Syarikat-syarikat besar cip yang diketuai oleh Amerika Syarikat telah "tersekat" dengan cip mewah yang dieksport ke China. Walaupun lebih ramai orang menyedari kepentingan kawalan bebas terhadap cip mewah domestik, peranan penting alat EDA (Electronic Design Automation) yang kecil dan canggih dalam rantaian industri cip juga telah menjadi tumpuan perhatian.

Terdapat banyak pautan reka bentuk cip yang halus dan kompleks. Alat EDA memainkan peranan yang sangat penting dalam meningkatkan kecekapan reka bentuk cip, mengoptimumkan reka bentuk cip dan memastikan fungsi cip. Pada masa ini, tiga syarikat EDA utama AS (Synopsys, Cadence dan Mentor) menyumbang lebih daripada 60% pasaran EDA global, dan kebanyakan syarikat reka bentuk cip memerlukan alat EDA daripada tiga gergasi tersebut. Oleh itu, Amerika Syarikat boleh mencekik industri cip China dengan mudah dengan menggunakan EDA.

EDA domestik dengan kadar penyetempatan hanya kira-kira 10% menghadapi halangan teknikal dan komersial daripada tiga gergasi EDA yang telah dibangunkan selama 20 hingga 30 tahun. Ia menghadapi cabaran besar untuk meningkatkan lagi kadar penyetempatan. Mujurlah, trend sumber terbuka dan kejayaan dalam teknologi AI dan awan telah memberikan EDA domestik peluang sekali dalam satu abad untuk menukar lorong dan memotong.

1. Kadar penyetempatan EDA adalah kira-kira 10%, dan penemuan baharu menghadapi kesesakan.

EDA berada di huluan keseluruhan rantaian industri cip dan dicirikan oleh saiz dan ketepatannya yang kecil. Menurut statistik awal daripada firma penyelidikan dan perundingan pasaran Gartner pada Januari tahun ini, pendapatan semikonduktor global berjumlah US$449.8 bilion pada tahun 2020, peningkatan sebanyak 7.3% berbanding tahun 2019.

Hanya melihat pasaran EDA, penganalisis kanan CCID Consulting, Lu Penghao, memberikan data tahun lalu bahawa saiz pasaran EDA global pada tahun 2019 ialah US$10.25 bilion. Saiz pasaran EDA China adalah kira-kira US$580 juta, menyumbang 5.6% daripada pasaran global. Jumlah hasil pengeluar EDA domestik adalah kurang daripada 420 juta yuan, hanya menyumbang 0.6% daripada bahagian pasaran global, dan kadar penyetempatan hanya kira-kira 10%.

"Huada Jiutian menyumbang sebahagian besar kadar penyetempatan kira-kira 10%. Oleh kerana banyak syarikat EDA domestik tertumpu terutamanya pada alat jualan, Huada Jiutian mempunyai set lengkap alat untuk cip analog, jadi pengiktirafan pasaran adalah lebih tinggi." Lu Penghao memberitahu Lei Feng.com: "Selain EDA domestik yang membuat kemajuan dalam bidang cip analog, beberapa alat Guowei Group dan Guolun Electronics juga telah mencapai tahap peneraju antarabangsa. Syarikat yang diwakili oleh Xinhuazhang telah menggunakan sumber terbuka beberapa alat EDA yang dibangunkan sendiri dan mencapai kejayaan tertentu."

Lu Penghao percaya bahawa sukar untuk menembusi kadar penyetempatan EDA sebanyak 10% dan telah memasuki tempoh kesesakan. Terdapat dua sebab utama. Di satu pihak, walaupun terdapat 2,218 syarikat reka bentuk IC di China, hanya terdapat lebih daripada 200 dengan pendapatan melebihi 100 juta. Tanpa mengira tahap teknikal atau kewangan, kebanyakan syarikat reka bentuk cip China mungkin tidak menggunakan perisian tulen, dan pertumbuhan pasaran adalah terhad.

