美国限制华为的封喉之剑,究竟是什么?
2020-05-20 07:51:28
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来源:芯师爷

核心观点

EDA是芯片之母,是芯片产业皇冠上的明珠:EDA软件工具涵盖了IC设计、布线、验证和仿真等所有方面。EDA是集成电路设计必需、也是最重要的软件工具,EDA产业是IC设计最上游、最高端的产业。

全球EDA产业形成三巨头公司寡头垄断格局:EDA是集成电路产业链相对产值较小但又极其重要的关键环节, 具有“体量小、集中度高”的特点。全球EDA70%的市场份额都由EDA三巨头Synopsys、Cadence和西门子旗下的Mentor Graphics占据。在中国市场,集中度更高,EDA销售额的95%由以上三家瓜分。探究三巨 头成功存在三要素:一、持续并购重组,二、高研发投入,三、美国政府的支持。

国产EDA软件工具积淀已久,本土EDA企业蓄势待发:国内EDA产业发展从上世纪八十年代中后期开始,本 土EDA企业有华大九天、芯禾科技、广立微电子、博达微科技、概伦电子、蓝海微科技、奥卡思微电等七家。这些企业虽然产品不够齐全、集成度不够高,但在点工具上取得了一定的成绩。其中,华大九天是全球唯一 的能够提供全流程FPD设计解决方案的供应商,获得了大部分知名面板厂的市场份额。

部分国产EDA软件公司:华大九天、芯愿景、广立微电子、概伦电子、芯禾科技、蓝海微科技、博达微科技、奥 卡思微电等。

风险提示:国际形势面临的不确定性风险、国家政府相关政策执行情况不确定性风险、EDA软件发展基础之 IC全产业链发展不确定性风险。

中美科技博弈升级到“国策级别”

中共中央政治局常务委员会5月14日召开会议,会议指出,要实现产业基础再造和产业链提升工程,巩固传 统产业优势,强化优势产业领先地位,抓紧布局战略性新兴产业、未来产业,提升产业基础高级化、产业链 现代化水平。要发挥新型举国体制优势, 加强科技创新和技术攻关,强化关键环节、关键领域、关键产品保 障能力。

美国商务部15日表示,正在更改一项出口规则,对华为的芯片供应商进行“战略锁定”,只要这些供应商的 直接产品用到美国某些软件或技术。

此有针对性的规则更改将使以下外国生产的物品受出口管理条例(EAR)的约束:

① 由华为及其在实体清单上的关联公司(例如海思半导体)生产的半导体设计之类的商品,是某些美国商务 控制清单(CCL)软件和技术的直接产品。

② 根据华为或实体清单上的关联公司(例如海思半导体)的设计规范生产的芯片组之类的项目,它们是某些 位于美国境外的CCL半导体制造设备的直接产品。此类外国生产的物品仅在知道要转出口、从国外出口或 转移(在国内)到实体列表中的华为或其任何关联公司时才需要许可证。

美国商务部此次限制华为的芯片供应商出口管理条例体系。

图1:美限制华为的芯片供应条例体系

BIS表示:如“有合理原因相信”某实体“从事对美国国家安全或外交政策利益构成严重威胁的活动”,抑 或该实体很可能从事上述活动,将会被列入作为条例附件的“实体清单”。

实体清单相关行业和美国《商业管制清单》(CCL)中所列的受控物项所在行业分类可以充分对应,甚至基 本重合。

图2:美国出口控制分类编码(ECCN)行业类别

排除个人及新疆地区公安局后,被列入BIS 实体清单的中国机构共 189 家,包括企业 143 家、独立研究机构 41 家、高校 5 家。

图3:中国4大领域实体清单机构数量

美国科技封锁,直击芯片产业核心上游EDA软件

EAR的核心内容是限制或禁止任何公司、任何人与“特定国家”或该“特定国家”的公司进行与“管制物品” 相关的交易。

BIS(美国商务部工业安全局)要求企业向被加入实体名单企业销售或转移受到EAR约束的物品前,需事先获 得许可。

受EAR约束的产品包括:

➢ 位于美国境内(包括美国对外贸易区内以及美国境内中转)的所有产品;

➢ 位于美国境外但原产于美国的所有产品;

