“2019年，我國EDA市場規模約為5.8億美元，僅佔全球市場的5.6%。中國EDA廠商總營收不到4.2億元，只佔全球市場份額的0.6%。”在近日舉行的2020世界半導體大會EDA 產業發展分論壇上，一組數據引發行業關注。
EDA（Electronic Design Automation），即電子設計自動化工具，它相當於芯片設計師的“PS軟件+素材庫”，可以讓芯片設計從幾十年前圖紙上畫線的體力活，變成了軟件裏“素材排列組合+敲敲代碼”的腦力活。
儘管全球產值剛破百多億美元，卻足以影響到整個萬億電子產業的發展，EDA被譽為半導體裏的“最高槓杆”，而在國內，EDA系統還處於起步階段。國產EDA軟件如何奮起直追？南方+記者對行業人士、專家學者進行多方採訪。
現狀：
國際廠商三足鼎立，新技術可縮小差距
材料、EDA軟件、半導體設備，是整個半導體行業的三張牌，如果用一個倒金字塔結構來形容，那麼EDA軟件是位於產業鏈最上游的位置，也是整個產業的基石。
它有多重要？根據加州大學一位教授測算：如果一顆系統SoC的設計費大約是4000萬美元，在沒有EDA技術進步的情況下，費用會達到77億美元，EDA軟件讓設計費用降低了200倍。
此次分論壇上一組數據顯示：2019年我國EDA市場規模約為5.8億美元，僅佔全球市場的5.6%。中國EDA廠商總營收不到4.2億元，只佔全球市場份額的0.6%；同比增長14.3%，國產化率約為10%。國內EDA市場超過85%的份額是Synopsys，Cadence和Mentor三大廠商佔據。
在半導體制造領域，隨着工藝複雜度的加大，市場份額加速向頭部廠商集結。EDA行業從百家爭鳴發，最終形成三足鼎立之勢。據統計，2019 年全球 EDA 市場為 102.5 億美元，EDA 市場主要由 Synopsys（新思科技），Cadence 和 Mentor 三巨頭瓜分，國內 EDA 市場超過 85% 的份額也由三大廠商佔據。
與此同時，國產EDA產業也處於奮起直追的狀態。賽迪顧問呂芃浩博士介紹，EDA軟件一度依賴進口，自主化進入沉寂期 ，到2008年左右，EDA軟件再度起航，先後成立了華大九天、芯願景等企業，並逐步獲得世界認可。
“2019年年底，我國芯片設計企業達到1780家，並且培育出巨大的產業規模為國產EDA軟件的發展提供了足夠大的市場。”呂芃浩説，5G、人工智能、新能源汽車等新領域的出現，同時基於雲計算、人工智能的EDA技術，可將我國EDA技術與國際差距大大縮小。
上海復旦微電子總工程師沈磊也感嘆，“以前集成電路的論壇，講的多是設計、工藝方面最多加上裝備，材料稍微帶一帶，EDA幾乎沒有了，但今年以來明顯感受到越來越重視EDA”。
痛點：
市場規模有限，企業難有投入動力
基於國產替代而創造了產業發展機會，但半導體是一個資金、技術和人才門檻都非常高的行業，要想發揮EDA軟件在半導體產業“四兩撥千斤”的作用，還面臨諸多痛點。
對比國際三大廠商來看，EDA更是靠研發投入砸出來的。據國信證券，Synopsys 和 cadence 兩大巨頭為了維持行業地位和緊跟技術發展，其研發費用分別高達 35%、40%，研發佔比遠高於同行。
更關鍵的是，花費巨大力氣研究出來，市場在哪裏？北京大學高能效計算與應用中心執行主任羅國傑就指出，儘管EDA歸類於與生產製造、材料並列的半導體技術，但EDA市場很有限，從商業驅動角度並不是很容易的事情。
應用企業也同樣有擔心，這就面臨着一個“先有雞還是先有蛋”的困境：對不少長期使用國外軟件的公司而言，不敢輕易嘗試國產軟件。
呂芃浩認為，軟件應該在使用中不斷提升，國內EDA廠商都比較缺乏PDK（工藝設計套件)基礎，EDA 企業和國際先進晶圓廠的合作較弱，國內晶圓廠提高自身的製造技術水平有限，難以針對先進工藝設計、改良 EDA 軟件。
也就是説，EDA軟件背後，與生產製造緊密結合，而且在使用中不斷更新，長此以往，合作伙伴也越來越少，技術越來越落後，陷入惡性循環。
呂芃浩還指出，很多中小企業對版權、知識產權的意識較差，盜版猖獗，對國內EDA的迭代沒有好處。“企業千辛萬苦開發出了軟件，一遇到盜版就前功盡棄。”有企業家反映。
這個問題也已引起了相關部門的重視。今年8月，在國務院印發的《新時期促進集成電路產業和軟件產業高質量發展的若干政策》就提及，聚焦材料、EDA、設備等探索關鍵核心技術攻關新型舉國體制，同時，探索建立軟件正版化工作長效機制。
破題：
或將建專門實訓產線，培養實操性人才
儘管發展集成電路還面臨不少難題，但在清華大學微電子學研究所原所長、中國半導體行業協會副理事長魏少軍教授看來，資金並不是核心問題，最難的有三點，一是戰略決心，二是頂層設計，三是人才團隊。其中，人才是關鍵。
多位行業人士表示，EDA 處於多學科交叉領域，需要大量綜合性人才。同時，從事 EDA 工具開發需要工程師同時理解數學、芯片設計、半導體器件和工藝，綜合技能要求高。
高門檻導致這方面人才奇缺。數據顯示，2019年全球EDA從業人員約為4.5萬人，但國際三大廠商佔比就達6成。而在國內，除去在國際EDA公司的中國研發中心工作人員，本土EDA研發人員僅500人左右。
“人才是最難解決的，因為急不得。”華大九天副總經理郭繼旺説，集成電路既要理論寬基礎、紮實理論基礎還要實操能力，還與工藝、整個產業發展貼合往前走。
相比學科教育的培養，更難的是實踐操作。郭繼旺説，打通從高校到產業的“一公里”目前還是一片空白，集成電路產業是一項實操性工作。儘管各地紛紛建有12寸線、8寸線等不同尺寸的產線，但代工廠目前都是存量人才為主，產線不能停，無論是對高校學生還是初入者來説，都缺乏專門實訓平台。他透露，目前杭州也有意專門打造一條12寸產線用來做實驗室的測試和實訓平台。
【記者】郜小平
【作者】 郜小平
【來源】 南方報業傳媒集團南方+客户端