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2021年中国EDA产业大盘点:四家IPO被受理、华为积极投资、国产EDA走向世界...

2022-01-19
作者:赵元闯
来源:芯思想
关键词: EDA

  从市场角度,随着汽车、工业、医疗、教育等应用领域需求的爆发,数字经济的快速发展为集成电路产业提供了非常广阔的市场、非常丰富的应用场景。集成电路设计工具正是这一庞大产业的底层关键技术,政府的高瞻远瞩与庞大的市场空间,为中国EDA的发展带来前所未有的发展机遇。

  2020年8月4日,国务院印发《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》,在《三、研究开发政策(十六)》提及,聚焦高端芯片、集成电路装备和工艺技术、集成电路关键材料、集成电路设计工具、基础软件、工业软件、应用软件的关键核心技术研发,不断探索构建社会主义市场经济条件下关键核心技术攻关新型举国体制。科技部、国家发展改革委、工业和信息化部等部门做好有关工作的组织实施,积极利用国家重点研发计划、国家科技重大专项等给予支持。这是“集成电路设计工具(EDA)”首次被写入国家集成电路产业政策当中。

  一、集成电路设计工具(EDA)写入《十四五规划》

  2021年3月12日发布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标纲要》中,集成电路位列7大科技前沿领域攻关的第3位,并明确指出重点攻关集成电路设计工具(EDA)。

  2021年11月30日发布的《“十四五”软件和信息技术服务业发展规划》提出,重点突破工业软件,关键基础软件补短板。建立EDA开发商、芯片设计企业、代工厂商等上下游企业联合技术攻关机制,突破针对数字、模拟及数模混合电路设计、验证、物理实现、制造测试全流程的关键技术,完善先进工艺工具包。

  2021年,北京、上海、安徽、广东、江苏、山东、浙江等省市也明确指出要发展集成电路设计工具(EDA)。更多地方政策请阅读《2021年国家及地方出台的相关EDA政策》。

  二、IPO热潮

  2021年的中国EDA产业可以用一个词来形容,那就是“IPO”。国内4家EDA公司同时发起IPO,6月21日华大九天创业板上市受理;6月25日概伦电子科创板上市受理;6月30日广立微创业板上市受理;8月24日国微思尔芯科创板上市受理。四家EDA公司IPO拟募资约57亿元。

  2021年12月28日,概伦电子在科创板首发上市;

  2021年11月19日,华大九天在创业板提交注册;

  2021年12月24日,广立微获创业板上市委通过;

  国微思尔芯也正在科创板问询中。

  三、资本追捧引发融资潮

  根据芯思想研究院的数据,据不完全统计,EDA公司从2010年开始至今,融资次数超过70次,不计IPO拟募资金额,融资金额超过100亿元。

  据不完全统计,2021年共有22家EDA公司进行了超过30次融资,包括概伦电子上市募资金额,融资金额超过60亿元人民币。

  而2017年及之前只进行过6次融资,2018年进行了6次融资,2019年进行了9次融资,2020年进行了18次融资。

  四、华为加码EDA公司

  自2020年以来,华为旗下的哈勃投资加码EDA公司,布局了5家EDA公司。

  2020年12月入股九同方微电子;九同方可提供完备的IC流程设计工具,形成了IC电路原图设计、电路原理仿真(超大规模IC电路、RF电路)、3D电磁场全波仿真的IC设计全流程仿真能力;

  2021年2月入股无锡飞谱电子;飞谱电子基于电磁场核心算法的领先技术,所开发的专业软件工具能够为芯片设计与制造、高速电子封装和系统集成厂商解决信号及电源完整性、电磁兼容及干扰等设计挑战;

  2021年2月入股立芯软件;立芯软件专注物理设计和逻辑综合等集成电路电子设计自动化工具开发,布局工具Leplace可高效处理千万级的单元规模;

  2021年6月入股阿卡思微电子;阿卡思微电子提供数字前端形式化验证;

  2021年8月5日哈勃科技3000万元入股国微思尔芯的第二大股东青芯意诚(14.36%),持股15.81%,间接成为国微思尔芯的股东;国微思尔芯业务聚焦于数字芯片的前端验证。