➢ 非美国原产但含有“美国成分”(包括成品、软件、技术)且达一定比例(根据产品性质及类别,分别有0%、 10%、25%三条最低标准线)的“外国产品”。

占比小于25%标准:一般情境下,当境外制造商品的美国原产项目价值占比小于25%标准时,该项目不受制于 EAR。

占比小于0%/10%标准:部分信息安全、IC芯片、燃气涡轮发动机相关设备、软件和技术的再出口受到更严格 的限制,

➢ 利用美国技术或软件生产的特定产品;

➢ 由美国境外工厂生产,但该工厂或工厂的主要部件源自美国技术或软件。

但这次新规跳过加严至EAR 10%步骤,直接限制所有使用到美国技术的对华为出口产品,无比例要求,并专 门点名半导体,因此对华为制约较大。

EDA全景概述

IC设计全流程

IC产业链:芯片产业链包括设计、制造、封装、测试、销售,芯片核心实力重心在芯片设计,而芯片设计离 不开芯片设计软件EDA,EDA可谓是芯片产业链“任督二脉”。

芯片设计流程:芯片设计可分为前端和后端,前端主要负责逻辑实现,后端跟工艺紧密结合。

图4:芯片产业链各流程主要企业

图5:芯片设计和生产流程

EDA软件分类

EDA是广义CAD的一种,是细分的行业软件。利用EDA工具,电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设 计电子系统,完成电子产品从电路设计、性能分析到设计出IC版图或PCB版图的整个过程。

图6:EDA分类

EDA发展历程

何谓EDA?EDA是电子设计自动化(Electronic Design Automation)的简称,是从计算机辅助设计 (CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助测试(CAT)和计算机辅助工程(CAE)概念发展而来。

图7:EDA历史沿革

国内EDA历史沿革:国内EDA产业发展从上世纪八十年代中后期开始,国产首套EDA熊猫系统于1986年开 始研发并于1993年问世。之后的国内EDA发展曲折而缓慢,因各种因素影响,国产EDA产业没有取得实质 成功,但近十年发展中,华大九天、芯禾科技、广立微、博达微等几个企业从国产EDA阵型中展露生机。

EDA是集成电路产业领域内 “小而精”的环节,产值较小但又极其重要。数据显示,2018年整个EDA的市 场规模仅为97.15亿美元,2014-2018年复合增长率在6.89%左右,相对于几千亿美金的集成电路产业来说不 值一提,但如果缺少了这个产品,全球所有的芯片设计公司都得停摆。

在2017年,IP核的交易已经超越了EDA工具和服务本身,成为EDA产业交易规模最大的一部分。

图8:近年来全球EDA市场规模

EDA三巨头:Synopsys、Cadence、Mentor Graphics

EDA市场份额占据前三位的Synopsys、Cadence和被西门子收购的Mentor Graphics。

三大EDA企业占全球市场的份额超过60%。其中,Synopsys是全球最大的EDA企业,2018年的市场份额已 达到32.1%;Cadence仅次于Synopsys,2018年市场占有率为22.0%;Mentor Graphics在被收购之前也 能保持超过10%的市场占有率。在2017年中国工业软件企业排行榜中,Synopsys排名35位,Cadence和 Mentor Graphics分列第47、48位。

图9:2014-2018年EDA三巨头公司收入所占份额

图10:EDA三巨头基本情况

EDA三巨头之Synopsys

Synopsys(新思科技)成立于1986年,由Aart de Geus带领通用电气工程师团队创立,在2008年成为全球排名第一的EDA软件工具领导厂商,为全球电子市场提供技术先进的集成电路设计与验证平台。

Synopsys在EDA行业的市场占有率约30%,它的逻辑综合工具DC和时序分析工具PT在全球EDA市场几乎一 统江山。

图11:Synopsys近年营收情况

EDA三巨头之Cadence

Cadence(铿腾电子)是EDA行业销售排名第二的公司,在1988年由SDA与ECAD两家公司兼并而成, Cadence通过不断扩展、兼并、收购,到1992年已占据EDA行业龙头地位,但到2008年被Synopsys超越。

Cadence产品涵盖了电子设计的整个流程,包括系统级设计、功能验证、集成电路综合及布局布线、IC物理 验证、模拟混合信号及射频集成电路设计、全定制集成电路设计、PCCE设计和硬件仿真建模等。全球知名半 导体与电子系统公司均将Cadence软件作为其全球设计的标准。Cadence的Virtuso工具历经27年不衰,成 为业内传奇。