Sebaliknya, EDA domestik masih belum merealisasikan proses penuh alat reka bentuk cip digital. Syarikat reka bentuk cip domestik dengan pendapatan lebih 100 juta masih akan mengutamakan produk EDA daripada tiga gergasi tersebut.

Dalam erti kata lain, pasaran EDA domestik mempunyai pertumbuhan tambahan yang terhad dan persaingan sengit dalam pasaran sedia ada. Lu Penghao percaya bahawa "untuk meningkatkan lagi kadar penyetempatan EDA, keseluruhan proses digital mesti direalisasikan. Sebaik sahaja keseluruhan proses direalisasikan, tempoh wabak yang pesat akan bermula. Kemudian, ekologi perlu diperbaiki."

Di Zhixiong, timbalan pengarah Jabatan Kejuruteraan Elektronik, Sekolah Maklumat, Universiti Jiaotong Barat Daya, juga percaya bahawa masalah paling sukar bagi syarikat EDA domestik adalah kemandirian, dan kemudian isu ekologi. "Syarikat EDA domestik perlu mendapatkan kepercayaan daripada syarikat reka bentuk cip dan faundri wafer untuk menyelesaikan masalah kemandirian mereka." kata Di Zhixiong.

"Dalam situasi antarabangsa semasa, kebanyakan syarikat reka bentuk cip menyedari kepentingan EDA yang boleh dikawal. Ini adalah prasyarat untuk EDA domestik mendapat kemasukan."

Wang Libin, yang mempunyai lebih daripada 20 tahun pengalaman dalam pembangunan teknologi dan pengurusan operasi syarikat syarikat EDA antarabangsa yang terkemuka, dan mengasaskan Xinhuazhang pada tahun 2020, memberitahu Lei Feng.com: "Pada masa lalu, tidak banyak syarikat yang melakukan EDA di China, dan mereka kebanyakannya membuat alat titik tunggal. Kini EDA telah mendapat perhatian nasional dan terdapat banyak ruang pasaran, jadi syarikat EDA berharap untuk menjadi lebih lengkap, tetapi tidak digalakkan untuk tamak akan kebesaran dan kesempurnaan."

Perubahan dalam situasi antarabangsa telah memaksa industri cip China mencari hala tujunya sendiri, dan EDA domestik juga telah membawa peluang yang sangat baik - EDA sumber terbuka.

2. Sumber terbuka membolehkan EDA domestik menembusi teknologi gergasi

Peluang cemerlang dan halangan perniagaan

Teknologi sumber terbuka telah berkembang selama bertahun-tahun, dan pembangunan perisian sumber terbuka yang rancak merupakan kunci kepada pelaksanaan perisian semasa yang pantas dan berkos rendah. Linux, GNU, Android dan pelbagai rangka kerja AI sumber terbuka selalunya boleh memberi impak yang revolusioner. Hari ini, sumber terbuka EDA juga berkembang pesat.

Pada tahun 2018, Agensi Projek Penyelidikan Lanjutan Pertahanan AS (DARPA) telah mencadangkan dua projek baharu, IDEA (Reka Bentuk Pintar Aset Elektronik) dan POSH (Perkakasan Sumber Terbuka Posh).

Sebabnya, Di Zhixiong percaya: "Kitaran penyelidikan dan pembangunan cip adalah sekurang-kurangnya satu atau dua tahun, kosnya sangat tinggi, dan ambang teknikal juga sangat tinggi, yang sangat menghalang inovasi dalam bidang reka bentuk cip. Kedua-dua projek ini memendekkan proses reka bentuk cip daripada dua dimensi IP dan EDA, menjimatkan masa penyelidikan dan pembangunan. Saya fikir daripada arahan RISC-V yang ditetapkan kepada POSH kepada IDEA, ini sebenarnya merupakan ekosistem sumber terbuka yang boleh bersama-sama menggalakkan kemakmuran industri cip."

Statistik berkaitan menunjukkan bahawa melalui pelaksanaan dua projek sumber terbuka IDEA/POSH, bilangan EDA sumber terbuka yang tersedia telah meningkat hampir dua kali ganda.