  五、迈步走向世界

  1、三星SAFE-EDA生态系统

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  2021年11月17-18日,三星半导体举办的先进制造生态系统SAFE(Samsung Advanced Foundry Ecosystem)2021论坛上,三星全面介绍了其在技术研发和生态系统的最新进展,并正式宣布华大九天、鸿芯微纳、芯和半导体、行芯科技成为其SAFE-EDA生态系统合作伙伴,加上之前的概伦电子,中国大陆有5家EDA公司成为三星SAFE-EDA生态系统合作伙伴。

  据华大九天官网介绍,华大九天SPICE电路仿真工具Empyrean ALPS在2021年成功通过三星半导体EDA工具认证流程SAFE?-QEDA,实现对其14nm和8nm工艺制程的支持。Empyrean ALPS是华大九天自主研发的高速高精度并行晶体管级电路仿真工具,支持数千万元器件的电路仿真和数模混合信号仿真,通过创新的智能矩阵求解算法和高效的并行技术,突破了电路仿真的性能和容量瓶颈,仿真速度相比同类电路仿真工具显著提升。

  据芯和官网介绍,2021年5月,芯和半导体片上无源电磁场(EM)仿真套件成功通过三星晶圆厂的8纳米低功耗(8LPP)工艺技术认证。该套件包含了快速三维电磁场仿真器IRIS和快速自动PDK建模工具iModeler。

  据行芯官网介绍,行芯完全自主研发的全芯片高精度参数提取解决方案GloryEX获得三星先进工艺认证,是国内首个通过认证的签核级精度EDA工具,其他签核工具的认证工作正在同步顺利推进。支持先进工艺节点的物理效应建模,面向先进工艺的超高精度3D求解器,支持16/14/12/10/7nm节点以及更先进节点FinFET及其他复杂特殊结构。

  据概伦官网介绍,2021年3月概伦电子的高性能并行SPICE仿真器NanoSpice通过三星代工厂14纳米LPP工艺技术认证。NanoSpice帮助三星代工厂的客户验证其模拟电路和数模混合信号电路设计的准确性并加快仿真速度。概伦电子先进建模平台BSIMProPlus采用NanoSpice作为仿真引擎来确保14纳米LPP工艺的SPICE模型的精度和性能。12月宣布NanoSpice通过三星代工厂8nm工艺技术认证。

  据鸿芯微纳官网介绍,Aguda是目前国内唯一能够提供完备的数字集成电路物理设计解决方案的国产EDA工具,从Netlist-In 到GDS-Out完整的电子设计自动化流程,涵盖从布局、预布线、布局优化、时钟树综合、时钟树优化、详细布线、顶层集成的全部技术。可支持多家半导体厂商的主流及先进工艺制程。

  2、台积电EDA联盟

  台积电EDA联盟合作伙伴名单中有华大九天和概伦电子。

  六、国际竞赛连续获奖

  CAD Contest@ICCAD 2021布局布线算法(Routing with Cell Movement Advanced)竞赛,华中科技大学计算机学院吕志鹏教授团队获得第一名,复旦大学微电子学院俞军教授和陈建利教授团队获得第三名。这也是中国大陆高校代表队连续五年在CAD Contest@ICCAD获奖。福州大学数学与计算机科学学院代表队在2017的、2018和2019获得三连冠;复旦大学代表队和西安电子科技大学代表队在2020年B题竞赛中分获二、三名。

  华中科技大学计算机学院吕志鹏教授团队获得Contest@ISPD 2021第三。这也是中国大陆高校代表队连续三年在Contest@ISPD获奖。2019年福州大学获得第三名;2020年西安电子科技大学代表队获得第二名。

  数字电路时序分析竞赛“TAU Contest 2021”,东南大学ASIC中心团队继2020年后再次进入前三。

  七、集成电路EDA设计精英挑战赛成果显著

  从2019年开始,集成电路EDA设计精英挑战赛举办三年来,一直鼓励参赛学生在EDA领域开展学术研究及探索,在大赛赛题的基础上持续深入钻研。

  2021年有5篇赛题成果衍生的论文被?SCI/EI/中文核心学术期刊或者国际学术会议录用。

  中国计算机学会(CCF)认定的A类期刊TCAD(IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems)上有两篇发表。

  一篇是清华大学计算机系学生李凌劼发表的论文《Efficient and accuracy-ensured waveform compression for transient circuit simulation》,指导老师是喻文健。李凌劼、谢雨洋、刘志强组成的“NumCo”队获得了2019年大赛最高奖“EDA菁英杯奖(特等奖)”,团队求解的赛题是华大九天公司给出的电路仿真波形压缩问题,该队提出并开发出满足准确度要求,且在压缩比、压缩/解压缩时间、运行内存等技术指标上性能优异的算法程序。