图12:Cadence近年营收情况

EDA三巨头之Mentor Graphics

Mentor Graphics(明导国际,2016年被德国西门子收购)1981年成立,90年代遇到经营困境,软件的研 发严重落后于进度,大量长期客户流失。直到94年公司组织结构大调整后,才重新崛起。

Mentor Graphics是一家EDA软件和硬件公司,也是电路板解决方案的市场领导者,主要提供电子设计自动 化先进系统电脑软件与模拟硬件系统。Mento的工具虽没有前两家全面,没有涵盖整个芯片设计和生产环节, 但在有些领域,如PCB(印刷电路板)设计工具等方面有相对独到之处。

图13:Mentor Graphics近年营收情况

EDA三巨头产品及客户总体比较

EDA公司提供给IC公司的一般都是全套工具,因此EDA集成度高的公司产品更有优势。三巨头基本都能提供全套的芯片设计EAD解决方案。

① Synopsys最全面,它的优势在于数字前端、数字后端和PT signoff。模拟前端的XA,数字前端的VCS, 后端的sign-off tool,还有口碑极好的PT、DC和ICC功能都很强大。Synopsys有垄断市场90%的TCAD器 件仿真和垄断50%的DFM工艺仿真,这是其在EDA产业竞争中的一把利器。

② Cadence的强项在于模拟或混合信号的定制化电路和版图设计,功能很强大,PCB相对也较强,但是Sign off的工具偏弱。

③ Mentor Graphic在后端布局布线这块比较强,在PCB上也很有优势,它的优势是Calibre signoff和DFT, 但Mentor Graphic在集成度上难以与前两家抗衡。

此外,除了卖license以外,EDA企

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业还可以提供IP授权(硬核和软核),这个对于很多中小规模的设计公司 是很有吸引力的。授权的IP通常有memory,Serdes和Power management之类的研发成本或门槛相对较高的硬核。

① 目前Synopsys企业的IP业务全球排名第二;

② Cadence的IP业务销售额也在逐年增加;

③ Mentor在IP业务上和Synopsys与Cadence几乎没有竞争力。

芯片设计部分流程使用的三巨头工具:

图14:芯片设计部分流程使用软件工具情况

Synopsys的产品及客户

Synopsys提供的产品与服务主要分为四类:EDA、IP、制造解决方案、专业服务与其他,其中EDA产品占 Synopsys总收入中的一半以上。

图15:Synopsys产品分类

Synopsys是EDA三大巨头之首。占据统治地位的产品为逻辑综合工具DC(design compiler),时序分析工 具PT(prime time)。

Synopsys的EDA和IP客户通常是半导体和电子系统公司。除此之外,Synopsys还为包括电子、金融服务、 媒体、汽车、医药、能源和工业等不同行业客户提供软件安全解决方案。

Intel是Synopsys最大客户,2016-2018三年公司总营业额中分别有15.9%、17.9%、15.4%来自Intel。除 此之外,公司没有占总收入份额超过10%的客户。

图16:Synopsys各类产品或服务营收占比情况

Cadence的产品及客户

Cadence将主营业务为五类,分别是验证、数字设计、模拟、PCB、IP,其中前三项的地位更为重要,占主营业务收入的份额在75%左右。

Cadence为EDA业界第二厂商,工具集中在模拟电路,PCB电路,FPGA工具。Cadence也有一套完整的 ASIC设计工具,但在与Synosys竞争中处下风。但在全定制设计中Virtuso仍然非常强大,Cadence之所以 稳居第二,决定于其强大的模拟电路设计工具。

图17:2018年Cadence各细分领域占营业额的比重

图18:Cadence主要产品

Cadence主要平台介绍:

图19:Cadence主要平台

Mentor Graphic的产品及客户

Mentor公司为业界第三,虽然排行第三,但体量比前两家要小不少。

Mentor在EDA厂商中始终占有一席之地的原因是其点工具做得非常好,比如Mentor的PCB设计工具,全面 而且信号分析准确。比如ASIC流程中的Calibre在版图LVS,DRC中占有率超出其他两家,比如DFT工具 DFTAdvisor在DFT工具中绝对占据优势地位。由于Synopys的销售策略,在DC销售时免费搭DFT compiler, 对DFTAdvisor造成一定的市场冲击。

