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美国芯片EDA软件相继“停供”,将对华为影响几何?

继半导体公司ARM停止与华为的有效合约、支援服务等往来后,美国最大芯片设计工具供应商EDA(全称Electronic Design Automation)之一新思科技(Synopsys)告知其员工暂停向华为提供软件更新服务,同时另一家EDA供应商楷登电子(Candence)也根据禁令要求,发布内部指示要求员工停止与华为的业务往来。

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美国EDA厂商的相继“停供”,让华为在芯片上游设计领域再次蒙受阴影。而更大的问题在于,目前国产EDA工具在整个芯片行业的贡献不足全球市场份额的5%,在工具的完整性方面与外商行业领军企业存在着明显差距,难以迅速成为替代品。

华为曾花2亿购买美国EDA工具

所谓“EDA”,就是开发者在电脑上完成芯片集成电路的设计软件,类似工程和机械制图所用的CAD软件,对于拥有多达上亿个晶体管的芯片而言,没有EDA工具辅助是难以实现设计的。它是连接芯片设计方案与半导体物理世界的最上游的纽带,少了这个产品,就等于说是切断了芯片设计与晶圆厂之间的联系,因此其重要性可见一斑。

上世纪80年代开始随着计算机的兴起,EDA厂商纷纷涌现。经过20多年的收购兼并以后, EDA领域就只剩下了新思科技(Synopsys)、楷登电子(Candence)和明导国际(Mentor)这三个巨头,目前他们占据EDA软件市场90%以上的份额。

EDA公司向下游客户销售EDA工具,收入来源主要是依靠证书授权费(license fee),就像是使用office软件、杀毒软件或其他软件需要注册序列号一样,只是这一张授权证书相当值钱。有数据显示,华为在2014年为获得楷登电子的使用软件证书,一次就花了3000万美元,约合2亿多人民币。

现在楷登电子的官网上还可以看到华为图灵处理器事业部负责人对其产品的评价:“从小型400万门的有效荷载到十亿门的设计,都能让我们简单有效地确保系统功能。”而新思科技更是早在2009年已经成为海思EDA首要合作伙伴,相互合作长达十余年。

这次EDA停供对华为造成的影响有多大?一位华为海思芯片工程师Tim Liu在知乎回答道,目前华为已有的软件依旧在有效期内可以使用,“断供”的影响主要体现在两个方面,第一是没有了技术支持,如果出现问题需要自己摸索,第二后续没有软件的新版本。目前半导体工艺演进速度并不快,就算停留在7nm也足以支撑一段相当长的时间,随着5nm芯片的出现需要更新的EDA软件版本,但在这之前还有一段缓冲时机。

国产自研EDA发展长路漫漫

虽然这次“停供”对华为的直接影响并不算严重,但不能忽视如果美国厂商的禁令长期无法解除,将会给华为造成的风险。目前,就国产EDA工具虽然与新思科技等海外行业巨头差距明显、发展成熟度还不足以取而代之,但也许正如华为新研发的“鸿蒙”系统面临的挑战和机遇,EDA软件的开发将随着应用和生态用户的增多获得新的成长空间。

谈到芯片自给,EDA工具是绕不开的上游环节,EDA的“停供”也折射出国产芯片制造产业链中的备受掣肘的短板。

为了更好发展发展集成电路产业,在1986年我国曾动员了全国17家单位,200多位专家齐聚原北京集成电路设计中心,开发我国的集成电路计算机辅助设计的,并将其命名为“熊猫系统”。

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国产首套EDA“熊猫ICCAD系统”在1993年面世,并获国家科技进步一等奖,使中国成为国际上为数极少的可以提供自主知识产权EDA工具的国家之一,然而此后的发展进程却非常缓慢。2001年,中国华大集成电路设计集团推出了九天Zeni系统,在服务本土需求的同时,进入海外市场。到了2009年,华大集成电路与国投高科技共同投资,成立了华大九天推动国产EDA发展。

历经10多年的发展,如今华大九天成为国内EDA的领头羊,它拥有3个产品,即数模混合IC设计全流程EDA解决方案、SoC设计优化EDA解决方案及面向IC和FPD制造业的EDA解决方案,其中数模混合设计平台可以支持到40nm芯片的设计节点,但还未能支持28nm与20nm芯片的设计,比国际最先进的7nm设计技术尚落后三到四代。

“中国芯”破局的机遇

相比芯片制造材料与加工工艺的技术壁垒,上游EDA开发软件在业界看来实现突破的难度不大,限制国产EDA发展的主要原因在于当前市场形成了垄断的集中产业形势。

面对美国EDA厂商的“停供”,国产EDA工具将进入国内芯片设计的视野,获得扩大市场份额的契机,进而能够拥有了更多先进制程晶圆厂合作的机会,缩短与全球头部EDA企业的技术经验差距。

目前,在国内已有华大九天、芯禾科技、广立微、博达微等几个企业从国产EDA阵型中突围而出。尤其是华大九天,在一些芯片设计专门领域也不乏亮点,如液晶平板显示器(FPD)领域,华大九天已经成为全球唯一的能够提供全流程FPD设计解决方案的供应商,获得了大部分知名面板厂的市场份额。此外,华大九天的Xtime物理设计时序优化与Sign-off工具和解决方案,也得到了业界一线工程师的一致好评。

国产EDA厂商打造本土EDA全方位竞争力,但这需要产业链各界的共同努力。在未来“国产EDA+顶尖Fabless芯片设计企业+台积电”的模式将改变现有EDA产业格局,国产EDA的元年或将就此开启。


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