  一篇是西南交通大学信息科学与技术学院学生陈锦炜发表的论文《NBLG: A Robust Legalizer for Mixed-Cell-Height Modern Design》,指导老师是邸志雄。陈锦炜、刘佳欣、张凤娇组成的团队在2020年大赛中荣获“安路FPGA EDA工具算法”赛道第1名,团队提出了一种新的FPGA布局合法化算法,在10个Benchmark中9个指标排名第一,1个指标排名第二。

  西安电子科技大学微电子学院学生李本正在Integration-the VLSI Journal期刊发表了论文《High Quality Hypergraph Partitioning for Logic Emulation》,指导老师是游海龙。李本正、汤正光、何析逸组成的团队获得2020年思尔芯赛道一等奖,并获得大赛最高奖“麒麟杯”。

  南京邮电大学电子与光学工程学院、微电子学院学生杨涵在“ITC-Asia 2021”会议发表了论文《An optimized DFT technology based on machine learning》,指导老师是蔡志匡。杨涵所在团队获得2020年海思赛题“基于分布式计算框架的自动测试向量生成算法”二等奖。

  中国石油大学信息科学与工程学院学生段懿洳发表在“Great Lakes Symposium on VLSI(GLSVLSI 21)”会议发表了论文《PALBBD:A Parallel ArcLength Method Using Bordered Block Diagonal Form for DC Analysis》,指导老师是金洲、刘伟峰。段懿洳、伊恩鑫、周浩楠组成的团队获得2020年概伦电子赛题“快速电路仿真器(FastSPICE)中的高性能矩阵向量运算实现”二等奖。

  八、集成电路成一级学科,EDA教学受重视

  国务院学位委员会、教育部通知文件指出,根据党和国家事业发展需要,按照《学位授予和人才培养学科目录设置与管理办法》规定,经专家论证,国务院学位委员会批准,决定设置“交叉学科”门类(门类代码为“14”)、“集成电路科学与工程”一级学科(学科代码为“1401”)和“国家安全学”一级学科(学科代码为“1402”)。文件落款时间为2020年12月30日。

  此前集成电路专业属于电子科学与技术下属二级学科,改设为一级学科意味着将在学科建设、人才培养方案上具备更多自主性。

  而归类于“交叉学科”之下,足见集成电路专业是一门多项学科交叉的复合科目。未来集成电路专业有望引入更多技术方向,有望包容更多化学、物理、数学方面的理论研究,拓宽集成电路专业的发展空间。

  据悉,一级学科“集成电路科学与工程”将下设三个二级学科,分别是:集成纳电子科学、集成电路设计与设计自动化、集成电路制造工程。此举意味着,EDA将成为二级学科。

  有高校老师表示,相比国外高校,国内高校EDA课程体系很不完善。而课程体系完善不是一朝一夕的事,也不是高校自身就能解决的。

  对于高校如何支持EDA产业的发展,有高校老师认为应该优化学科建设,从而培育优秀的人才输入产业。要在本科、研究生集成电路专业设置上进行升级。同时把研究重点放在数字集成电路设计流程和先进制造工艺的EDA技术、中国自主的EDA行业标准以及前沿方向的探索。高校应面向产业急需的人才进行分层次培养,例如把本科生培养成具有宽广视野、把握前沿技术实践能力的交叉型复合型拔尖人才。与此同时高校要注重产教融合与学科交叉的人才培养。

  对于高水平EDA培养体系,有高校老师认为要分为三个阶段。第一个阶段是理论与技能,通过学习EDA的理论基础,加上相关技能训练课程与联合学术研讨会,巩固EDA相关理论基础;第二个阶段是综合训练,校方与企业合作,开发实用化的EDA软件,了解目前EDA领域内工业界的真实需求,掌握工业界开发技能;第三个阶段是工程实训,通过去企业实习实践,参与EDA项目研发,用多方共赢的模式来培养我们的人员。