Mentor平台并非像前两家一样大而全,虽然点工具做的很精致,但在Synopsys、Cadence的竞争压力下, 发展空间日渐狭小。

图20:四大EDA公司主要客户情况

EDA三巨头在华布局

Cadence 于1992年进入中国市场,是三巨头中在华布局进行最好的;Synopsys仅次于Cadence,于1995 年进入中国市场;Mentor中国总部设立于上海金茂大厦,分别在北京和深圳设有销售办公室。

EDA三巨头几乎在所有细分领域都有产品涉及,而EDA行业入门门槛高,成本弹性大,对性能依赖性强,其他的EDA公司若想突围十分困难。

EDA三巨头成功因素之一:内生高额的研发投入

Synopsys和Cadence一直重视新技术的开发,每年投入大比例资金用于研发,研发费用是公司最大的营运 开支。尤其是Cadence公司,近两年研发支出占总营收的比例超过40%。

图21:2010-2019年Synopsys与Cadence研发投入(百万美元)及占营业额的比重

EDA三巨头成功因素之二:外延频繁并购

自1986年成立以来,Synopsys通过发起几十余项并购交易,不断寻找那些已经被市场证明成功的产品及其 企业,通过滚动并购操作达到了扩大业务规模、进行技术整合的目的。

2002年,Synopsys以8.3亿美元收购与Cadence结束专利诉讼的Avanti公司,使得Synopsys成为EDA历史 上第一家可以提供顶级前后端完整IC设计方案的领先EDA工具供应商,并在2008年超越Cadence成为全球 最大的EDA工具厂商。

图22:Synopsys部分重要收购情况

Cadence公司的发展壮大,同样离不开一系列成功的收购。

图23:Cadence部分重要收购情况

Mentor Graphics自成立开始,就关注各细分市场的的佼佼者,一步步收购了多家在某些细分领域技术上 数一数二的中小型EDA公司,从而实现了企业稳步发展成长的目的。

2016年11月14日西门子和Mentor Graphics(明导国际)联合发表声明,德国西门子将以每股37.25美元的价 格收购美国EDA公司Mentor Graphics,总收购价格为45亿美元,价溢价21%。在收购Mentor后,西门子 将增强在电子系统的设计、测试和仿真领域的软硬件实力。

图24:Mentor Graphics部分重要收购情况

EDA三巨头成功因素之三:政策扶持

美国在半导体产业发展中发挥着巨大的作用。目前,集成电路在摩尔定律的驱动下,面临物理和经济极限;拐点临近,电子技术的进步将进入下一创新阶段。在这种背景下,美国又一次走在了世界前列,推出了一项 为期5年、总值15亿美元的电子复兴计划(ERI),用以支持芯片技术的开发。美国国会也增加了对ERI的投 入,每年额外注资1.5亿美元。

DARPA推出ERI项目扶持芯片发展:2018年7月23-25日,DARPA为ERI计划召开了首次年度峰会,在会上, DARPA公布了2017年9月首批启动的6大项目合作研究团队,旨在扶持和培养在材料与集成、电路设计和系 统架构三方面的创新性研究。

图25:DARPA公布的ERI六大项目

图26:DARPA对Cadence与Synopsys的补助情况

美国EDA巨头下一代技术发展前沿

随着IC设计复杂度的提升,新工艺的发展,EDA行业有非常大的发展空间,目前产业两大发展方向:云计算+EDA、人工智能+EDA。目前Cadence领先。

云计算+EDA

云技术的应用主要有三大优点:

①快速部署可提高工程效率并加速项目完成;

② 通过灵活的解决方案和大规模可扩展的云就绪工具实现无痛采用;

③ 经过验证的解决方案据有很好的安全性,被许多客户信赖和使用。

图27:Cadence提供的云服务

人工智能+EDA

芯片敏捷设计是未来发展的一个主要方向,深度学习等算法能够提高EDA软件的自主程度,提高IC设计效率,缩 短芯片研发周期。

据Cadence的报告显示,机器学习在EDA的应用可以分为四个方面:数据快速提取模型;布局中的热点检测;布局和线路;电路仿真模型。Cadence致力于研究将机器学习应用在Virtuoso平台上,并参与了ERI中智能设计 芯片项目。新思科技也在利用人工智能加速时序验证。

图28:Virtuoso平台智能框架

国内EDA产业情况

图29:国内EDA产业概况

国内EDA产业发展历史:

