電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/周凱揚(yáng)）在整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中，晶圓廠、芯片設(shè)計(jì)公司以及EDA廠商可謂缺一不可，EDA工具作為工程師手中的工具，貫穿了設(shè)計(jì)、制造等產(chǎn)業(yè)。伴隨著各行各業(yè)都投入到芯片設(shè)計(jì)的行列中來(lái)，EDA產(chǎn)業(yè)再度迎來(lái)了一輪爆發(fā)，也催生了不少新的行業(yè)趨勢(shì)。

EDA全流程之路，收購(gòu)不會(huì)停止

對(duì)于EDA廠商來(lái)說(shuō)，做到全流程設(shè)計(jì)工具，而不是單個(gè)環(huán)節(jié)的點(diǎn)工具，才能收獲最大的利潤(rùn)，形成的競(jìng)爭(zhēng)力也不可同日而語(yǔ)。但哪怕是對(duì)于新思、Cadence和西門子EDA這樣的巨頭來(lái)說(shuō)，同樣是靠長(zhǎng)期的積累和收購(gòu)才完成的。

對(duì)于國(guó)產(chǎn)EDA廠商來(lái)說(shuō)，隨著近幾年各種初創(chuàng)EDA公司的崛起，一心追求全流程化的他們肯定不會(huì)放過(guò)這一機(jī)會(huì)，例如去年9月，芯華章收購(gòu)了仿真軟件廠商瞬曜電子，將其整合到芯華章的數(shù)字驗(yàn)證全流程EDA產(chǎn)品線上。去年10月，已經(jīng)完成了模擬設(shè)計(jì)全流程的華大九天，同樣斥資收購(gòu)了香港的EDA廠商芯達(dá)芯片，可以預(yù)見(jiàn)晶圓制造EDA和數(shù)字設(shè)計(jì)EDA的全流程將是華大九天接下來(lái)的主要方向。


反觀那些國(guó)際EDA巨頭，他們?cè)谕瓿闪嗽O(shè)計(jì)工具的全流程化后，都已經(jīng)開(kāi)辟了IP業(yè)務(wù)，近年來(lái)的收購(gòu)也主要是集中在不同的IP廠商，通過(guò)其IP業(yè)務(wù)進(jìn)一步加強(qiáng)EDA核心業(yè)務(wù)的競(jìng)爭(zhēng)力。

特定領(lǐng)域的半導(dǎo)體設(shè)計(jì)

哪怕完成全流程工具的布局后，EDA公司的業(yè)務(wù)擴(kuò)張也遠(yuǎn)未停止。電子產(chǎn)品正在朝著特定領(lǐng)域的方向發(fā)展，僅僅考慮芯片或電路板的傳統(tǒng)規(guī)格已經(jīng)不夠了，這幾年特定領(lǐng)域的IC設(shè)計(jì)呈現(xiàn)了急劇增加的趨勢(shì)，比如5G帶火的RFIC設(shè)計(jì)，自動(dòng)駕駛帶火的雷達(dá)芯片設(shè)計(jì)，以及云服務(wù)帶火的HPC設(shè)計(jì)等等。

這些領(lǐng)域?yàn)镋DA廠商帶來(lái)了更高的客戶多樣性，比如汽車廠商、云服務(wù)廠商，甚至是消費(fèi)電子廠商等。但也為產(chǎn)品開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)帶來(lái)了更大的挑戰(zhàn)，比如更高的系統(tǒng)復(fù)雜性、更嚴(yán)苛的性能和成本要求，以及更短的開(kāi)發(fā)周期等等。從廠商的收購(gòu)動(dòng)向中，我們也能看出一些端倪，比如Ansys、新思等廠商開(kāi)始收購(gòu)光電設(shè)計(jì)工具開(kāi)發(fā)商，發(fā)力硅光芯片和激光雷達(dá)芯片等設(shè)計(jì)。

這些特定領(lǐng)域的芯片設(shè)計(jì)帶來(lái)了新的標(biāo)準(zhǔn)和要求，甚至是過(guò)去的EDA廠商未曾涉獵的，比如光電設(shè)計(jì)的物理驗(yàn)證、汽車仿真與測(cè)試

EDA上云規(guī)模將進(jìn)一步擴(kuò)大

對(duì)于AI和HPC這類對(duì)芯片設(shè)計(jì)要求更高的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，不僅對(duì)開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)新提出了要求，也對(duì)其硬件計(jì)算資源提出了更高的要求，所以上云被提了出來(lái)。可以持續(xù)擴(kuò)張的算力資源，為設(shè)計(jì)與驗(yàn)證提供了便利，大大降低了芯片設(shè)計(jì)自動(dòng)化的效率，也降低了基礎(chǔ)設(shè)施的添置和管理成本。

像亞馬遜這樣的云服務(wù)廠商，連自己的服務(wù)器芯片，也選了100%云端設(shè)計(jì)。在這一趨勢(shì)下，EDA廠商們紛紛開(kāi)啟了自己的上云之路。以EDA三巨頭為例，新思推出了FlexEDA，Cadence推出了OnCloud，西門子EDA推出了Veloce云，國(guó)內(nèi)的國(guó)微思爾芯、芯華章、英諾達(dá)和速石科技等，也都紛紛開(kāi)始發(fā)展云端EDA業(yè)務(wù)。

