國產EDA崛起:仿真驗證獲突破,集成電路迎“芯”發展
發布時間: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,集成電路產業是其重要基礎產業,并擁有超過5500億美元市場規模,EDA作為集成電路產業鏈最上游、最高端和最核心的部分,與材料、裝備三大支撐產業共占有超過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,復合增長率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。盡管相較于千億美元以上規模的集成電路產業,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市場支撐著年產值幾百億美元的IC設備行業、年產值幾千億美元的IC制造行業、年產值幾萬億美元的電子產業、以及年產值幾十萬億美元的數字經濟。EDA是這條倒金字塔型產業鏈的基石,是集成電路、電子信息、乃至全球數字經濟的賦能者。
根據中國半導體產業協會,中國集成電路設計銷售額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集成電路設計分會(ICCAD)數據顯示,2015年中國芯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,國內集成電路設計占比不斷提升,2021年集成電路設計占比達43%,給EDA帶來了旺盛需求?!?/p>
海外巨頭強勢壟斷國產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占率之和達到70%以上。而縱觀歷史,國內廠商在EDA領域的起步并不晚,但后續發力偏晚,上世紀九十年代初就誕生了首個國產自研EDA系統"熊貓",但由于缺乏芯片設計產業鏈的土壤以及國家對產業的支撐,中國EDA產業經歷了近20多年的寒冬。直到2008年后華大九天、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國產化。
雖然海外三大EDA巨頭長期壟斷產業市場,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、晶圓制造、封裝、系統五大類等,主流的點工具有上百種,芯片設計、晶圓制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軟件(PNDebug)在模擬仿真驗證領域方面能融合不同的工具技術,對集成電路芯片設計,提供定制化的全面驗證解決方案,解決當前產業面臨的點工具各自為政的兼容性挑戰,以及數據碎片化導致的驗證效率挑戰。
針對于大規模集成電路,模擬仿真驗證方法學往往從芯片設計原理圖開始,逐層仿真、驗證和實現,并完成可以交付制造的芯片設計版圖信息。為了確保電路工作正確,設計師需要用到電路仿真工具來模擬電路的功能、性能等,設計師通過仿真工具進行邏輯仿真,檢驗電路設計的正確性。通過弗摩電子的模擬仿真驗證EDA工具,其能夠有效解決集成電路芯片在設計、制造、封裝、測試等一系列工作,減少芯片設計在物理模擬驗證和重復修復之間的bug,縮短芯片驗證周期,提高芯片設計方案整體驗證效率和芯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。
雖然當前國產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,也讓國產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研發水平的差距,近年來中國積極推進中國EDA的發展,多項鼓勵支持政策近期高頻推出。根據中國半導體行業協會數據,2016年至2020年,中國EDA軟件行業市場規模從57.4億元增長至93.1億元,復合增長率為12.85%。
相較于“三大家”,國產EDA軟件面臨的最大問題與芯片相似,那就是生態問題。一顆芯片的誕生,要經歷設計輸入、前端仿真、邏輯綜合、驗證、布線、后端仿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仿真方面有較深造詣,能融合不同的工具技術,對集成電路芯片設計,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于領先地位,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,國產EDA軟件正朝著創新、差異化競爭的方向發展。未來,伴隨AI大模型、云端EDA和異構技術的廣泛應用,國產EDA軟件市場的機會將會不斷增多。