➢ 上世纪八十年代中后期,国内开始投入EDA产业研发。1993年国产首套EDA熊猫系统问世。之后的国内EDA发 展曲折而缓慢。

➢ 多个EDA厂商萌芽,因各种因素影响,国产EDA产业没有取得实质性成功。在2008年,国内从事EDA研究领 域涌现了华大电子、华天中汇、芯愿景、爱克赛利、圣景微、技业思、广立微和讯美等公司。

➢ 之后十年发展,华大九天、芯愿景、芯禾科技、广立微、博达微等几个企业从国产EDA阵型中展露生机。

图30:我国EDA企业成立时间

国内EDA企业难以提供全流程产品,但在部分细分领域具有优势,个别点工具功能强大。

图31-2:我国EDA企业产品情况

国内EDA公司竞争优势

华大九天

公司简介

北京华大九天软件有限公司成立于2009年6月,具有三十年的技术积累,前身是华大集团EDA部门,专注于提供 专业的EDA软件、IP产品及相关解决方案,是国内规模最大、技术最强的EDA企业,是大规模集成电路CAD国 家工程研究中心依托单位,承担着国产EDA软件研发与推广的重任,并在2012年推出硅知识产权(IP)和设计 服务业务。

受制于国内行业大环境,公司体量依旧较小。2019年年报显示,公司雇员390余人。华大九天的技术团队约为300人,研发团队硕博士比例 超过80%,。2019年8月,董事长刘伟平曾披露,公司正式员工加上其他实现人 员总计400多人,预计2019年底能扩大到500人。

技术优势

华大九天承载了熊猫系统的技术,在EDA和IP方面拥有多年的积累,现在的他们能够提供数模混合/全定制IC设 计、平板(FPD)全流程设计及高端SoC数字后端优化方向的EDA解决方案,拥有多项全球独创的领先技术。尤 其是在FPD领域,华大九天更是成为全球唯一的能够提供全流程FPD设计解决方案的供应商,获得了大部分知名 面板厂的市场份额。其他围绕EDA提供的相关服务包括IP设计服务及晶圆制造工程服务。

股权与领导层:中国“电子系”直属,原部门领导任一把手 公司是中国电子信息产业集团(CEC)旗下集成电路业务板块二级企业。现第一大股东为中国电子,持有公司 33%股份。公司董事长刘伟平在EDA和集成电路设计领域辛勤耕耘三十余年,是著名的熊猫ICCAD系统工具研发项目的亲历者。

图33:公司股权穿透图

融资历史:吸引上亿社会资本,大基金坐任股东表示认可

图34:公司股东变化情况

公司业务:国内EDA软件领跑者

目前,华大九天提供四大板块的服务:全流程数模混合信号芯片设计系统、SoC后端设计分析及优化解决方案、 FPD全流程设计系统、IP以及面向晶圆制造企业的相关服务以及液晶平板显示。公司客户覆盖国内集成电路细分领域的众多企业,如晶圆制造领域的中芯国际、华力微电子、华虹宏力等,IC设 计领域的华为海思、中兴微电子、紫光展锐等,国内主要的CPU设计企业飞腾、兆芯、龙芯、华芯通等,以及液 晶平板显示领域的京东方、华星光电、维信诺、咸阳彩虹、熊猫电子、重庆惠科等。

公司战略:做全产品,技术升级

公司目前存在的差距

1)是缺乏数字芯片设计核心工具模块,无法支撑数字芯片全流程设计;

2)是对先进工艺支撑还不够,除了个别两三个工具能支持14纳米、7纳米、5纳米外,其它很多工具都做不到;

3)是缺乏制造及封测EDA系统,无法支撑芯片封测厂商的应用需求。

发展战略

1)要把工具产品做全;

2)要做好技术升级,解决对先进工艺支持的问题。

图35-6:公司业务板块

芯愿景

公司简介

北京芯愿景软件技术股份有限公司(简称芯愿景)创立于2002年,是一家以IP核、EDA软件和集成电路分析设 计平台为核心的高技术服务公司。向全球客户提供集成电路分析、集成电路设计、集成电路EDA软件销售服务。芯愿景建立了专业的集成电路分析实验室,实验室配置有ZEISS、FEI、Olympus、Leica、Oxford等厂商的高端 设备,可以提供包括产品拆解、集成电路工艺分析、竞争力分析、失效分析等技术服务,目前可以分析的最小工 艺节点为7纳米。

