國産EDA崛起:倣真驗證獲突破,積體電路迎“芯”發展

發佈時間:2023-06-19 10:08:46 | 來源:中國網 | 作者:辛文 | 責任編輯:趙茜

如今,數字經濟每時每刻正改變每個人的生活,數字經濟的規模已經達到數十萬億美元,積體電路産業是其重要基礎産業,並擁有超過5500億美元市場規模,EDA作為積體電路産業鏈最上游、最高端和最核心的部分,與材料、裝備三大支撐産業共佔有超過80億美元規模,達600億人民幣。

根據ESD Alliance數據,2016年至2021年全球EDA市場規模從85.23億美元增長至132.75億美元,複合增長率9.27%。Verified Market Research數據顯示,2028年全球EDA市場規模有望達到215.6億美元。儘管相較于千億美元以上規模的積體電路産業,EDA市場規模微不足道,但卻必不可少,杠桿效應明顯。根據SEMI數據,2021年132.75億美元的EDA市場支撐著年産值幾百億美元的IC設備行業、年産值幾千億美元的IC製造行業、年産值幾萬億美元的電子産業、以及年産值幾十萬億美元的數字經濟。EDA是這條倒金字塔型産業鏈的基石,是積體電路、電子資訊、乃至全球數字經濟的賦能者。

根據中國半導體産業協會,中國積體電路設計銷售額2021年達5047.93億元,同比增長19%。另外,根據中國半導體行業協會積體電路設計分會(ICCAD)數據顯示,2015年中國晶片設計公司數量僅為736家,2021年已增長至2,810家,CAGR達25.02%。如今,國內積體電路設計佔比不斷提升,2021年積體電路設計佔比達43%,給EDA帶來了旺盛需求。 

海外巨頭強勢壟斷國産EDA“夾縫”發展

目前全球EDA市場由新思科技(Synopsys)、鏗騰電子(Cadence)和西門子EDA三巨頭壟斷,2021年Synopsys份額為31%,Cadence為24%,Simens EDA為17%,穩居全球前三,三家市佔率之和達到70%以上。而縱觀歷史,國內廠商在EDA領域的起步並不晚,但後續發力偏晚,上世紀九十年代初就誕生了首個國産自研EDA系統"熊貓",但由於缺乏晶片設計産業鏈的土壤以及國家對産業的支撐,中國EDA産業經歷了近20多年的寒冬。直到2008年後華大九天、概倫電子、弗摩電子、廣立微等從三巨頭業務鏈的“縫隙中”切入市場,再次推動EDA國産化。

雖然海外三大EDA巨頭長期壟斷産業市場,但國內廠商目前多聚焦在細分領域發展,一步步夯實能力邊界,以點工具為突破口,打開新空間。

按照設計對象的不同,EDA工具可分為模擬設計、數字設計、晶圓製造、封裝、系統五大類等,主流的點工具有上百種,晶片設計、晶圓製造及封測各環節中的不同流程對EDA工具的功能需求不同,需使用不同種類的點工具。作為行業崛起新秀,弗摩電子的EDA軟體(PNDebug)在模擬倣真驗證領域方面能融合不同的工具技術,對積體電路晶片設計,提供定制化的全面驗證解決方案,解決當前産業面臨的點工具各自為政的相容性挑戰,以及數據碎片化導致的驗證效率挑戰。

針對於大型積體電路,模擬倣真驗證方法學往往從晶片設計原理圖開始,逐層倣真、驗證和實現,並完成可以交付製造的晶片設計版圖資訊。為了確保電路工作正確,設計師需要用到電路倣真工具來模擬電路的功能、性能等,設計師通過倣真工具進行邏輯倣真,檢驗電路設計的正確性。通過弗摩電子的模擬倣真驗證EDA工具,其能夠有效解決積體電路晶片在設計、製造、封裝、測試等一系列工作,減少晶片設計在物理模擬驗證和重復修復之間的bug,縮短晶片驗證週期,提高晶片設計方案整體驗證效率和晶片電路設計的準確性,同時,具備實現多工具協同,減少各自為點的困境。

雖然當前國産EDA暫時還不能像海外巨頭一般提供全流程覆蓋的解決方案,但其針對部分關鍵環節的突破與技術積累,也讓國産EDA工具在競爭激烈的紅海市場中站得一席之地,在多個領域均實現了從0到1的突破。

國內EDA廠商如何打開格局,抓住機遇

為了加快拉近與發達國家EDA研發水準的差距,近年來中國積極推進中國EDA的發展,多項鼓勵支援政策近期高頻推出。根據中國半導體行業協會數據,2016年至2020年,中國EDA軟體行業市場規模從57.4億元增長至93.1億元,複合增長率為12.85%。

相較于“三大家”,國産EDA軟體面臨的最大問題與晶片相似,那就是生態問題。一顆晶片的誕生,要經歷設計輸入、前端倣真、邏輯綜合、驗證、佈線、後端倣真以及版圖驗證等工序才能流片,這其中涉及到的多種EDA工具多種多樣。

弗摩電子在模擬電路倣真方面有較深造詣,能融合不同的工具技術,對積體電路晶片設計,提供定制化的全面驗證解決方案,概倫電子在SPICE建模工具及噪聲測試系統方面技術處於領先地位,廣立微在良率分析和工藝檢測的測試機方面具有明顯優勢。

如今,隨著新技術的涌現和政策的扶持,國産EDA軟體正朝著創新、差異化競爭的方向發展。未來,伴隨AI大模型、雲端EDA和異構技術的廣泛應用,國産EDA軟體市場的機會將會不斷增多。