  九、换标识

  2021年8月8日,北京华大九天科技股份有限公司及下辖成员企业启用全新品牌标识,新标识更为生动、简洁、大气,具有更强的显著度和识别度,这是华大九天自2009年成立以来的首次品牌换新,代表着华大九天人,在一个共同的愿景、信念和文化的指引下,勇于拼搏,不断创新,持之以恒,以更加优异的产品服务行业,成为与客户并肩向前的坚实伙伴。

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  十、并购

  2021年6月,概伦电子成功收购韩国EDA公司Entasys 100%股权。相关收购的完成充分发挥了产业协同效应,进一步完善了概伦电子产品和服务范围,提高了公司的市场占有率。

  十一、多家EDA新品发布

  2021年,多家EDA公司发布新产品。

  芯华章(XEPIC)

  芯华章发布四款拥有自主知识产权的数字验证EDA产品,以及统一底层框架的智V验证平台,在实现多工具协同、降低EDA使用门槛的同时,提高芯片整体验证效率。

  智V验证平台(FusionVerify Platform),由逻辑仿真、形式验证、智能验证、FPGA原型验证系统和硬件仿真系统在内的五大产品系列,和智能编译、智能调试以及智能验证座舱等三大基座组成。具备统一的调试系统、编译系统、智能分割技术、丰富的场景激励源、统一的云原生软件架构,能融合不同的工具技术,对各类设计与不同的场景需求,提供定制化的全面验证解决方案,解决当前产业面临的点工具各自为政的兼容性挑战,以及数据碎片化导致的验证效率挑战。智V验证平台能有效提高验证效率与方案的易用性,并带来点工具无法提供的验证效益。

  桦捷(HuaPro-P1) 高性能FPGA原型验证系统,基于FPGA硬件和拥有自主知识产权的全流程软件,可帮助SoC/ASIC芯片客户实现设计原型的自动综合、分割、优化、布线和调试,可自动化实现智能设计流程,有效减少用户人工投入、缩短芯片验证周期,为系统验证和软件开发提供大容量、高性能、自动实现、可调试、高可用的新一代智能硅前验证系统。

  穹鼎(GalaxSim-1.0)国内领先的数字仿真器,使用新的软件构架提供多平台支持,支持不同的处理器计算平台,如X86、ARM等,并且已在多个基于ARM平台的国产构架上测试通过。可结合芯华章的穹景GalaxPSS智能验证系统的通用调试器和通用覆盖率数据库,穹鼎仿真器能够高效地配合其他验证工具,提供统一的数据接口。支持IEEE1800 SystemVerilog 语法、IEEE1364 Verilog 语法,以及 IEEE1800.2 UVM方法学,在语义解析、仿真行为、时序模型上,已达到主流商业仿真器水平。

  穹景(GalaxPSS)新一代智能验证系统,基于Accellera PSS标准和高级验证方法学的融合,针对目前和将来复杂验证场景,自动生成场景,降低对工程师手工编写场景的经验依赖,为芯片产生更多高效的测试场景和测试激励,提高验证的场景覆盖率和完备性。PSS生成的代码具备可移植性,可以确保适用在软件仿真、硬件仿真、FPGA原型验证,甚至系统验证上,提供从单一平台验证到多平台交互验证。

  穹瀚(GalaxFV)国内EDA领域率先基于字级建模的可扩展形式化验证工具,采用高性能字级建模(Word-Level Modeling)方法构建,具备高性能表现、高度可扩展性、友好的拓展接口,在模型上已达到国际先进水平。搭载了高并发高性能求解器、智能调度算法引擎以及专用断言库,可在充分利用算力,提高并行效率的同时,有效提高易用性和使用效率,为形式化验证应用于产业降低了门槛。

  国微思尔芯(S2C)

  发布架构设计解决方案“Genesis 芯神匠”,提供一站式软硬件协同建模平台,帮助设计师彻底解决无法建模的难题。快速设计出高效能、低功耗的产品架构,加快产品上市时间,提升产品竞争力。

  推出在原型验证领域的前沿技术创新产品:芯神瞳逻辑矩阵LX2。作为业内领先的企业级高密原型验证解决方案,在“容量”和“性能”两个维度表现卓越,满足最前沿的 5G、AI、ML、GPU 等应用的验证需求,加速系统验证和软件开发,缩短产品上市时间。

  广立微(Semitronix)

  广立微发布DataExp-General,支持多种文件类型的导入:.csv / .xls / .xlsx / .ad3 / .ad5 / .stdf / .std;可满足工程师快速灵活分析的需求,并根据半导体数据特性,增加特有的分析模块,对多维数据进行可视化呈现,从海量数据快速挖掘价值。

