自研EDA的市场占比不足10%，未来这一比重将大幅提高。2019年整个芯片的国产自给率是30%，中国有望在2025年将芯片的国产自给率提高到70%。
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　　《21世纪》：目前，国产EDA的发展现状和市场格局是怎样的？
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　　王礼宾：从大的领域看，集成电路可分为两部分：一部分是模拟芯片，一部分是数字芯片。在EDA方面，数字芯片又分为数字前端和数字后端，前端侧重于数字仿真与验证，后端侧重于数字实现。
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　　中国EDA的现状是，在模拟芯片方面布局相对较早，除了龙头企业华大九天之外，多家国内EDA公司也都在模拟芯片领域取得了积极进展，这是市场驱动的自然结果，中国早期没有如此发达的电子信息产业，市场需求主要集中在传统的模拟芯片上。

　　近年来，信息通信等高端电子信息产业发展迅速，中国在数字芯片EDA方面也取得了一定进展，比如在数字后端，国微集团拿到了国家重大专项，芯华章则在仿真验证等数字前端发力，在此之前，这一领域是空白的。

2 T: Q! |" g: }0 ?　　在芯片市场蓬勃发展下，华大九天、芯华章和国微都在积极布局国内EDA市场，分别专注于模拟芯片、数字前端和数字后端，我们希望能在短时间内专注于自身领域的突破并形成合力，为中国芯片产业链补齐EDA短板。从整体布局上看，国产EDA已覆盖芯片设计、制造的整个流程。
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　　《21世纪》：我们注意到，国际上Synopsys，Cadence和Mentor三巨头都是全流程布局的，而中国EDA公司似乎是分段布局的，这是为什么？这是否意味着，国内EDA公司之间更多是互补合作的关系，而非相互竞争的关系？

　　王礼宾：不同于三巨头，中国EDA企业在模拟芯片、数字前端、数字后端、芯片制造等环节做了分段布局。因为我们起步晚，我们必须得用这种互补的办法做差异化定位，尽可能减少无谓的重复投资，现在这种布局也符合政策上的引导，这也是EDA公司发展初期的一个必经过程。我相信中国EDA企业在发展到一定阶段之后，也会通过并购来整合市场，补齐产业链。
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　　事实上，国际上三巨头此前也是专注于某一特定环节发展壮大起来的，比如，Cadence最早是做模拟芯片EDA起家的，Synopsys最早是做综合出身，它们都是专注做一个市场，然后不断整合市场。

　　相较于现在，早些年间的国产EDA发展并未获得足够重视，整个EDA市场是一个无序发展的状态，在开放的条件下由企业自己选择发展方向，这导致EDA产业链存在“偏科”的问题：相对而言，模拟芯片门槛较低，企业做的多一些；而数字芯片在验证等环节，技术难度较大，投入较高，就没有企业愿意做，这导致国产EDA形成了这种零散的市场格局。

7 \; F2 T7 p& [; n　　国外也经历过同样的阶段。上世纪80年代，全球EDA一样处于无序发展之中，只是Cadence、Synopsys、Mentor这三家巨头迅速崛起，并不断地并购其他企业，在二三十年中各自分别收购了七八十家公司，快速整合了市场，形成了完善的EDA工具链。
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* g. x: {% b. y. f) P4 T" ~5 L　　技术包袱较少，国产EDA具备后发优势

　　《21世纪》：目前三巨头在国内仍处于寡头垄断的地位，大多数芯片设计企业使用的也都是它们的工具，在你看来，如果没有被列入实体清单的话，这些企业有什么动力会改弦更张，使用国产EDA？
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" M  i- D0 @" r3 ^7 d" M% @% o　　王礼宾：首先，打铁还得自身硬，我们必须为芯片设计企业提供足够好用的产品和服务，只有经历了市场的淬炼和考验才能夯实国产EDA在全球的竞争力。

　　其次，在当前外部环境下，确实很多国内客户给了我们更大的宽容度，他们知道EDA工具做起来没有那么容易，所以在我们发展的早期阶段，不会给我们提过高的要求。

  ^( t! c+ n! E$ j1 A$ |& h　　国内产业对EDA企业整体上是持扶持的态度，尤其是一些顶级芯片设计公司，它们愿意把自己的数据拿来帮我们训练、调试我们的工具，因为国产EDA的一大软肋就是没有足够的数据。
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0 c9 p5 S9 W8 X9 `! D　　EDA是一种核心的工业基础软件，在当前形势下，唯有夯实自身实力，才能以不变应万变。
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# M0 w9 L+ ^1 k# H　　《21世纪》：跟国外EDA巨头开展竞争的话，国产EDA有哪些优势？
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　　王礼宾：其实国产EDA最大的优势是我们的后发优势。这体现在这几个方面：
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8 G2 L% k! O$ ~8 s  ~6 J. n, _　　首先，我们有高起点的优势，以前做设计工具的时候起点很低，是在很老的技术上逐步积累的，但发展到了今天，有很多新的技术可以直接使用，比如基于机器学习的人工智能、云计算等技术可以大幅缩短我们的差距。

& Z1 z; d4 X; U3 @& X; a& Q% r( E0 t+ V' x　　其次，在引入新架构和新算法方面，后发国产EDA企业的决心更大、速度更快，其技术包袱相对国外要小得多。
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) ?7 K8 _' U1 p7 k- C! X& Q　　一些老牌EDA工具开发了很多年，其实它们的底层架构是没有变化的，算法也是较早的算法，各种新功能在此基础上不断地叠加，这会造成很大的冗余。但是，没有一家企业能做到有决心推倒重来，它们都想过，但是都不敢做，而且也没必要这么做：它们已经获得了寡头垄断地位，没有动力来做这种创新，更没动力推倒以前老的架构。但是对我们来讲，就没有这种包袱，所以我们有可能做出架构更先进、性能很高的产品。

& ]/ _5 d8 z) ~, z9 X　　再次，作为后发企业，国产EDA可以避开一些陷阱，少走很多弯路。我们核心的研发人员都知道传统EDA工具什么地方好用，什么地方有“坑”，比如做架构的时候，哪些架构已经失败过了，不用想就可以绕过去，这种经验的积累可以减少很多试错成本。

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从整体布局上看，国产EDA已覆盖芯片设计、制造的整个流程。