政策和AI雙重加持 “芯片之母”EDA迎高速增長期

本報記者 李玉洋 上海報道

日前，國內首家EDA（Electronic Design Automation，電子設計自動化）上市公司概倫電子交出了一份漂亮的成績單——該公司2022年實現營收約2.79億元，同比增加43.68%；實現歸屬于上市公司股東的凈利潤約4489萬元，同比增加56.92%，兩項數據均達到歷史最優。

《中國經營報》記者注意到，近兩年來國內EDA賽道的投資熱度直觀可見，一批國產EDA企業涌現出來。企查查數據顯示，2022年該領域共完成38次融資事件，披露融資金額超80億元?！敖鼛啄陙?，中國EDA產業的發展已初具規模，產業生態也在初步形成，比如在當前模擬設計EDA工具和制造領域，已經有優秀的國產EDA公司深耕多年，而在數字設計和驗證領域，也有初創EDA公司的工具在產業上獲得認可?！鄙虾：弦姽I軟件集團有限公司（以下簡稱“合見工軟”）方面告訴記者，中國EDA 公司經歷了三個階段，從無到有，再從有到產品性能對標國際產品，最后形成產業協同的生態。

對此，電子創新網CEO張國斌表示：“近兩年本土EDA發展很快，一是得益于本土IC設計公司崛起，大量公司需要本土化工具的支持；二是大數據、人工智能技術以及云化的普及，也給EDA領域帶來了新的變化。很多本土EDA公司盡可能多地擁抱新技術，加之政府和資本的引導，以及很多人才加入，讓本土EDA快速發展起來?！?/p>

記者注意到，為專用處理器設計工具的科技公司芯易薈（ChipEasy）也于4月12日發布EDA工具FARM Studio。據芯易薈方面介紹，這是全球首款采用C語言描述的專用處理器生成工具，軟硬件描述語言的統一，可大幅降低芯片設計門檻，分鐘級自動生成專用處理器芯片，最大程度縮短芯片研發和驗證的周期，加快芯片產品上市。

2025年將達到185億元

按照具體業務來看，概倫電子2022年EDA工具授權業務實現收入1.83億元，同比增長30.38%；半導體器件特性測試系統實現收入6158.62萬元，同比增長34.75%；一站式工程服務解決方案業務實現收入3290.29萬元，同比增長410.44%。

值得注意的是，概倫電子作為一家在國際市場上起步的企業，2022年境內收入首次超過境外。數據顯示，來自境內的主營業務收入實現1.54億元，較上年度增長68.77%，占公司主營業務收入的比例，從2021年的47.63%提升至2022年的55.75%。

概倫電子方面表示，2022年營收增長主要系報告期內拓展產品線，銷售訂單同比快速增長所致；凈利潤同比增長則主要來自銷售收入及政府補貼、利息收入增長。

其實，概倫電子的營收增長也與整個EDA產業的發展預期相符合。ESD Alliance的數據顯示，2020年全球EDA市場的規模為115億美元，2015—2020年CAGR（復合年均成長率）為8.1%；而根據中國半導體行業協會的數據，2020年中國EDA軟件市場的規模為93.1億元，預估到2025年將達到185億元。

EDA是面向電子設計領域的基礎工具，稱作“芯片之母”。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。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。

長期以來，全球EDA軟件由Synopsys（新思科技）、Cadence（楷登電子）和Siemens（西門子）等國際巨頭主導，國內市場也不例外。近兩年，推動國內EDA行業發展的變量不斷涌現，其中最重要的是國家對EDA行業的重視程度不斷增加，上下游協同顯著增強，國內EDA企業在產業政策、產業環境、投資支持、行業需求、人才回流等方面吃到紅利。

企查查數據顯示，2022年國內EDA賽道完成的38次融資事件，融資級別多集中在千萬元以上，融資輪次多集中在戰略融資，共16起，占比超四成；其中芯瑞微電子、立芯軟件、湯谷智能、合見工軟等企業在2022年獲多輪融資。

更貼近客戶需求是天然優勢

概倫電子董事、總裁楊廉峰此前表示，EDA行業特點是技術高度密集，并且涉及跨學科，工具種類繁多，應用細分非常明顯，“從國外行業30多年的發展經驗來看，不光是建立了技術壁壘，更重要的是建立了生態的壁壘。目前，國內EDA發展的難點也主要是存在技術和行業生態壁壘”。

