国内本土EDA工具研发人才仅约300人?半导体业急缺人才!

国内本土EDA工具研发人才仅约300人?半导体业急缺人才!


本文中部分内容来自: TechSugar

所谓的EDA,其实是电子设计自动化(Electronic Design Automation)软件的简称,是集成电路芯片产业链最上游、最高端的子行业。工程技术人员利用EDA工具,那么芯片的电路设计、性能分析、设计芯片版图的整个过程都可以通过计算机自动处理完成。有人可能就要问了,EDA工具对行业的重要性有多大?一片芯片中有集成了上亿个晶体管,如果工程师不借助EDA工具,而光靠人工设计电路、绘图,那么工程师们必然会累到崩溃的地步。更进一步说厂商要研发设计出高端的芯片,离开了EDA显然是无法完成的。

到目前为止,全球EDA行业基本形成了三家鼎立的格局。这三家公司分别是,美国的新思科技(Synopsys)、同样是来自美国的楷登电子科技(Cadence)、2016年被德国西门子收购的明导国际(Mentor Graphics)。仅2017年里,全球EDA行业的总收入中有70%被这三家公司瓜分。这三巨头都是在市场上经过残酷而激烈的竞争后走到今天的,是在经过多伦优胜劣汰后幸存下来的佼佼者,并已形成了强大而牢固的产业链、专利壁垒和人才优势。所以,后来者要进入该行业并谋求扩大市占率,绝非是件容易办到的事情。



新思科技一直致力于开发复杂的芯片系统(SoCs)新思科技的逻辑综合工具DC(design compiler)和时序分析工具PT(Prime Time)在全球EDA市场基本上已一统江山。楷登电子科技的产品涵盖了电子设计的整个流程。全球知名的半导体与电子系统公司均将楷登电子科技的软件作为自己的设计标准。楷登电子科技的Virtuso工具在经历了27年仍然不衰,在业内可谓是一大传奇。明导国际的工具虽比不上前面两家公司的全面,但在PCB(印刷电路板)设计工具等领域却有着可圈可点且独到之处。

EDA公司向下游客户销售的EDA工具,实际上卖的是证书(license),就像使用windows操作系统或office软件以及其他应用软件时要用到注册码一样。EDA公司的一张证书就相当值钱了,以华为为例,2014年底华为为了获得楷登电子科技的证书,一次就花了3000万美元。EDA公司除了向客户售卖软件工具外,还卖向客户出售IP核。IP核是具有知识产权(Intellectual Property)的集成电路芯核的简称。EDA供应商把电路设计所需的功能扩展件以软件IP核构件的形式出售给客户,这可以理解为功能扩展包。

而国内EDA市场,有95%以上的份额是被国际供应商占据。正如华大九天董事长刘伟平所说:国际上三大EDA厂商在国内占据超过90%的市场份额,剩下的市场还有ANSYS等国外公司来分。”显然,国内厂商只能一点一点地从国外厂商手中抢夺市场份额。


华大九天董事长刘伟平。

从国内EDA行业发展,可以管窥整个半导体产业生态。前身是华大集团EDA部门的华大九天,虽然2009年才成立公司,但在EDA行业的经验,可以追溯到1980年代的熊猫系统,在国家正式启动EDA系统开发时,华大九天团队就已经参与进去。“从熊猫EDA到现在已经有30年,一方面扎根EDA是蛮艰辛的一个过程,另外一个方面,我们做得也不够理想,到今天才有一点小成果出来,离产业界期望还很远。”刘伟平说道。

华大九天的成果,主要体现在三方面。首先,华大九天有一套完整的模拟电路(或者说全定制电路)设计平台。“做模拟电路设计,用我们这套系统,基本可以从头到尾做下来,”刘伟平表示,华大九天的模拟设计平台上电路仿真模拟工具(Spice)性能非常出色,比三巨头的工具还要“快很多,性能好很多,客户用了我们的产品之后很惊讶。”

第二,华大九天为SoC设计提供优化工具平台。不像在模拟与混合信号领域有全流程工具,华大九天的数字电路工具尚不完整,不过华大九天可以提供优化平台,为用户设计完成时序与功耗优化,“这套平台有很多想法与概念是我们最早在产业里面提出来的,现在一些国外大公司,也开始采用类似的概念来实现。这套工具我们做得还不错,国内市场占到80%。”

第三,华大九天有针对显示器面板的全流程设计工具。“面板要用薄膜晶体管来控制每个像素的工作状态,所以面板是一个大的晶体管阵列结构形态,有点像存储器的结构,这个市场比较特殊,全世界就华大九天专门针对这个市场做了全流程工具。京东方、华星光电、熊猫、彩虹、天马、惠科,还有维信诺,以及群创、友达等都是我们的客户。”

虽然在局部形成了突破,但与全球领先的三大EDA厂商相比,国产EDA厂商差距非常大,而且差距并不只是体现在销售额上,用刘伟平的话说,国内EDA厂商还“没有能力全面支撑产业发展。”

相比三巨头,国内厂商第一个短板就是工具不够全。刘伟平介绍,只看集成电路产业所需的EDA工具,华大九天已有的产品线占集成电路所需工具的三分之一左右。“还有三分之二的东西我们没有,这是最大的问题,”刘伟平呼吁,在补齐工具链方面,国内厂商应相互配合,一起把工具做全,“如果做不全,就没有能力支撑产业。”



其次,国内EDA厂商与先进工艺结合比较弱。“设计与工艺对接的纽带就是EDA,如果EDA和工艺结合不够好,就很难起到纽带的作用。”刘伟平解释道。在与工艺结合方面,三大EDA公司有天然优势,它们在新工艺开发阶段就与晶圆制造厂合作,因此对工艺理解很到位,反过来可以更好地改进工具以支持先进工艺,而国内EDA厂商只能在工艺开发完以后拿到部分数据。另外,EDA工具与工艺结合的重要支撑是工艺设计套件(PDK)。作为工具基于工艺开发的一整套基础支撑环境,PDK包含了器件的模型、结构、设计规则检查以及库等,开发非常复杂,需要较大投入,目前国内EDA厂商都比较缺乏PDK基础。国内EDA产业与先进工艺结合不够的原因,与中国整个半导体生态不够成熟直接相关,“我们的生产技术还在突破14纳米,人家都已经做到7纳米了。”

第三个因素是缺人。据刘伟平估算,国内做EDA研发的人大约有1500人,其中约有1200人在国际EDA公司的中国研发中心工作,真正为本土EDA做研发的人员,只有300人左右。“我们有150个人,国内还有还有一些小的EDA公司,以及高校与研究所,总共只有300人,全球最大的EDA公司,研发人员大约有7000人,其中5000多人做EDA工具。”刘伟平强调,人才缺乏是所有问题的根本,“几十倍的差距,力量对比悬殊!”

缺人背后的主要原因是投入不足。刘伟平算了一下,从成立到现在,近十年时间,华大九天总投入不到5亿人民币,而“全球最大的EDA公司一个月投入就是5亿,一年投入11亿美元,差距确实很大。”投入不足,在招人留人方面就难以发力。

发布于 2018-08-02

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