芯愿景自创立起就坚持自主研发集成电路EDA软件,累计研发了6套EDA系统,共30多个软件,覆盖了集成电路 工艺分析、电路分析和知识产权分析鉴定的全流程。累计发放授权认证超过30,000个,EDA软件用户群包括国 内外芯片设计公司、研究所、高校和知识产权服务机构等。芯愿景为半数以上的全球半导体领导厂商提供过知识产权分析鉴定服务,技术能力和专业水平得到了客户、法院、 知识产权鉴定机构和律师事务所的广泛认可。

芯愿景依托于自主IP平台和EDA软件的集成电路设计服务,成功实 现了工业控制、汽车电子、安防监控、网络设备、物联网和智能硬件等领域多款芯片的一站式设计服务。

技术优势1:集成电路EDA软件

设立以来,公司将EDA软件需求定位于IC分析服务和设计服务领域,已逐步形成六大 软件产品线、38个软件产品;具备核心技术引领/实现、执行效率保障/提升等核心作 用,是各类业务开展中的基础性技术工具,亦可直接授权客户使用。各类EDA软件产品主要使用C++语言编写,源代码总量已超三百万行,兼容 Windows操作系统;同时,其二次开发接口可实现设计服务中的“应用级开发”。总体上,相关软件功能丰富、覆盖业务全流程,是公司核心技术的重要组成。据统计, 公司软件累计发放超过三万多个授权认证。

图37:公司业务覆盖

技术优势2 :集成电路分析服务

凭借专业的集成电路分析实验室、自主研发的系列EDA软件和丰富的集成电路分析经 验,芯愿景持续向全球客户提供高性价比、高效率和高质量的竞争力分析、工艺分析、 电路提取和分析、逻辑和电路仿真等技术分析服务。芯愿景的集成电路技术分析能力始终紧跟半导体行业最先进工艺制程的发展步伐,目 前已成功实现7nm FinFET芯片的工艺分析和电路分析。截至2019年11月,电路提取 和分析的最小特征尺寸已达到7nm,单个项目最大规模超过30亿个晶体管。

图38:公司集成电路分析业务

技术优势3:知识产权分析服务

依托集成电路知识产权解决方案平台,芯愿景 为国内外客户在专利侵权取证、现有技术查找、 布图设计侵权分析、专利运营等方面提供了专 业的技术支持,承担了国内外多起知名半导体 知识产权纠纷案件的技术侵权取证工作,以专 业的技术能力获得业界的广泛赞誉。

目前提供的服务包括:专利侵权分析、集成电 路布图设计侵权鉴定、嵌入式代码著作权侵权 分析、商业秘密侵权分析等、专利运营(专利 布局、专利估值、专利交易)、专利产品映射 (PPM)和现有技术查询等。

现有成果

累积获得专利11项,软件著作权37项

图39:公司集成电路分析技术优势

芯禾科技

公司简介

芯禾科技成立于2010年,为半导体芯片设计公司和系统厂商 提供差异化的软件产品和芯片小型化解决方案,包括高速数 字设计、IC封装设计、和射频模拟混合信号设计等。这些产 品和方案可以应用到智能手机、平板电脑和可穿戴等移动设 备上,也可以应用到高速数据通信设备上。

图40:芯禾科技主要产品

投融资情况

天使轮投资方为海博创投;A轮融资额为2000万元,领投方 为海博创投;B轮融资额为4000万元,领投方为中芯聚源。

优秀成果

由全球电子技术领域的领先媒体集团ASPENCORE举办的 “2019中国IC设计成就奖“将年度技术突破EDA公司颁给了 苏州芯禾电子科技有限公司。在DAC2019上,芯禾科技演示 了公司最新开发的5G解决方案。该方案使SoC、RFIC、封装 及电路板设计人员能够利用他们的差异化技术构建更好的5G 系统。

广立微电子

公司简介

广立微电子有限公司由硅谷归国精英和浙大资深科学家共同 创立于2003年,技术来源于浙江大学超大规模集成电路设计研究所。

图41:广利微电子产品方向及特点

技术优势

该公司专业从事集成电路成品率提升服务和EDA软件开发。广立微已经可以提供基于测试芯片的软、硬件系统产品以及 整体解决方案,帮助工程师实现高效测试芯片自动设计、高 速电学测试和智能数据分析,同时还能为晶圆代工厂的新工 艺制程研发提供整合性的技术服务,包括从早期设计、中后 期量产时的可寻址测试结构,直到yield ramp阶段基于产品 版图的测试芯片,帮助提高IC设计的可制造性、性能、成品 率并缩短产品上市时间。