盡管國內EDA企業面臨著一些壁壘，但也有屬于自身的優勢?！爸袊鳨DA企業在應對中國IC設計客戶需求時有天然優勢，可以更貼近客戶需求。對于EDA公司來說，誰能更快地把握系統級客戶和IC設計公司的真正需求和痛點，擁有更好的產品和技術，并持續優化，誰就能主導市場?！焙弦姽ぼ浄矫姹硎?。

概倫電子在財報中指出，基于國際EDA巨頭的核心優勢產品及全流程覆蓋的發展經驗及成果，在全球范圍內EDA公司存在兩種不同的發展特點：一是優先重點突破關鍵環節核心EDA工具，在其多個核心優勢產品得到國際領先客戶驗證并形成國際領先地位后，針對特定設計應用領域推出具有國際市場競爭力的關鍵流程解決方案；二是優先重點突破部分設計應用形成全流程解決方案，再逐步提升全流程解決方案中各關鍵環節核心EDA工具的國際市場競爭力。

國內EDA企業也依循著該路徑。2022年，概倫電子基于國內產業現狀，啟動了業內首個基于DTCO（芯片設計與工藝協同優化）理念的EDA生態圈，邀請產業鏈上下游EDA企業、IP廠商、存儲器公司、設計公司/IDM、晶圓代工廠、封測公司等多方深度聯動。

而合見工軟從驗證切入，目標在于全流程?！膀炞C貫穿整個芯片設計流程，是花費時間、資源最多的步驟。因為芯片開發成本的高昂，驗證環節的重要性毋庸置疑?！焙弦姽ぼ浄矫嬷赋?，目前驗證環節所遇到的挑戰主要在驗證效率的提升、驗證的可預期性、驗證的質量保證和驗證的多樣化需求四個方面，在龐大的驗證分支體系中，在不同的場景下需要多款驗證工具來支撐，導致驗證工具越來越多樣化，涉及數字仿真器、FPGA原型驗證系統、形式化驗證等。

“每一個驗證環節，都需要去考慮節省成本、提高效率。同時，還要求各種驗證方法結合，目標達到驗證的快速、完備、易調試。這正是合見工軟以數字驗證EDA為核心，擴展工業軟件戰略方向的原因?！焙弦姽ぼ浄矫嬷赋?。

AI輔助EDA趨勢是共識

從技術維度來看，EDA行業發展日益關鍵的變量，還包括人工智能技術。

“EDA和AI技術的結合在改善芯片PPA（性能、功耗、尺寸）、提升設計環節生產效率和系統級優化等方面，擁有廣闊的發展空間?！备艂愲娮釉诮衲?月的機構調研中表示，目前EDA領域學術界、產業界都已注意到AI對EDA產業變革的巨大驅動力，AI輔助EDA已經成為業界共識和不可阻擋的發展趨勢，公司稱將密切關注人工智能等與EDA領域相關的前沿技術的發展。

德勤預計，2023年全球半導體企業將投入3億美元，利用內部自有或第三方AI工具開展芯片設計，且未來四年這一數字將每年增長20%，到2026年將超過5億美元。2023年先進AI芯片設計工具業務將迅速增長，預計將為EDA工具業務增長的兩倍以上、芯片銷售增長的三倍以上。

那么，AI在EDA領域的應用有了哪些實質性進展？此前，WIRED雜志報道了全球首個由AI設計的芯片──三星使用Synopsys的DSO.ai實現尖端計算機芯片的自動化設計。

“短短一年內，由AI設計的商業芯片在數量上至少增加了一個數量級。隨著AI設計技術加快普及，訓練數據集變得更加全面，同時設計團隊開始深入和廣泛地利用新型工具的優勢，我們預計這一趨勢仍將繼續?！盨ynopsys中國方面表示，幫助流片的設計將從去年的數百個增加到2023年的數千個，隨著AI技術日趨成熟，AI驅動的新設計能力將在新的芯片設計領域帶來生產力的突破，并開始幫助行業企業帶來更加復雜的設計，以滿足功耗、性能和面積（PPA）方面的需求。

而國內的EDA公司芯行紀則通過機器學習的方式來實現擁塞感知（congestion aware），更好地確保后期芯片的可繞通性。

然而，難點也不少，以至于大部分EDA廠商都沒有將擁塞預測模型放入布局?！拔覀兛咳齻€方面實現了創新和突破，第一是融合更先進的算法，第二是使用更優化的模型，第三是全面更新了布局布線的核心引擎?！毙拘屑o資深技術副總裁邵振說。