芯片是中國科技行業目前最被卡脖子的一個環節,而EDA是芯片設計的必備工具,國際上主要被Synopsys、Cadence和Mentor Graphics占據著95%的市場,高端復雜的芯片設計更是依賴這三個巨頭,最新數據顯示,他們的人員總數是國內全部EDA從業人員的一百倍,那么中國的EDA方面存在哪些問題呢,是單純的技術,還是人才,又或者兩者都缺?
人才與技術窘況
EDA一直牽動著國內芯片行業的心,2020年第23屆中國集成電路制造年會上,公布了國內十大EDA軟件公司及人員規模排行榜,如下:
數據來源:2020年第23屆中國集成電路制造年會
此外,還有一家:杭州行芯,主要的軟件是電壓降分析及電磁場分析工具,大約有10人左右。
(備注:濟南概倫與北京博達微已經于2019年合并,對外統稱概倫電子,公司聲稱總人數達到200人。)
按照上面的統計,國內前十大EDA軟件公司研發人員加起來僅僅800余人!
國內所有公司加在一起,從事EDA工作的人員不到1500人,與國外大型EDA企業公司擁有上萬人相比,差距顯而易見。這里值得注意的是,我國所有EDA公司的研發人員不到1500人。
華大九天成立于2009年,在EDA領域中具有較長的發展歷史,在國內同行業算是擁有較大的發展規模的企業,員工在600人左右,除去一些行政管理人員,研發人員不到500人。
整個芯片制造過程,需要EDA的環節很多,通常有四大類EDA工具,咱們先來看下發展歷程(如圖)。
一是DFM,該工具與可制造性有關,OPC是其中最突出的一環;
二是是工藝仿真,開發一個工藝必須要先通過軟件來進行仿真,確定一些參數、配方之后,在開始制造;
三是與設計接口,EDA工藝實際上主要為設計服務,通過提供PDK,庫以及IP,這些都需要EDA的工具來支持;
四是生產過程中的良率分析,以及如何提升良率等問題。在設計端和制造端的結合過程中,想要提高良率也需要一些相關的工具來進行相關的良率分析等。
很遺憾,國內這方面做的效果都不是太好,國內大部分都面向制造環節,在封測領域較弱,在EDA市場市占率目前只有15%左右,與國外巨頭相比,差距很大。
技術方面怎樣突破?
工欲善其事必先利其器,中國集成電路與國外先進水平的差距需要彌補,而彌補差距需要工具,只有解決了芯片設計方法學上的難題,才有資格和實力去追趕。
1、在模擬電路方面,有全流程的工具,在仿真工具領域發展不錯,還獲得不少國際友商的認可,有部分國外友商還把華大九天在這方面的成績作為目標。
2、在數字電路方面,華大九天主要在后面做優化,以及數字電路的物理驗證,布局布線等相關的工具。
3、正在努力補全晶圓制造和封測這一塊,這塊偏弱。
4、全球目前只有華大九天專注于平臺顯示領域這個領域,這主要與國內的產業有關聯,可打造完整的產業閉環。
只有產業內一起攜手共進,通過補短板加長板,共同把我國集成電路產業,尤其一些關鍵的重要的環節能夠把它做好做全,才能真正解決我國半導體產業的需求。
人才方面怎樣解決?
據2019年前后水木社區@edaeda爆料:“目前,全球EDA從業人數大約在4萬人上下,而國內的EDA從業人員,大約不到500人,是全球EDA人數的百分之一左右。”
雖然中國的Fabless, Foundry產業與國際領先水平相比還有一定差距,但是,國內的Fabless, Foundry在本領域內的人員數目和總產值,均達到了全球10%以上的水平,遠遠超過國產EDA在本領域內只有1%的水平。國際上一個EDA人員的平均產值是20萬美元左右。如果要提升國內EDA產業的總產值,首先需要做到把國內EDA人員數目快速從500人提高到5000人以上。
人這么少,要怎么提升呢?
華大九天劉偉平認為缺人背后的主要原因是投入不足 。他算了一下,近十年時間 ,華大九天總投入不到5億人民幣 , 而“全球最大的EDA公司一個月投入就是5億, 一年投入11億美元 , 差距確實很大 。”
但盲目的大規模投入對EDA發展的作用可能不太大。
Foundry領域,要快速提升從業人員規模相對容易,因為只要投資建一個大的Foundry廠,資金達到幾十億,上百億的規模,一般都會吸引大批從業人員加入,規模容易快速增長。這也是最近5年來,為什么國內Foundry廠數目快速擴張的原因。它的好處是:容易在短期內見效,人員數目和產值數字都容易快速增長。
但是,在EDA領域,短期內的大額投資是沒有作用的,因為EDA不需要大量的廠房和設備,如果給EDA企業幾十億、上百億,企業反而不知道該如何用這筆資金進行規模擴充。
同理,EDA的人員數目增加,也不是短期內可以快速達到的,因為EDA的研發人員與其它領域的研發人員不太一樣,它的培養周期和成長周期較長。
培養一個EDA人才需要十年
一個經驗豐富的EDA人員,需要經歷如下幾個階段:
1.高校課題研究階段:打下良好的理論基礎,并且理解EDA創新思維的重要性。這個階段需要4到5年。
2.企業初步的實用化開發階段:利用高校學到的理論基礎,開發實用化的EDA軟件,了解EDA領域內工業界的真實需求,掌握工業界開發技能。這個階段需要2到3年。
3.項目的挫敗和反思階段:EDA領域開發一個項目一次性成功是一個小概率事件,往往開發一個項目會經歷失敗的痛苦。所謂失敗,不是指項目沒有做出來,而是指項目開發出來后,項目的效果沒有達到預期的指標,在工業界沒有競爭力。這時,開發人員需要反思:失敗的原因在哪里,該如何提升自己的技能和水平,以滿足EDA對研發人員的高標準要求。這個階段需要2到3年。
4.在實踐中提升階段:EDA從業人員經歷了前期的反思和總結后,逐步理解了EDA領域內產品和技術的關鍵點,在后續的項目開發中不斷提升自己的水平和技能。
其中第4階段是一個偶然性比較大的階段,即使經歷了前期3個階段的磨練,也不一定能做出一個成功的產品來。國內之所以有很多人不愿意加入EDA領域,主要原因就是:我即使付出了10年以上的努力,也不一定能夠做出成功的產品,自己在職業生涯成功的概率較低,風險較大。
從以上分析可以看到,培養一個EDA研發人員大約需要10年左右的時間,短期內靠大幅投資來提升人員規模是比較困難的。我們只能是:耐心培養,逐步提高。如果每年國內EDA人員數目可以提高20%的比例,則20年后大約 EDA人員的數目可以達到4000人左右的規模,初步達到國際EDA人員總數的10%左右,可以在國際EDA領域內占據一席之地。
結語
近年來中國在集成電路領域通過不斷努力。在設計、制造和封測三個環節都取得了一定成績。但具體到各個環節深入下去的時候就會發現,問題很嚴重,與國外差距很大。如今業內人士認為,就算光刻機突破了,在EDA如果不能突破的話,依舊會出現芯片制造的難題。國外EDA公司長期坐擁穩定的市場占有率,且技術也在不斷地更新和迭代。國產EDA公司在追趕的道路上,需要付出更多的努力,這是一場持久的戰役,需要保證長期的研發投入和更多的技術積累,以及建立好人才培養機制。
責任編輯:YYX
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原文標題:看國內十大EDA軟件公司排行榜,總人數不到全球EDA研發總數的1/100,怎樣突破困境?
文章出處:【微信號:WW_CGQJS,微信公眾號:傳感器技術】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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