湖北日报全媒记者 马文俊 通讯员 刘雨佳
当前,利用EDA(电子设计自动化)软件辅助芯片设计、仿真和验证,已成为产业发展的主流路径。作为“芯片之母”,虽然它的市场容量不过百亿美元,却掌握着全球芯片设计的命脉,EDA软件国产化需求空前迫切。
2021年3月发布的我国“十四五”规划中,集成电路位列七大科技前沿领域攻关第三位,规划明确提出要重点攻关集成电路设计工具。
4月2日,光谷未来科技城,湖北九同方微电子有限公司办公室内,工程师们紧盯屏幕敲击键盘。在他们辛勤工作的背后,我国芯片设计在射频EDA工具链上,已多次完成国产化突破。
蛙声里“一鸣惊人”
“芯片设计,是在发丝直径万分之一的面积上建‘信息高速’。对设计师而言,少了EDA,就像施工时没有挖掘机、推土机。”九同方执行董事李红说,随着智能终端对功效、性能的要求越来越高,芯片制程快速迭代,高性能EDA软件的重要性愈发凸显。
不同于光刻机、关键材料等芯片制造环节上的“硬封锁”,EDA软件对于人才、资金等多方面的高要求,使国产厂商的入局困难重重。
倚仗数十年来搭建的技术壁垒和生态体系,新思科技、楷登电子和西门子业内三大公司EDA早已实现相关工具的全链条覆盖,占据了全球绝大部分市场。
“‘造不如买’已是过去时,EDA国产化是未来的必然之路。”2012年,九同方落户东湖高新区后,引进海内外多位研发顶尖人才,瞄准无线通信中最关键的射频芯片领域,开启了EDA攻关之路。
一般情况下,单个EDA工具从开发到投用至少需要5年,期间须持续投入而难见收益。对一家初创企业而言,其难度可想而知。
“我们是未来城的第一批住户,当时办公室周边还有菜地。伴着田里的蛙声,研发团队硬是把这块‘硬骨头’啃了下来。”李红回忆,最困难时,团队一边操持主业,一边干起下游芯片设计的活,“用自己研发的软件做产品”,为公司接单“续命”。
十年栽树,一朝结果。2021年,填补国产空白的射频EDA软件面世后,九同方终于在风口上扬帆启航。
“双向奔赴”红海淘金
尽管新产品在性能上已实现与海外并跑,下游厂商的不认可,一度导致九同方的产品销售无门。
“聪明的AI需要海量数据的投喂。同样,没有和生产一线的‘双向奔赴’,EDA国产化只会沦为空谈。”李红介绍,由于EDA本质是一个打通电子设计和工业制造间的软件平台,只有在与下游厂商的深度合作中,不断打磨迭代,才能实现长远发展。
相比国外巨头,新近入场的国内EDA企业通常被排除在合作之外,因此无法获取足够的数据“养料”。在更新速度更快的成熟竞品面前,后发者的性能和可靠性自然难以赶超,继而陷入“一步慢、步步慢”的死循环。
随着近几年市场转向和政策扶持,不少厂商在自研芯片时开始选择国内EDA企业产品,令行业终见曙光。
“射频芯片广泛应用于无线通信中,上至卫星通信,下至移动终端,处处都有它的身影。”李红说,光谷独树一帜的光电子信息产业中,射频芯片设计强企众多,为公司发展提供了充足资源。
在东湖高新区,九同方已与飞思灵微电子等多家本土厂商建立合作,并与越来越多的中小企业构建起产业生态。
从踽踽独行到花团锦簇,九同方产品的打磨优化提速显著。截至目前,在射频EDA工具链上,该公司已多次完成国产化突破,特别是在芯片级电磁场仿真上实现了“单点登峰”,相关工具仿真精度、效率赶超国际标杆软件。
“上云借力”共攀顶峰
中国半导体行业协会预测,2025年我国EDA市场规模将达到184.9亿元,占全球市场的18.1%。
与高速发展的市场不相匹配的是,在上百项EDA细分单点工具中,还有大约40%的工艺空白有待国产化软件填补。追赶之路上,各方仍在持续发力。
人才是第一生产力。相比海外巨头动辄近万人的研发团队,2020年国内EDA人才总数量不过约4400人,差距亟待弥补。除在海外招才引智,多年前,九同方就与华中科技大学、厦门大学、东南大学等高校展开合作,通过捐赠自研工具,共同培养行业所需的复合型人才。
新技术赋能新发展。面对日益高涨的芯片设计需求,“上云借力”成为不少EDA厂商的解法。背靠武汉人工智能计算中心的超强算力,九同方可向下游用户“分享”效率更高、成本更低的软件使用体验,并为后续人工智能、工艺设计协同优化等技术服务的接入提供数据底座。
“对标行业龙头的射频EDA工具链的全部9项工具,我们已推出6款成熟产品,还有3款正在研发,预计在2025年完成射频领域工具链的高水平国产替代。”李红说,未来公司的产品研发还将从无源芯片向有源芯片拓展,从源头上助力我国通信产业实现完全自主可控。