自研EDA軟件，芯願景能否突破芯片國產最險一關？

撰文丨黃依婷

編輯丨馬詩晴

2020年5月，美國升級對華為技術封鎖力度，宣佈凡是使用美國技術和設備的廠商，供貨華為時都需向美國商務部申請。這種變相的“申請”，基本上切斷了華為從美獲得芯片技術支持的可能。

禁令下達後，舉世譁然。華為重要合作伙伴，世界上最先進的芯片製造商——台積電因此而遭到美國強勢調查，或不能再為華為供貨。這是當前國人最關切的問題，也反映了我國嚴重缺乏先進芯片製造技術之現狀。

然而，在芯片製造環節受限之前，有個更不為人知，影響卻更為“致命”的技術已被美國封鎖[21] ，那就是被業界譽為“芯片之母”、芯片產業“皇冠上的明珠”的EDA軟件。

EDA軟件對於芯片的重要性，就相當於操作系統對電腦的重要性。長不過十幾毫米的芯片，裏面包含幾十億甚至幾百億晶體管。任何一個出了差錯，芯片都不能使用。因此，每顆芯片在被製造之前，都必須精確設計。而EDA軟件，便是芯片設計的基礎工具。沒有它，整個芯片產業鏈都將崩潰。

長久以來，EDA軟件都被鏗騰電子（Cadence）、新思科技（Synopsys）和明導國際（MentorGraphics）三家壟斷。我國能提供商用EDA軟件的廠商，僅十家左右。儘管與國際第一梯隊相比，它們力量還很微弱。但有了從0到1的突破，它們為芯片國產化帶來了巨大希望。

近日，芯願景以國內首家EDA廠商的身份上報科創板，成為市場焦點。它的EDA軟件能夠有效支持芯片工藝和技術分析，並服務芯片設計廠商。以EDA軟件為支持，芯願景服務了全球上萬家芯片企業。高通、英特爾、三星等全球前十半導體企業中，有六成是公司服務對象。

那麼，芯願景EDA軟件技術究竟幾何？它能否突破芯片產業“命門”，扛起中國芯片自主重任？

EDA軟件50年曆史中，我們不是沒有過機會立於全球技術之巔。

1994年以前，“巴黎統籌委員會”對中國實行EDA軟件禁運管制，倒逼我國研發出自己的EDA軟件——熊貓系統。然而，隨着1994年禁運令取消，國內EDA軟件研發近乎止步。“造不如買、買不如租”的思想盛行，有了進口軟件，少有資金再願意光顧這個“十年難磨一劍”的產業研發領域。

如今再回首，幾十年的技術差距早已形成巨大鴻溝。而EDA軟件特性，決定了這種鴻溝短時間內難以逾越。

一方面，不同於一般軟件，EDA軟件要支持芯片開發，必須與半導體生產工藝深度綁定。因此，半導體硬件的“摩爾定律”亦約束着EDA軟件。也就是説，隨着半導體工藝快速更新迭代，EDA軟件亦需不斷升級更新，以支持硬件開發。由此，持續高額的研發投入總伴隨着EDA軟件廠商。

以鏗騰電子和新思科技為例，2010年以來，兩者每年都要拿出經營收入的30%以上用於研發。2018年，鏗騰電子研發投入超過10億美金。

另一方面，EDA軟件鏈條很長，涉及到前端設計仿真、後端佈局規劃、物理驗證等全過程。為了擴大市場，EDA廠商往往會以併購方式向全鏈延伸，打造軟件平台。據統計，美國EDA公司併購史上，僅鏗騰電子、新思科技、明導國際三家頭部廠商就參與了200多次併購。這種高資本投入整合起來的平台資源，構成了頭部廠商強大的護城河。

總結來説，EDA軟件高研發、平台化兩大性質，決定了行業壟斷格局。後來者要想進入分羹，將非常困難。多年以來，全球三大廠商佔據了我國95%以上的市場份額，給了國內企業極“小”的發揮空間。

2002年，芯願景成立，其團隊多出自中科大計算機系，年齡不過30歲。面對壟斷巨頭，技術、資金還相當薄弱的芯願景，該如何應對？

從一開始，芯願景就選擇了“專”、“精”的道路，僅將自身EDA軟件定位為“芯片分析和設計服務所用”，而非全面的軟件平台。所謂芯片分析，即分析市場上已有芯片的技術和工藝，或是為了學習和借鑑一流技術，或是為了鑑定知識產權，防止專利被侵犯。

為了服務芯片分析領域，芯願景將研發重點放在圖像採集、處理、驗證等重要環節上。一方面，公司努力提高產品和市場主流EDA軟件的兼容性，以便商用，為有芯片分析需求，或是部分芯片設計企業所用；另一方面，自研EDA軟件技術不斷精進，為公司日後轉型踏入芯片分析領域打好基本功。

在這種僅專注細分領域的發展思路下，芯願景取得了突破。如今，它是國內僅有的10家左右EDA軟件供應商之一。其六大軟件產品線、38個軟件產品，能與主流EDA軟件實現數據交互，並支持OpenAccess、SPICE等多種標準數據格式。

然而，我們不能否認的是，芯願景每年400萬左右的營收規模，與國際一流廠商相去甚遠，甚至離第一大國產EDA廠商華大九天亦有差距。但其商用化EDA軟件，幫助公司開拓芯片分析和設計服務領域，併成為國際領先的芯片分析廠商。從此，芯願景從另一角度，加速芯片國產化進程。

