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中国EDA的三个困境

中国经济导报 中国发展网采访人员 | 王晓涛
近年来，在有关半导体的会议上，EDA，即电子设计自动化日益成为一个热词 。在前不久举行的一个半导体会议上，赛迪顾问的吕芃浩博士将EDA软件比喻为办公软件Word，他说：“EDA的实现需要EDA软件，就像打字需要Word一样，而且芯片设计用的EDA软件比打字更复杂、更精细、技术含量更高，有了EDA工具，芯片的设计、布局、布线、仿真、版图都可以通过自动化来实现 。”
事实上，EDA和装备材料一起被称为集成电路产业的战略支柱，有人说，“EDA是集成电路之母，支撑集成电路全流程的设计” 。
小行业撬动大产业
尽管EDA如此举足轻重，但它的市场规模在整个半导体产业中所占比重并不大 。据统计，2019年，全球EDA的产值是110亿美元 。“然而就是这110亿美元，撬动的是4500多亿美元的半导体市场，甚至是整个电子产品市场 。”芯华章科技创始人、董事长王礼宾激动地说 。
对于EDA地位的重要性，整个半导体行业已经达成了共识 。“EDA支撑着全球集成电路4500多亿美元的产业”，华大九天副总经理郭继旺甚至认为，“没有EDA就没有IC！”
吕芃浩表示，半导体行业乃至整个电子信息行业呈现倒三角形，最底层是EDA工具，上面支撑了约4000多亿美元的半导体市场，进而带动1.5万亿美元的电子信息市场，以及数十万亿美元的应用市场 。“在这种情况下，如果我们在EDA工具这个环节上出了问题，那么整个电子信息产业的大厦就会忽然倒塌 。”他说 。
EDA的重要性，在对集成电路成本的影响上得到了充分体现 。“集成电路设计中，设计14~16纳米芯片的成本是2亿美元，设计7纳米的芯片时是6亿美元，这是在有EDA的情况下 。如果没有EDA工具，两者的设计成本差距是200倍，这意味着如果没有EDA工具，采用7纳米工艺的芯片设计成本是1200亿美元 。”吕芃浩表示，这一数字相当于全球设计业的总值，而这么高的设计成本肯定是无法满足市场需求的，因此EDA在降低成本促进集成电路发展上有着重要意义 。
一般来讲，EDA的市场规模占半导体产业的2%~3% 。王礼宾介绍，在中国EDA市场，2019年，国产自研EDA的占比还是相当小，仅10%左右 。“2019年，中国EDA市场的规模是4.77亿美元，IBS预测，到2025年这一数字将会增长到22.72亿美元，这将是5倍的增长 。”
中国EDA的三个困境
在吕芃浩看来，EDA是美国技术垄断度最高的一个领域，2018年，85%的EDA市场被三家美国EDA公司所垄断 。从中国EDA市场来看，外国三大厂所占的市场约5.8亿美元，占全球的5.6%，国内厂商的营收只有4.2亿元人民币，只占全球的0.6% 。
据了解，上个世纪80年代，我国曾针对外国禁运EDA软件设立了ICCAD三级系统专项 。1994年，国外允许EDA厂商进入中国后，那时候就有了“造不如买、买不如租”的论调，致使国内集成电路尤其是EDA出现近15年的沉寂，直到2008年成立“核高基重大专项”之后，EDA才重新被提上日程，并在近十年积极发展取得了一定成绩 。
“不过，即便国产化率现在比以前提高了10%，但仍然比较低 。”吕芃浩认为，中国EDA的发展主要面临以下三个困境：
一是人才不足 。全球从业人员只有4.5万人，但是外国三大厂就占了60%，其中，新思科技1.3万人，Cadence有7000多人 。而全国EDA人才只有大概1500人，其中1000人左右在外国企业在中国设的厂里工作，真正属于本土研发团队的人才只有500人左右，这还不及新思科技的零头 。
二是自主创新生态不足 。许多设计企业习惯于用国外的EDA软件，不敢轻易尝试国产软件 。同时由于小企业没有钱去买正版软件，导致国内EDA软件更新迭代比较慢 。
【中国EDA的三个困境】 三是代工技术有些落后，这导致国内厂商无法通过跟代工厂紧密合作升级自己的技术 。
其实，EDA人才不足只是整个集成电路产业人才问题的一个缩影 。郭继旺说，集成电路产业一直比较缺人，市场需要72万人，目前只有40万人的存量，存在32万人的缺口 。按照每年三四万的人才培养进度，补齐大概需要10年时间，而且随着产业发展时间可能拉得更长 。他认为，人才是最难解决的，因此急不得，尤其是集成电路人才需要进行综合性的学科培养，既要有扎实的理论宽基础，也要有实操能力，不像互联网人才那么好培养 。
人才是重中之重
纵观全球EDA市场的发展，并购扮演着重要的角色 。据了解，EDA技术大概90多种，美国有近千家EDA企业，虽然有这么多企业，但没有一家企业能够单独做好所有的技术，只能通过并购重组成为具有竞争力的平台化公司 。事实上，从上个世纪90年代开始，新思科技有过80次以上的并购，Cadence有过60次以上的并购，正是通过不断并购，才最终形成了它们在全球EDA市场的霸主地位 。
此外，EDA行业的研发高投入也不容忽视 。一些领先的EDA公司软件研发投资占到营收的35%甚至40%，头部公司正是依靠高投入才确保了自己的领先地位 。
那么，我们又该如何改变单一的EDA企业发展模式，走出一条安全可控的自主化道路，解决EDA产业中核心的卡脖子问题呢？
针对EDA的人才培养，郭继旺表示，广义来讲，只要是数学、物理、化学、计算机软件专业的都可以作为EDA人才 。
东南大学电子工程学院的杨浩说，从技术角度看，现在国内技术还比较薄弱，没有完全形成所有工具全流程领域 。人才培养上，国内高校很多，但是配套成体系的EDA课程体系还没有完全建立起来，相关特别是完全对口的专业特别少，人才缺口比较大 。“国产EDA如果想突围，市场、技术、资金、人才四个环节缺一不可，其中人才是根本，是重中之重 。”他说 。
吕芃浩表示，8月4日，国务院印发了《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》，从各个角度来促进集成电路发展，EDA软件也是重点支持的行业，目前在人工智能、大数据、物联网等领域，国内企业欣欣向荣，这给EDA工具发展提供了很大的市场和成长的土壤 。“在云计算、人工智能等方面，我们与国际实际上是持平甚至领先的，在这种情况下，将来如果把这些技术应用到EDA当中，我们就有机会实现追赶甚至超越 。”
原文标题：EDA：设计芯片的“WORD”如何自主安全可控
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责任编辑：haq

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