  合见工软(UNIVISTA)

  商用级仿真器产品UniVista Simulator:采用了先进的编译和性能提升技术来优化编译时间和运行速度,为各种类型的客户设计提供了高效可靠的数字验证仿真。

  FPGA原型验证系统(UniVista Advanced Prototyping System):具备高性能、大容量、多样化IO支持,内置8938K x 4逻辑资源、6500+ IO资源,典型SoC设计运行性能可达20-50Mhz,并且拥有144路高速GTY收发器,最高可达25Gbps,可扩展多路DDR存储器速度可达2133Mbps、支持多套系统级联,最多支持20套级联、配套runtime实时控制。

  一体化协同设计(UniVista Integrator):采用了首创的系统级网络连接检查算法,提供高效的图形渲染显示,具备优秀的开放性、易用性、灵活性、扩展性、集成性。并支持设计数据轻松导入,可生成高效、准确的检查报告。

  一站式电子设计数据管理平台(UniVistaEDMPro):包含RMS(资源库管理系统)、EDMS(电子设计过程管理与质量评审系统)、ERC(电子设计检查工具)和PDMCon(PDM/PLM系统集成方案)等应用。

  芯和半导体(XPEEDIC)

  “3DIC先进封装设计分析全流程”EDA平台,将芯和2.5D/3DIC先进封装分析方案Metis与新思 3DIC Compiler现有的设计流程无缝结合,突破了传统封装技术的极限,能同时支持芯片间几十万根数据通道的互联。是业界首个用于3DIC多芯片系统设计分析的统一平台,为客户构建了一个完全集成、性能卓著且易于使用的环境,提供了从开发、设计、验证、信号完整性仿真、电源完整性仿真到最终签核的3DIC全流程解决方案。

  高精度任意三维结构电磁仿真引擎FEM3D:精确到太赫兹频率,支持多种端口类型。采用该仿真引擎的产品ViaExpert能够实现快速精准的高速过孔建模与优化,CableExpert能够实现快速精准的线缆建模与优化,Hermes3D支持各种主流封装类型,支持封装和PCB的协同仿真,用于分析各种封装和PCB之间的电磁耦合效应。

  电源完整性产品Hermes PSI:采用最新的高精度DC仿真引擎,具备完整的PI DC分析流程。除此之外,芯和还发布了2021版本的高速通道仿真分析平台ChannelExpert、Analog/RF/MW系统设计平台XDS等工具套件,以及构建器件库在线管理生态的LibManager。

  概伦电子(PRIMARIUS)

  发布快速精准的标准单元库特征化工具NanoCell,通过内置NanoSpice仿真器,采用先进的分布式并行架构技术和单元电路分析提取算法,精确且高效的对单元电路进行时序、功耗及噪声等特征的仿真与提取,提供友好易使用的接口,帮助用户缩短产品开发周期。

  发布先进参数化单元库开发平台PCellLab,内建了功能丰富全面的开发模板和友好的图形化交互界面,可根据用户输入的工艺和设计参数自动化生成PCell代码,并支持用户根据其自身工艺特点自定义开发模板,帮助PDK开发者快速、高效、高质量的完成开发工作。

  发布层次化SoC设计规划方案NavisPro,是一个SoC设计的早期针对功耗、时序优化的RTL设计规划解决方案,可预测和预防设计中出现物理实现问题,跨设计层级的接口网络时序估计使设计者最大程度的减少设计迭代以缩短SoC设计的上市时间。

  并对智能先进器件模型自动提取平台SDEP、双引擎FastSPICE电路仿真器NanoSpice Pro、半导体参数测试系统FS-Pro进行了升级。

  比昂芯(BTD)

  全功能射频电路仿真器“BTDSim”,产品具备完备的SPICE电路仿真功能。BTDSim同时具备多种专门为RF仿真开发的算法和功能,适用于包括信号放大器、混频器、增频器、振荡器、VCO、AGC、PLL、Mux、Demux、计时器、CDR设计等核心通信/RF电路的仿真及设计。支持主流主动(active)器件模型和S参数模型的全功能RF电路仿真器,同时支持多CPU和GPU加速。满足客户在高端大规模射频芯片/IP设计中,对高精度电路仿真的高要求。目前该产品已经通过关键用户测试。




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