EDA,中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)下一個爆發(fā)的風(fēng)口
作為芯片領(lǐng)域最上游、和大眾消費(fèi)離得最遠(yuǎn)的環(huán)節(jié),EDA一直相當(dāng)?shù)驼{(diào)。即便在前2年芯片領(lǐng)域紛爭最熱鬧的時刻,對于這個行業(yè)的關(guān)注和憂愁,也只是局限在一小部分人當(dāng)中。
然而,比起大家耳朵聽出繭子的“麒麟9000有153億個晶體管”或者“臺積電5nm工藝”,EDA市場規(guī)?;蛟S不大,參與企業(yè)也名聲不顯,但其重要性和致命性卻不遑多讓。1、支點(diǎn)
EDA是什么?
即便到了今天,可能還有人對此存在疑問。
從根本上說,EDA,即電子設(shè)計(jì)自動化(Electronics Design Automation),應(yīng)該是一種理念,但這種高屋建瓴的東西顯然是業(yè)內(nèi)高端、前沿人才的專屬。
日常環(huán)境,當(dāng)我們討論EDA時,主要討論的是EDA技術(shù)和EDA工具。
在集成電路剛出現(xiàn),對工藝、制程、集成度等要求還沒那么高時,芯片的布局、走線還是可以靠芯片工程師畫出來的。
但是半個多世紀(jì)后,芯片發(fā)生了天翻地覆的變化。華為2020年發(fā)布的麒麟9000芯片,拇指大小一片上,集成了153億個晶體管。這是什么水平呢?你拿一只筆,看看能不能在指甲蓋上清楚地點(diǎn)出153個點(diǎn)?再增加1億倍,就是現(xiàn)代芯片的集成度。
道教的什么“壺中天地”,佛教的什么“須彌芥子”,在唯物主義的智慧面前都要俯身叩首。
在這種情況下,如果還要靠芯片工程師來畫……老板敢說,工程師就敢死給你看。
所以,從上世紀(jì)70年代中期開始,業(yè)內(nèi)人員就想方設(shè)法地,將設(shè)計(jì)和繪圖的工作打包給機(jī)器來干。
到今天,EDA工具已經(jīng)能自動地完成邏輯編譯、化簡、分割、綜合、優(yōu)化、布局、布線和仿真,直至對于特定目標(biāo)芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下載等工作。
芯片工程師轉(zhuǎn)型碼農(nóng),只需要負(fù)責(zé)編寫好EDA工具,然后讓工具來完成芯片上數(shù)百億個晶體管和布線的繪制。
EDA有多重要?
從芯片產(chǎn)業(yè)鏈來看,設(shè)計(jì)、制造、封裝、測試的分工中,EDA作為骨架貫穿始終。
從市場結(jié)構(gòu)看,EDA是一個支點(diǎn)。
2020年全球EDA市場規(guī)模為114.67億美元。
100多億美元的產(chǎn)值,這算什么?可能會有人這么說——畢竟大家都是見慣大場面,經(jīng)常在資本市場參與百億公司資金運(yùn)作的人。
確實(shí),從產(chǎn)值上看,EDA只是小產(chǎn)業(yè)。但考慮到其作用,一旦EDA產(chǎn)業(yè)出了差錯,在其之上的4400億美元半導(dǎo)體市場就轟然崩塌,進(jìn)而撼動規(guī)模數(shù)萬億美元的電子信息產(chǎn)業(yè),數(shù)十萬億的數(shù)字經(jīng)濟(jì)未來也將蒙上陰影……
可能吹得有點(diǎn)過了……但是,EDA對于現(xiàn)代芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展來說,是處于沒它不行的地位。
遺憾的是,中國的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),還一定程度上處于“沒它”的情況。
2、移山
規(guī)模不大,技術(shù)門檻又高的行業(yè),很容易陷入寡頭壟斷的格局。
事實(shí)也確實(shí)如此,全球3家巨頭——美國的新思(Synopsys)、楷登(Cadence)和德國西門子收購的Mentor,是壓在行業(yè),尤其是中國芯片行業(yè)頭上的“三座大山”。
事實(shí)上,前幾年圍繞華為的幾場芯片風(fēng)波中,EDA就時有被提起。從當(dāng)時的市場格局看,“三座大山”占了全球市場份額的60%,中國的10余家EDA公司只占0.8%。
在國內(nèi),雖然本土EDA公司的份額達(dá)到了5%,看起來好一點(diǎn)對吧?