"Situasi semasa industri alat EDA domestik adalah halangan kepada kemasukan teknologi yang tinggi dan terdapat kekurangan guru dan kursus dari segi bakat. Sumber terbuka boleh memecahkan halangan teknikal dan komersial, mengintegrasikan dan mengoptimumkan peruntukan sumber saintifik dan teknologi, merangsang dan mempercepatkan inovasi dengan cekap, dan membina ekosistem reka bentuk litar bersepadu domestik dengan cepat." Wang Libin percaya.

Jadi, bolehkah EDA sumber terbuka membantu industri EDA domestik merealisasikan proses digital sepenuhnya dengan cepat? Wang Libin berkata: "Saya fikir ia bergantung pada orientasi teknologi dan pelaburan sumber. Xinhuazhang mempunyai idea yang sistematik, tetapi ia akan menjadi semakin sukar kerana pelaburan juga akan meningkat. Perlu juga diperhatikan bahawa EDA yang berbeza melibatkan pautan yang berbeza, kesukaran sumber terbuka dan kesan promosi ekologi yang boleh dibawa oleh sumber terbuka."

Di Zhixiong menganalisis dari perspektif teknikal bahawa jika alat titik sumber terbuka tidak mempunyai antara muka yang seragam, sukar untuk menghubungkan alat titik tersebut bersama-sama. Di samping itu, kebanyakan alat EDA titik tunggal sumber terbuka sedia ada belum disahkan melalui pita keluar komersial. Pada masa yang sama, alat EDA untuk reka bentuk cip analog dan pelaksanaan fizikal cip digital khususnya memerlukan pustaka proses sumber terbuka dan sokongan PDK.

Lu Penghao menegaskan bahawa sumber terbuka adalah cara untuk EDA domestik merealisasikan keseluruhan proses digital, tetapi kini semua orang berada di peringkat awal. Dengan pengumpulan, keseluruhan proses akan menjadi lebih cepat.

Dalam kes ini, mengapa anda masih mengatakan bahawa sumber terbuka adalah peluang yang sangat baik untuk EDA domestik? Walaupun sumber terbuka EDA tidak boleh membenarkan industri EDA domestik untuk menampung kekurangannya dalam jangka pendek, ia boleh menyelesaikan kekurangan bakat dalam pembangunan EDA domestik dari sumbernya. Adalah menjadi konsensus industri bahawa bakat mewah adalah cabaran terbesar kepada pembangunan industri litar bersepadu domestik, terutamanya untuk industri EDA yang kecil dan canggih.

"Dalam sistem pengajaran domestik, guru EDA secara amnya tergolong dalam disiplin mikroelektronik atau komputer. Tidak kira disiplin apa yang mereka ceburi, EDA adalah satu niche. Terdapat sangat sedikit sekolah di China yang boleh menawarkan kursus EDA. Terdapat kekurangan bahan pengajaran EDA, dan terdapat juga sangat sedikit pelajar yang berminat dengan EDA," kata Di Zhixiong.

"Dengan EDA sumber terbuka, pertama sekali, terdapat kes-kes yang boleh memberikan sokongan yang lebih baik untuk kursus teori dan kursus eksperimen. Di samping itu, ia juga boleh membolehkan pelajar memahami algoritma dalaman EDA. Di samping itu, EDA sumber terbuka tidak memerlukan pembelian alat komersial yang mahal. Di samping itu, litar bersepadu telah dinaikkan pangkat ke subjek peringkat pertama. Dengan sokongan ini, saya fikir ia akan memberi manfaat sama ada kita membuka kursus EDA dan mula menerbitkan buku teks."

EDA sumber terbuka juga akan memberi kesan positif terhadap penyelidikan berkaitan. Dilaporkan bahawa banyak kertas kerja penyelidik adalah berdasarkan EDA sumber terbuka, tetapi EDA sumber terbuka sering menjadi sumber tertutup selepas diperoleh. "Jika EDA sumber terbuka dapat menyediakan anda dengan beberapa persekitaran dan proses EDA yang agak lengkap, anda boleh mempunyai model rujukan penanda aras, yang kemudiannya dapat mengesahkan keberkesanan algoritma atau model tersebut. Oleh itu, sama ada penyelidikan saintifik atau pengajaran, urgensi EDA sumber terbuka adalah sangat tinggi."