盤點國內其他芯片分析廠商，如聖景微、深科特等，它們儘管也有自研基礎軟件，但僅供自用。

不難推測，這些芯片分析廠商之所以沒有實現軟件商用，是因為它們的產品在電路圖清晰度、支持工藝先進度、與主流EDA軟件數據交互等方面做得不夠成熟。而芯願景商用的軟件，證明了其紮實的技術基本功。

有自研EDA軟件作支撐，芯願景逐漸成長為國際領先的芯片分析廠商。

與美國一流企業TechInsights相比，芯願景亦毫不遜色。它所能分析的最小工藝製程達到7納米，在封裝分析、圖像採集等方面，它的技術均與TechInsights比肩。如今，芯願景每年分析產品達6500多種，累計客户1500多家，正逐漸追平與TechInsights的規模差距。

考慮到中國半導體市場大環境，如芯願景這般具備先進技術分析能力的廠商註定要成為“香餑餑”：

起步晚已是我國芯片業不可改變的事實。對於很多後來者而言，如何更快追趕上“前輩”的步伐？除了潛心鑽研技術原理以外，學習“前輩”一流技術，並以此改進自身也同樣重要。

例如，在高度依賴設計師經驗的模擬芯片市場，我國自給率不足14%。在工業等高端領域，自給率更是不足5%。為了彌補國內從業者經驗不足，芯片分析非常必要。廠商將先進芯片的工藝細節、電路布圖清晰呈現給年輕的設計師，讓他們看到，前輩們是如何將幾十年經驗凝結於一塊芯片之上，進而啓發他們提高芯片性能、縮短研發週期。

在專利保護方面，芯片分析亦是不可或缺的環節。

隨着海思、展訊等越來越多優秀國產廠商崛起，我國專利保護意識也在不斷增強。2013年至2018年，我國集成電路領域專利公開總數年均複合增長率10.8%，但同時，2009年至2018年，人民法院審理一審知識產權案件數年均複合增長率高達28.1%，遠快於專利申請增速。由此可見，專利保護對企業發展十分重要。

芯願景整合了項目中積累的共性圖像或電路數據等信息，形成了自有芯片專利數據庫，為很多公司實行侵權分析和取證工作，幫助其合理維權。當前，公司數據庫中包含了3.1萬餘個集成電路產品、6.7萬餘份芯片技術報告。2018年，芯願景知識產權分析鑑定收入突破2800萬規模。

2017至2019年，芯願景芯片分析收入從5520萬元增長至1.29億元，翻了一倍不止；其淨利潤更是從2594萬飛速增長至7594萬。高業績增速證明了芯願景在中國半導體市場的高服務價值。

然而，透過芯願景部分產品的波動性業績，我們不難看出，芯片分析是一門高度定製化的生意，想要快速放量並不容易。三年內，公司芯片技術分析、知識產權分析鑑定的收入與毛利率均呈現波動增長態勢。波動的原因，是項目難度各異、規模不一，公司為此耗費的人力和時間成本也各不相同。

如何將多年服務經驗共性提煉出來，形成標準化產品，進而做更“省時省力”的生意，是芯願景做大芯片分析規模後，所要考慮的問題。

IP授權服務，就是芯願景近年來服務標準化的重要成果。

所謂IP，就是芯片上已經過驗證、可重複使用的模塊，它具備某些特定功能，裝載在芯片上，可“即插即用”。這一過程類似於搭積木，芯片IP就好比是積木局部。將預先搭好的各個局部組裝起來，便可迅速搭建成完整的模型。

2011年，我國芯片設計廠商才534家，到了2018年，這一數字已經增長至1638家。這背後，體現的是我國芯片設計行業發展壯大，競爭日益激烈的現實。市場上同質化芯片數量越來越多，對於芯願景這樣專業的芯片分析廠商而言，就意味着它所能捕捉到的技術和工藝共性越來越多。

依託自有EDA軟件，芯願景形成了支持5萬個以上項目集成電路圖像、標註和電路圖存儲的數據庫。這對公司凝結服務經驗共性，形成自己的IP起到了極大幫助。目前，公司已經開發了十餘款嵌入式安全防護類、工業物聯網與控制類、通用基礎類IP，發放授權超過3萬個。

參考EDA巨頭新思科技、國內EDA最大廠商華大九天，他們也都在業務發展過程中，積累了自己的IP，並將其發展成重要業績增長點：

2019年，隨着全球半導體增速放緩，新思科技EDA軟件收入增速從上年的69%降至19%。與之對比的，是公司IP服務收入佔比從28%升至31%，且正在以平均每年18%的速度增加，帶動了公司業績有力增長。

華大九天在EDA軟件發展過程中，亦十分注重IP培養。它自主研發並流片驗證的高速接口IP，可以支持十幾種高速接口協議，已經成功應用在客户芯片產品中並量產超萬顆。

由此可見，IP是很多EDA廠商的業務拓展方向，具有巨大發展前景。

2018年，芯願景IP首次實現商用。2019年，公司IP授權收入達到1038萬，較上年增長96%。為了培養更多優質IP，芯願景擬籌資9373萬元，用於物聯網芯片IP開發，並搭建IP和產品驗證平台，加快IP部署。

EDA軟件，是芯片設計的基礎工具，被稱為芯片產業“皇冠明珠”。作為國內寥寥幾家EDA軟件廠商之一，芯願景備受矚目。無可諱言，它的軟件與新思科技等巨頭相比差距甚大。但有自研軟件支持，芯願景得以提供芯片分析和設計服務，高效助力芯片國產。隨着其EDA軟件愈加成熟、服務標準化程度愈高，芯願景有望成國際頂尖芯片服務商。