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大基金二期专题策划二|技术变革+生态改善 受冷落的国产EDA或面临新机遇

财联社(上海,记者 邱豪 实习记者 林荣昌)讯,随着芯片相关技术的发展、5G的商用,以及国内半导体行业生态的改善,此前备受资本冷落的半导体EDA产业正面临新机遇,成长可期。

“EDA的全球市场规模可能不到100亿美元,支撑的却是整个数千亿美元的电子市场,”一位行业资深人士向记者表示。

从国产化率和技术难度角度出发,EDA同样是国内半导体产业链上亟需取得突破的关键一环,但因规模和回报率的缘故,此前并未受到资本的足够关注,华大九天是该领域唯一获得大基金注资的公司。

分析人士认为,中国EDA产业的发展有望迎来国产化和技术变革带来的双重机遇。一方面,在半导体国产化加速的背景下,下游客户使用国产EDA工具的意愿明显增强,为国内EDA厂商提供了最为关键的入场券。另外 ,随着EDA2.0时代的到来,国产EDA厂商可以利用后发优势,灵活运用新技术更有效地满足客户的新需求。

国产EDA急需突破难点

EDA的全称为电子设计自动化技术(Electronic Design Automation),在复杂的芯片设计中起到关键作用,作为工具软件,其使用贯穿集成电路设计和制造的全环节,与设备、材料共同构成了半导体产业的上游基础。

从产业链上下游的视角看,EDA与晶圆代工厂的客户同为芯片设计公司。EDA的价值在于帮助芯片设计,最终目的是芯片可以在晶圆厂的产线上生产出来。所以在早期,晶圆厂为了确保芯片设计方案能够有较好的良率,愿意在先进工艺的PDK文件形成之前,让EDA厂商参与进来,形成共赢。

而对于后来者的国内EDA公司而言,再想打通这一已形成的壁垒就极为困难。

一方面,晶圆厂看到国产EDA工具的下游客户(指设计公司)有限,一般很难愿意让其参与工艺并授权认证,承担可能的良率降低的风险;另一方面,设计公司在选择设计或者仿真工具时,又会倾向于使用已经获得晶圆厂认证的EDA工具。

与此同时,资金的短缺也是掣肘国内EDA行业进一步向前发展的重要因素。

“资本需要讲求规模和回报率,”该业内人士指出,“大基金也曾来一些EDA公司做过调研,当时提的要求是,在公司(营收)到几个亿再说。”

但据财联社记者了解,除华大九天2020年营收达到4.1亿元之外,其他国内头部EDA公司营收多在亿元左右。

事实上,华大九天也是该领域唯一获得大基金注资的公司。据天眼查数据显示,国家集成电路产业投资基金持有华大九天约11.1%的股份,为公司第5大股东。

作为对比,据IEEE数据,美国国家科学基金(NSF)在1984年至2015年间共支持了1190个与EDA强相关的研究课题,每年投资额大约在800万美元到1200万美元。NSF之后,半导体研究共同体(SRC)也通过与美国国防部及业界对EDA领域进行联合投资,每年投入的金额约为2000万美元。

从海外三巨头的发展经验来看,国产EDA的崛起之路,绕不开烧钱的阶段。从产品的研发、人才的招揽,再到通过并购补齐技术布局的短板,都需要大量资金投入。国内EDA厂商虽在研发投入占比上与海外巨头相当,但基数决定了实际投入金额尚有很大差距。

这也让EDA企业纷纷走上了融资上市之路。

据集邦咨询统计,2020年至2021年上半年,约有10家EDA企业完成近20次融资。其中,仅华为旗下的哈勃投资,不到一年就四度落子,相继投资了九同方微电子、立芯软件、飞谱电子和阿卡思微电子。

与此同时,今年已有5家EDA企业启动上市,截至发稿,华大九天、概伦电子、广立微已进入问询阶段,国微思尔芯和芯愿景则已开启上市辅导。

新机遇诞生

据赛迪智库统计,2020年全球EDA行业市场规模约为72.3亿美元,相较于整个半导体行业近5000亿美元的规模,其比重很小。且随着30余年的整合发展,EDA市场已被国际巨头垄断,2020年,海外三巨头Synopsys、Cadence和西门子旗下的Mentor Graphics占据了全球超过77%的市场份额,中国国内市场更甚。巨头之外的其他企业,因综合实力欠缺,只能在各自擅长的领域开发工具,分食剩下的蛋糕。

2019年5月17日,华为被列入“实体清单”,遭到美国的打压,断供EDA,随后,Synopsys、Cadence、Siemens EDA三大巨头均与华为终止合作。

遭遇“卡脖子”难题的另一面,是国内EDA行业的薄弱现状。本土企业在EDA产品上的布局大多以点工具为主,与海外巨头相比,尚未实现全流程覆盖,与下游生态的构建绑定,也尚处于早期。

“国内在一些节点还处于空白,即使将所有本土企业现有的工具加在一起,也还做不到把整个设计流程都串起来,”上述业内人士称,“现在的几家国内领先的EDA公司,目前都还没办法实现设计平台化,更多的是在局部突破。行业里面普遍的认知是,要达到海外巨头那样做到全流程覆盖,未来5到10年内都难以实现。”

目前,在EDA领域,国内目前尚没有上市公司,在部分全流程或点工具领先的国内EDA厂商均未上市,包括华大九天、概伦电子、芯和半导体、芯华章、国微思尔芯和九同方等。

过去数年间,随着5G的商用和AI的深入,移动通信、数据中心、物联网、自动驾驶等应用场景出现和普及,推动芯片朝着高性能、低功耗和小尺寸演进。很多系统级的公司如亚马逊、谷歌、阿里和腾讯等,都开始定制芯片,从系统应用的角度倒推,规划芯片和封装设计。

这些新的变化对传统EDA构成了巨大的挑战,为满足系统整合设计的新需求,以往的设计流程、仿真分析方法需要重构。从这个角度上来说,国际巨头与国内EDA厂商正处于同一起跑线上。

记者从业内了解到,除了投资一些小的EDA公司,华为也在与国内的领先企业合作,比如针对某些特定领域提出项目需求,通过中长期的合作开发,迭代出更具行业领先水平的EDA工具。

“这些来自华为的一线需求,代表着行业最前端的应用需求,对于EDA软件的架构构建和开发方向有明确的指导性意义,可以省却很多迭代时间。”有业内人士向记者表示。

另一方面,在外部环境和国家政策的共同驱动下,国内的半导体行业生态也在发生剧变。记者了解到,在先期的投资布局中,大基金已覆盖国内晶圆制造和IC设计领域的数十个项目,并显著促进了半导体产业链上下游的协同,使得国产材料和设备等在晶圆厂的验证导入加速。

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