EDA 美国寡占,中国落差 20 年

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  • 时间:2020-06-06
EDA 美国寡占,中国落差 20 年

华为与美国之间的冲突越演越烈,每週都有新发展,继上週 ARM 配合中美贸易战政策,停止所有与华为和其附属公司的有效合约、支援服务等往来后,这週轮到全球最大晶片设计工具供应商(EDA)新思科技(Synopsys)出招,传出将暂停软体更新服务,跟进美国政府的强硬态度。市场更传言,另外两大厂益华电脑(Cadence)、明导国际(Mentor Graphics)也将跟进,对华为再开枪。当晶片设计没有了 ARM,又没有了 EDA 工具,到底对华为影响有多大?

EDA 由美主导,三大厂商垄断 8 成市场

所谓的 EDA,是指电子设计自动化(Electronic Design Automation),用于晶片设计时的重要工具,设计时工程师会用程式码规划晶片功能,再透过 EDA 工具让程式码转换成实际的电路设计图,简单的说,业内人士比喻,就像是用电脑编辑文字档案会使用微软(Microsoft) 的 Word 一样,EDA 就是开发晶片时的 Word,有了 EDA 才有办法开发晶片,使用各式工具,以缩短开发时程。

从商业模式来看,EDA 公司多与晶圆代工厂合作开发先进製程技术,依照製程别通过代工厂验证后,EDA 公司则可开始接洽客户,进行设计开发。也就是说, EDA 公司对于先进製程的技术熟悉度高,除此之外,对于 PCB、半导体材料、各种新兴技术等技术熟悉度都很高,才能提供客户完整的系统解决方案。

目前 EDA 市场当中,由 Synopsys、Cadence、Mentor Graphics 三家厂商垄断,三家加总稳居市占率八成,且清一色都是美国厂商,而 Synopsys 又居市场龙头地位。你可能好奇,为何在晶片设计时这幺重要的 EDA,怎幺会由 3 家厂商寡占呢?

事实上,EDA 产业有三大特色,包含产业创新力、人才需求高、购併活动兴盛等。当中持续的「购併」是扩大市占率与深化技术层次的关键,以 Synopsys 为例,成立在 1986 年,根据业内人士统计,从 90 年代后期至今陆续购併小型 EDA 公司、硅智财公司等,不下四十余家。而当中关键购併案,包含 2002 年购併当时市占率第 3 名的前达科技(Avant)正是完整了晶片设计前段到后段的技术,以及 2012 年底购併台湾思源科技(Spring Soft),也正是让台湾少数 EDA 公司从市场上消失,也让 Synopsys 稳坐市场龙头。

中国 EDA 厂商又小又落后?

既然美国三大厂商都是靠併购才能累积技术实力,站稳市场,那中国厂商目前发展况状又是如何呢?业内人士透露,中国 EDA 技术实力确实落后国际大厂许多,且多为小型业者,仅用于中低阶晶片的设计,要做到高阶晶片真的还难以自足,技术甚至落后 20 年之久。

中国半导体厂商透露,在中国非常要求速成,立刻看到成效,特别是政府投资的技术项目,因此在中国其实累积技术深厚的实力相对难,加上中国文化当中,对于失败的接受度又更低,因此 EDA 这种并非能立即见效的产业,在中国发展相对缓慢。

而小型业者为何难以生存,形成寡占市场呢?第一,EDA 公司的价值之一绝对是与代工厂配合与验证,简单的说,客户需要知道这个工具使用之后,能否顺利设计并进入量产,失败率低;第二,特别是在客户多希望 EDA 公司提供完整的系统解决方案的需求下,最好能提供製程技术、硅智财授权、新兴技术知识等,因此小型业者要存活更是困难,所具有一定程度技术含金量,则很快就会被大公司购併,否则就只能等着被市场淘汰。这两点同时也可以说明,中国 EDA 公司未来发展的隐忧。

在以製程来区分,部分成熟的产品若採用中低阶晶片,且製程为成熟製程,中国晶片确实可以用自有 EDA 来设计,但是要进一步做到先进製程,恐怕难度还非常高。另外,就实务面来说,中国厂商与国际厂商的设计平台是否能兼容,让工程师能够将技术顺利转换、採用,也是未来能否回归自给自足的一个考验。

少了美商支援的华为,时间拉长恐风吹草地见牛羊

而少了美国 EDA 公司的支援后,华为究竟有没有办法存活?业内人士说明,过去美国发展半导体历经很长的时间,EDA 公司发展时间也非常长,短期之内,中国要有足以与之抗衡的 EDA 工具真的非常困难。

据了解,目前华为 5 奈米与 7 奈米的晶片开发仍可持续进行,但 Synopsys 软体不再更新之下,未来 3 奈米或更先进的製程,可能受到阻碍,因此未来华为若要再推出高效能的手机晶片,难度将大大提升。

特别是在先进製程当中,EDA 也成为晶片设计开发到量产能否成功的关键,毕竟先进製程的光罩费用上千万起跳,出错可不是轻易能解决并承担的,因此未来美国与华为若持续这场抗争,时间一拉长,恐怕华为的产业立足点很快就能见真章。