但仔細(xì)一看,新思、楷登和西門子的份額合計(jì)居然達(dá)到95%!市場集中度更甚于國外。
從企業(yè)的角度看,三巨頭擁有完整的全流程EDA工具,而且在部分細(xì)分領(lǐng)域擁有絕對優(yōu)勢,而國內(nèi)還沒有1家EDA企業(yè)能夠提供全方位的EDA產(chǎn)品。
一旦被堵死,后果不堪設(shè)想。
好在,事態(tài)并沒有這么發(fā)展。
國內(nèi)EDA產(chǎn)業(yè)不僅沒有被堵死,還在逐漸發(fā)力追趕。
根據(jù)賽迪智庫數(shù)據(jù),2020年,中國EDA市場營收國產(chǎn)化份額提升至11%,相較2年前翻了1倍,而國外三巨頭的份額,也下降到了85%。
雖然差距依然巨大,但這種奮起拼搏的精神,此消彼長的勢頭,至少不會像國足一樣,讓人覺得“時間不多了”。
而支撐未來“爆火”判斷的是,這波勢頭背后的力量,顯然不會就此中止。
首先,這種事關(guān)經(jīng)濟(jì)命脈的產(chǎn)業(yè),國家的態(tài)度代表一切。
2006年發(fā)布的《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006--2020年)》,包含未來16個重大專項(xiàng),其中以EDA代表的“核心電子器件、高端通用芯片及基礎(chǔ)軟件”位列第1,奠定了EDA產(chǎn)業(yè)15年重點(diǎn)發(fā)展的基調(diào)。
2012年,《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)進(jìn)一步鼓勵軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干政策的通知》發(fā)布,EDA企業(yè)獲得真金白銀的稅收優(yōu)惠。
2019年的《關(guān)于集成電路設(shè)計(jì)和軟件產(chǎn)業(yè)企業(yè)所得稅政策的公告》規(guī)定中,優(yōu)惠力度更是加碼,相關(guān)企業(yè)可以享受1-3年免稅、3-5年減半的巨大福利。
此外,在存續(xù)5年間,大基金一期先后注資國微控股、華大九天,幫助其 EDA 相關(guān)業(yè)務(wù)快速發(fā)展。剛剛過去的7月,華大九天正式在創(chuàng)業(yè)板上市,開盤后大漲130%,市值超過400億元。
其次,在國家意向的引導(dǎo)下,資本順理成章地蜂擁涌入。
據(jù)統(tǒng)計(jì),截至2017年,國內(nèi)EDA行業(yè)只接受了6筆融資,而2018年1年就出現(xiàn)了6次,2019年增加到9次融資,2020年更是翻番到18次。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),2021年共有22家EDA公司進(jìn)行了超過30次融資。
今年上半年,又有包括芯華章、九霄智能、行芯、合見工軟、立芯軟件等多家國產(chǎn)EDA公司均收獲了新一輪融資。
值得一提的是華為。
作為EDA斷供最早的“受害者”,從2020年12月到2021年8月,其旗下哈勃投資一口氣投資了九同方微電子、無錫飛譜電子、立芯軟件、阿卡思微電子、青芯意誠5家EDA公司。
其三,傳統(tǒng)巨頭也不是無敵的。
在企業(yè)發(fā)展過程中,花錢買買買現(xiàn)成的技術(shù)是簡單省事的偷懶手段,三大EDA巨頭們也不能免俗。據(jù)統(tǒng)計(jì),三巨頭稱霸全球的過程中,共發(fā)起過200余起兼并收購案,這就導(dǎo)致他們的工具實(shí)際上是碎片化的。
同時,既然是軟件,EDA公司也要面對“屎山”問題。某EDA巨頭員工曾透露,他們有一個十幾二十年都不敢碰的代碼庫,因?yàn)椤胺e累的越多、包袱也越多,一個小小的改動也會造成很大的影響”。
此外,前面說到,EDA和芯片行業(yè)每個環(huán)節(jié)緊密相連,反過來說,新興領(lǐng)域的發(fā)展也將創(chuàng)造新賽道,巨頭積累的傳統(tǒng)優(yōu)勢就沒那么明顯了。近年來,智能汽車、AI、物聯(lián)網(wǎng)等芯片大戶在國內(nèi)崛起,給國內(nèi)EDA產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了絕佳土壤。