選擇公有云還是專有云，采用多云還是單云方案，云端設(shè)備是通用服務(wù)器還是專用設(shè)備，都加劇了使用者的選擇困難癥，但對(duì)于EDA和芯片設(shè)計(jì)這種高安全標(biāo)準(zhǔn)的工作來(lái)說(shuō)，不管是哪一種方案，云端設(shè)計(jì)安全都至關(guān)重要。所以在推進(jìn)EDA上云的過(guò)程中，EDA廠商必須對(duì)設(shè)計(jì)安全做好全方位的保障。

雖然芯片初創(chuàng)公司的數(shù)量逐漸增多，但他們所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品并非都需要高性能的基礎(chǔ)設(shè)備，甚至對(duì)他們來(lái)說(shuō)，上云也并非一個(gè)減少成本的選擇。話雖如此，在半導(dǎo)體行業(yè)略顯萎靡的今年，更快的產(chǎn)品研發(fā)周期無(wú)疑將成為不少公司生存下去的根本，而上云雖然不是必經(jīng)之路，但在沒(méi)有改變?cè)O(shè)計(jì)習(xí)慣的前提下，還是給到了一個(gè)更高效率的選擇。

真正的AI輔助設(shè)計(jì)

我們都說(shuō)EDA是輔助芯片設(shè)計(jì)，提高PPA和良率的核心基礎(chǔ)工具，那么賦予EDA這一能力的，除了廠商開(kāi)發(fā)的各種點(diǎn)工具外，如今又多出了一個(gè)AI。AI算法可以幫助客戶更高效的設(shè)計(jì)芯片，過(guò)去一個(gè)團(tuán)隊(duì)數(shù)個(gè)月的工作量，在AI驅(qū)動(dòng)EDA工具的輔助下，可以做到一個(gè)設(shè)計(jì)工程師幾天內(nèi)完成。

比如新思推出的DSO.ai，會(huì)在龐大的芯片設(shè)計(jì)解決方案空間中尋找優(yōu)化目標(biāo)，通過(guò)強(qiáng)化學(xué)習(xí)來(lái)提高芯片PPA；Cadence的Cerebrus利用機(jī)器學(xué)習(xí)建立芯片設(shè)計(jì)圖譜，自動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)來(lái)改進(jìn)芯片的PPA。

反觀國(guó)產(chǎn)EDA廠商，在AI/ML技術(shù)上的應(yīng)用就稍顯落后了，其中固然也有起步較慢的原因，但國(guó)內(nèi)廠商必須得開(kāi)始將其納入規(guī)劃中了。從招股書等公開(kāi)信息來(lái)看，這些國(guó)產(chǎn)EDA公司也都認(rèn)同AI將成為EDA技術(shù)發(fā)展的未來(lái)趨勢(shì)，但從他們的在研項(xiàng)目來(lái)看，卻并沒(méi)有在此加大投入，即便有，也主要是集中在提升工具的優(yōu)化和分析效率上。2023年，很難去判斷國(guó)產(chǎn)廠商在這塊是否會(huì)有所進(jìn)展，但國(guó)外EDA大廠肯定會(huì)在AI上加大投入。

靠DTCO加深與晶圓廠的合作

雖說(shuō)AI這塊國(guó)內(nèi)EDA廠商還沒(méi)有大動(dòng)作，但在DTCO（設(shè)計(jì)工藝協(xié)同優(yōu)化）上，已經(jīng)有國(guó)內(nèi)廠商都已經(jīng)重視起來(lái)了。DTCO可以幫助晶圓廠工藝實(shí)現(xiàn)更高的邏輯密度和更優(yōu)秀的PPA，去年概倫電子發(fā)布的NanoDesigner，就是基于DTCO理念來(lái)開(kāi)發(fā)的全流程平臺(tái)。但真正要想實(shí)現(xiàn)DTCO，不僅要在軟件設(shè)計(jì)上做出創(chuàng)新，也需要和提供先進(jìn)工藝的晶圓廠打好關(guān)系。

國(guó)內(nèi)頭部EDA廠商已經(jīng)打入了臺(tái)積電、三星、中芯國(guó)際和格芯等先進(jìn)晶圓廠的EDA生態(tài)聯(lián)盟中，甚至不少都已經(jīng)獲得了其先進(jìn)工藝的技術(shù)認(rèn)證。但如何將設(shè)計(jì)和制造兩大環(huán)節(jié)結(jié)合在一起，還是一個(gè)棘手的問(wèn)題。國(guó)內(nèi)廠商目前在晶圓廠的客戶定位里分量還不算高，這點(diǎn)從先進(jìn)工藝的PDK和器件庫(kù)開(kāi)發(fā)中就能看出。

從今年開(kāi)始，預(yù)計(jì)會(huì)有更多晶圓廠和EDA廠商展開(kāi)合作，全面推進(jìn)DTCO創(chuàng)新的普及，同時(shí)DTCO帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)，也會(huì)開(kāi)始在芯片設(shè)計(jì)公司的產(chǎn)品中顯現(xiàn)出來(lái)。哪怕是7nm這樣已經(jīng)投產(chǎn)4年多的成熟工藝，也有可能會(huì)因?yàn)镈TCO迎來(lái)一輪回春。