优秀成果

2018年广立微电子携公司电学性能监控系统和成品率提升 的相关软、硬件产品首次亮相DAC,并在之后的一年里继续 发力,公司在产品及市场方面逐步蓄势发力,技术蓝图越发 清晰,再次亮相DAC 2019。

北京博达微科技

公司简介

以SPICE Model参数提取著称的北京博达微则致力于提供高速、高频和高可靠性集成电路EDA解决方案和相关 的设计支持服务。公司可以提供的业务范围含括器件模型、PDK、标准单元库相关EDA工具和设计服务和半导 体器件量测系统。能够针对高端设计公司和代工厂提供一站式的设计支持服务和完整的设计评估和加固技术服 务解决方案。

优秀成果

由全球电子技术领域的领先媒体集团ASPENCORE举办的“ 2019中国IC设计成就奖 “将年度创新 EDA 公司 颁给了北京博达微科技有限公司 另外,专注于SPICE的概伦电子、从事TCAD的珂晶达与擅长仿真研发的创联智软等公司,都是国产EDA领域 的一些力量。他们也都正在为国产的EDA崛起而努力。

概伦电子

公司简介

概伦电子成立于2010年,致力于提升先进半导体工艺下高端集成电路设计的竞争力,提供世界领先水平、创 新的集成电路设计解决方案,是国内公司难得的几乎全部产线均可做到的世界级公司。概伦电子在Spice Model领域一直是行业的领导者,全球拥有超过100多家客户,几乎覆盖了全部的主流代工厂和设计公司。2010年后发展的大容量和快速仿真器产品具有很大的竞争力。它的噪声标准也被作为业界"黄金标准"。

图42:概伦电子主要产品

优秀成果

在今年的DAC大会,一直致力于“联动设计与制造”的概伦电子介绍了业界领先的电路仿真器针对大规模存储 器设计和后仿模拟电路高精度高速仿真难题的最新进展,并展示在业界占据绝对优势的SPICE建模、低频噪声 测量解决方案和工艺平台及模型评估套件。

天津蓝海微科技

公司简介

从事专业化的EDA软件服务与EDA工具定制化开发业 务。公司团队具有深厚的EDA技术背景,深刻理解IC 设计当前存在的难点问题,提供强有力的技术解决方 案。公司创始团队具有近20年的EDA开发、市场和运 营经验,在寄生参数提取、版图验证、OpenAccess 平台软件开发、PDK开发与自动生成等多个领域具有 独到的技术优势。

图43:蓝海微主要产品及服务

公司的宗旨是:当大部分EDA公司都在开发竞争激烈 的工具产品,决战“大众”市场的时候,蓝海微公司 力求寻找“小众”客户群体,通过软件服务提升EDA 工具的价值,避开“红海”,寻找“蓝海”(公司名 的含义)。公司的理想是:为中国IC产业的关键技术 发展提供良好的技术解决方案,促进中国IC产业整体 水平的提高;为国内外EDA公司、IC设计公司、 Foundry提供专业化的EDA软件定制开发和技术服务, 帮助其提高开发效率,降低开发成本。

技术优势:Barde工具

传统的Pcell QA工具在验证LVS是否Correct时,用户需要针对不 同器件设置较多与连接性相关的参数才能达到LVS Clean,Barde 工具大大简化了该流程,用户仅需设置几个全局性的参数而无需关 注具体Pcell器件具体内容即可达到LVS Clean。

Barde工具相比传统的Pcell QA工具具有自 动化程度高、检查项全面、准确性高和支持 先进工艺特殊处理等多项优势。

成都奥卡思微电科技

公司简介

自2016年1月成立于硅谷,2017年12月推出AVE自 动化验证工具软件(已开放两款逻辑验证产品,多项 预研中),公司是由三位硅谷中国博士创立,现在落 地于成都高新园区。公司主要业务为集成电路设计自动化系统(EDA)的研 发和咨询。公司立足于最新的EDA技术,结合本土用 户需求,竭诚服务中国芯片自主设计产业。目前,公 司已成功推出两款形式验证工具。公司自成立以来,已获得首轮融资,目前成功推出了 两款逻辑验证产品(AveMC自动化验证工具软件和 AveCEC等价验证工具软件),其他多项正在预研中。未来,公司会持续研发后续产品,推出面向整个亚太 地区的培训和咨询服务,开发中国/亚洲及北美市场。

