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国产EDA新突破: “EM仿真套件”通过三星8纳米认证

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  5月14日早间,国内EDA企业芯和半导体科技(上海)有限公司(以下简称“芯和半导体”)宣布,其片上无源电磁场(EM)仿真套件已成功通过三星晶圆厂的8纳米低功耗(8LPP)工艺技术认证,此次认证将显著地提升IC设计公司在8LPP工艺上的设计交付速度。

  芯和半导体内部人士对第一财经记者表示,无源电磁场仿真套件是芯片设计后仿真中的重要一环。“我们知道,芯片设计是要用EDA工具实现的,越先进的工艺对于EDA工具依赖性越高。如果你的芯片要用到8纳米甚至更先进的工艺做后仿真,以前是只能用国外的软件,现在芯和半导体的这款工具,在无源电磁仿真这个领域已经能解决国内芯片公司的需求。”

  

  EDA(ElectronicsDesignAutomation),中文叫电子设计自动化,被誉为集成电路的“摇篮”、命门,是芯片设计最重要的软件设计工具。利用EDA工具,工程师将芯片的电路设计、性能分析、设计出IC版图的整个过程交由计算机处理完成。但这一重要产业,不管是国内还是全球的市场份额主要都由三大巨头Synopsys(新思科技)、Cadence(楷登电子)和Mentor(明导)分食。

  “第一名吃肉,第二名喝汤,第三名舔碗,第三名以后啥也没了。”国内EDA企业华大九天董事长刘伟平曾在接受第一财经记者采访时如此形容EDA行业现状。

  长期以来,寡头垄断、技术壁垒高,投资周期长,缺乏产业生态以及人才短缺制约着国内EDA企业发展。

  据2020世界半导体大会EDA发展分论坛上公布的数据显示,2019年我国EDA市场规模约为5.8亿美元,仅占全球市场的5.6%。中国EDA厂商总营收不到4.2亿元,只占全球市场份额的0.6%;同比增长14.3%,国产化率约为10%,国内EDA市场超过85%的份额由国际厂商占据。

  究其原因,一方面作为芯片设计的最上游,EDA软件技术壁垒非常高。

  一位来自国际巨头的技术人员告诉记者,“做EDA算法工具很复杂,不是单一一个工具。EDA工具的高级总工程师不仅要懂硬件设计,也要懂软件架构,因为我们是用软件设计硬件。”一旦最上游的芯片设计工具出问题,将直接影响芯片的性能、质量、生产效率及成本。

  国信证券指出,相对国际巨头国产EDA差距有三方面,一是缺少数字芯片设计的核心工具模块,无法支撑数字芯片全流程设计。二是对先进工艺支撑不够,暂未进入先进代工厂的联盟。三是缺乏制造及测试EDA系统,无法支持集成电路封测的应用需求。

  另一方面,EDA专业人才缺口较大。目前国内做EDA研发的人员不到2000人,除去在国际EDA公司的中国研发中心工作的,真正本土EDA研发人员,只有500人左右。相较之下,Synopsys、Cadence分别有13000名和7600名员工,Synopsys光研发人员就超过7000人。

  刘伟平对记者表示,EDA领域的人才积累,首先需要数量,更重要的是还需要一些高层次人才。

  但从近几年的发展来看,虽然国产EDA企业挑战重重,但在部分细分领域也在快速追赶。

  以电磁场仿真EDA领域为例,目前主流的 EM 电磁场仿真解决方案提供商主要有四家,分别是Ansys、Keysight、Cadence以及国内企业芯和半导体。

  芯和半导体成立于2010年,前身为芯禾科技,长期服务于国内外龙头设计公司和晶圆制造厂,提供从芯片、封装到系统的全产业链仿真EDA解决方案。

  记者了解到,在上述对外发布的套件中,包含了快速三维电磁场仿真器IRIS和快速自动PDK建模工具iModeler,这意味着如果芯片厂商希望运用到三星的8纳米工艺,选择权不再受限于国际EDA公司。

  但也可以看到,相比国际大厂已经形成的设计流程和设计平台,国内的EDA公司还处于点状爆发的状态,虽然在一些应用点上已经可以实现国产替代,但短期之内想要赶超国际厂商并不现实。

  前Synopsys内部员工对记者表示,“目前国产厂商还处于拼图阶段,有各自擅长的领域,但是版图还不够大,对于客户而言还是需要大量购买前三大EDA企业的产品,再配以本土较为成熟的解决方案。”

  换句话说,EDA是芯片设计和制造的纽带和桥梁,需要制造和设计的支持,只有建立相应产业生态圈,国产EDA的路才能走得更远。

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