早前,芯華章首席戰(zhàn)略官謝仲輝透露,在不久前的舊金山DAC(全球設(shè)計(jì)自動化大會)上,他們收到了蘋果、微軟、Amazon等頭部客戶的合作興趣,這說明其實(shí)海外巨頭現(xiàn)有的EDA工具并不能滿足全部需求。
同樣的例子還包括華大九天、概倫電子、鴻芯微納、芯和半導(dǎo)體、行芯科技被三星半導(dǎo)體納入SAFE-EDA生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴,以及華大九天和概倫電子被納入臺積電EDA聯(lián)盟等。
3、危與機(jī)
頗有意思的是,本月初,美國要斷供EDA的消息已經(jīng)被外媒爆出,然而國內(nèi)市場收到風(fēng)聲后,不僅沒有消沉,反倒是一片火熱,華大九天和概倫電子連續(xù)錄得多日大漲,廣立微電子也在上市首日收獲超過155%的漲幅。
顯然,業(yè)內(nèi)都將美國的舉措視為對國內(nèi)的利好。
可以說,美國這次出的是一記“蠢招”。
因?yàn)楣I(yè)設(shè)計(jì)軟件的市場跟芯片不同,制約后發(fā)企業(yè)發(fā)展的主要因素不是技術(shù),而是無利可圖。
前面說,EDA市場技術(shù)壁壘高,市場規(guī)模小,這意味著,你后發(fā)企業(yè)投入十幾億美元研發(fā),最多也就是100億美元的市場,風(fēng)險和回報(bào)不成正比。
對于傳統(tǒng)巨頭而言,最毒的伎倆不是封鎖,而是低價傾銷。
事實(shí)上,中國EDA產(chǎn)業(yè)就是吃過這方面的大虧,才陷入如今的落后境地。
1984年,DAC(設(shè)計(jì)自動化大會)舉辦了第一個以電子設(shè)計(jì)自動化為主題的商業(yè)銷售展覽;1986年,我國就在被國際封鎖的情況下,動員全國17家單位,召集200多位專家齊聚原北京集成電路設(shè)計(jì)中心,開發(fā)我國自有的集成電路計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)。
1992年,超大規(guī)模集成輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)熊貓IC CAD通過鑒定,覆蓋了全定制集成電路正向設(shè)計(jì)的全部功能,獲得當(dāng)年的國家科技進(jìn)步一等獎,也被視作沖破西方封鎖的里程碑。
沒想到的是,該項(xiàng)目甫一成功,對岸就迅速解除了對中國的EDA禁令,加上后來“市場換技術(shù)”的思路占主流,導(dǎo)致此后的數(shù)十年間,美國高端成熟的EDA工具如同狼群一般在中國市場攻城略地,中國EDA自主廠商的研發(fā)腳步也因此變緩,走上了“二次開發(fā)”“代理集成”的附屬式發(fā)展道路。
而這次斷供就意味著,美國企業(yè)主動讓出這部分市場,極大增加了后進(jìn)企業(yè)的回報(bào)穩(wěn)定性。
根據(jù)賽迪智庫數(shù)據(jù),2020年中國EDA市場銷售額為66.2億元,2018-2020年復(fù)合增速為21.42%。
即使只是保持和市場同步增長,國內(nèi)EDA企業(yè)的“春天”也遠(yuǎn)未結(jié)束。
更何況,考慮到在“國產(chǎn)替代”力度加碼、資本熱度不減的情況下,國內(nèi)EDA企業(yè)的份額有望進(jìn)一步提高,怎么看,前景都是一片光明。
前瞻經(jīng)濟(jì)學(xué)人APP 產(chǎn)業(yè)觀察組
更多行業(yè)研究分析詳見:
[1]《2022-2027年中國EDA軟件行業(yè)市場前瞻與投資規(guī)劃分析報(bào)告》,前瞻產(chǎn)業(yè)研究院
同時前瞻產(chǎn)業(yè)研究院還提供產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)、產(chǎn)業(yè)研究、政策研究、產(chǎn)業(yè)鏈咨詢、產(chǎn)業(yè)圖譜、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、園區(qū)規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)招商指南、IPO募投可研、IPO業(yè)務(wù)與技術(shù)撰寫、IPO工作底稿咨詢等解決方案。