企业优势

优势一——形式化功能验证。

优势二——等价性功能验证。

优势三——芯片及软件信息安全。

优势四——低能耗设计优化及验证。

优势五——可编程逻辑(FPGA)验证。

国内EDA产业短板

1、产品不齐全

目前国内EDA企业面对的第一个短板就是产品不够全,尤其在数字电路方面。

SOC设计主流程的EDA工具数量中,来自Synopsys与Cadence公司的占有大部分,尤其是时序和功耗检查 以及定制设计两步,完全由上述两家垄断,国产EDA在许多工具上仍有缺失。

图44:SOC设计主流程的EDA工具数量

传统EDA公司在数据端,收集数据测试上通常没有布局,而本土EDA企业的优势定位在于:

• 在良率优化端,广立微电子的软件和测试机;

• 在数据端,博达微的快速参数测试方案;

• 在仿真输入端,中国公司具有很强的主导性;在仿真端,华大九天和概伦电子实力强劲;在后端,芯禾具 有完整的解决方案和竞争力

虽然在局部形成了突破,但在像物理验证、综合实力方面离主流差距还是很大,国内EDA厂商还“没有能力 全面支撑产业发展”,总体上还是很难离开三大巨头公司的平台。

➢ 以华大九天为例,单独评估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,另外还有三分之二目前是空白。

国内EDA研发崛起策略

➢ 一、目标定位整套EDA工具,国内各厂多样化合作,在研发上加大投入,积极扩展待开发领域,满足下游设 计和制造领域的多样化需求;

➢ 二、在现有从数据到模型再到仿真的一个完整闭环,并在机器学习、算法、数据挖掘上国内技术和国外并无太 大差距的基础上,可以利用数据驱动设计绕开传统大公司的限制,这是实现本土EDA崛起又一策略。

2、人才短缺、投入不足

➢ 人数上 我国约有1500人的EDA软件开发工程师,但在本土EDA公司和研究单位工作的工程师只有300人左右,其他大 部分都是在三大巨头工作。而放大到全球,对比于Synopsys 7000多的研发人员(当中有5000多从事EDA的研 发),这个差距更是明显。

➢ 研发投入上 国产EDA与三巨头相比也差距明显。据半导体行业观察资料显示,本土EDA企业龙头华大九天,过去十年间所 投研发资金也只有几个亿,而Synopsys2018近一年的研发投入约为10.8亿美元,Cadence 2018年的研发投 入约为8.7亿美元。

3、市场培育较难,市场拓展周期较长

➢ 目前,EDA市场被三巨头垄断,国产EDA生存环境十分狭小,即使能够研发出全套的EDA工具,在短期内也 难以与三巨头企业的产品抗衡。

➢ 国产EDA缺乏市场,反作用于EDA的研发,造成恶性循环。

➢ 目前国际环境存在不确定性,美国对中国高新技术产业的限制仍在继续,这给我国的IC产业带来了巨大挑战, 但同时也面临着新的机遇。国产EDA公司化危为机,市场生态迎头赶上,是实现国产化替代、产业自主可控 的重要一步。

4、缺乏与先进工艺的结合

EDA是设计和工艺对接的纽带,而国内EDA厂商与先进工艺结合比较弱。

➢ 一方面,三大EDA公司有天然优势,在新工艺开发阶段与全球领先的晶圆制造厂进行全方位合作,因此对工 艺理解很到位。国内EDA厂商只能在工艺开发完以后拿到部分数据,无法接触到先进工艺的核心部分,难以 针对先进工艺设计、改良EDA软件,造成与三巨头的客观差距。

➢ 另一方面,国内在PDK方面不足,对国产EDA发展不利。EDA工具与工艺结合的重要支撑是工艺设计套件 (PDK),PDK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,这与中国整个半导 体生态不够成熟直接相关,需要半导体行业整体的进步。

解决与国产EDA与先进工艺方面结合缺失的问题,既需要国内晶圆厂提高自身的制造技术,又需要EDA企业 加强和国际先进晶圆厂的合作。打造本土EDA全方位竞争力,需要产业链各界的共同努力。

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