EDA sumber terbuka bukan sahaja dapat mengurangkan kesukaran latihan bakat di sekolah, tetapi juga menarik lebih ramai orang untuk menyertai industri EDA dan mempercepat inovasi. Wang Libin berkata: "EDA ialah subjek interdisipliner yang merangkumi komputer, perisian dan litar bersepadu. Sumber terbuka bersamaan dengan memberikan versi induk produk, yang menurunkan ambang untuk penyelidikan dan pembangunan. Ia juga boleh merangsang dan mempercepat inovasi dalam institut penyelidikan saintifik, universiti, perusahaan dan peminat, mengoptimumkan peruntukan sumber dan memupuk banyak bakat EDA melalui amalan sumber terbuka."

"Apabila industri mendapat produk sumber terbuka yang lebih baik, ia akan meningkatkan kekerapan dan keluasan penggunaan perisian EDA sumber terbuka. Aplikasi berskala besar sedemikian akan menyediakan lebih banyak data ujian untuk EDA sumber terbuka, mempercepatkan lagi pembangunan dan inovasi alatan EDA sumber terbuka, dan akhirnya membentuk ekosistem sumber terbuka EDA dengan maklum balas positif." Wang Libin seterusnya menegaskan.

Syarikat EDA domestik bukan sahaja merebut peluang EDA sumber terbuka, tetapi juga menggunakan teknologi baharu seperti AI dan pengkomputeran awan untuk menukar lorong dan memotong.

3. EDA domestik akan menukar lorong untuk memotong

Sebagai perintis EDA sumber terbuka, Xinhuazhang melancarkan komuniti teknologi EDA sumber terbuka pertama China, EDAGit pada September 2020, dan menggunakan dua alat EDA sumber terbuka. Wang Libin berkata bahawa pada masa ini, syarikat cip melaburkan banyak tenaga dalam projek cip untuk pengesahan, kerana kerugian yang disebabkan oleh kegagalan cip boleh terdiri daripada pembaziran ratusan juta yuan dalam kos pengeluaran sekali sahaja, hingga menjejaskan masa produk untuk dipasarkan atau reputasi syarikat, yang membawa kepada kehilangan pelanggan, yang mungkin membawa tamparan maut. Oleh itu, pengesahan, terutamanya pengesahan perkakasan, merupakan salah satu titik kemenangan penting untuk kepimpinan teknologi.

Kedua-dua alat EDA yang telah disumberkan secara terbuka oleh Xinhuazhang berkaitan dengan pengesahan. EpicSim ialah alat simulasi sumber terbuka yang dipertingkatkan dan inovatif berdasarkan metodologi EDA klasik. Simulator ialah bahagian yang paling penting dalam pengesahan fungsian. Satu lagi alat sumber terbuka ialah pengesahan formal "Keberkesanan". Kelebihan pengesahan formal ialah pengesahan yang lengkap dan menyeluruh. Ia tidak memerlukan pembinaan persekitaran yang rumit dan mempunyai kecekapan penumpuan reka bentuk yang tinggi. Ia sesuai untuk pengesahan modul awal.

Proses simulator digital

"Bidang pengesahan digital yang menjadi tumpuan Xinhuazhang tidak berkait rapat secara langsung dengan fabrikasi wafer dan proses canggih. Oleh itu, bagi kami, kunci kepada kejayaan teknologi terletak pada bakat. Bagi susun atur dan pendawaian fabrikasi bahagian belakang dan wafer, kami mesti mempertimbangkan untuk membuka aplikasi produk sumber terbuka pada nod proses yang berbeza," kata Wang Libin.

"Alat EDA sumber terbuka kami boleh digunakan dengan baik dalam pengesahan awal projek cip dan dalam pengajaran di sekolah. Kami berharap dapat memberi inspirasi kepada penyepaduan dan pengoptimuman sumber, supaya pereka cip dan pembangun alat EDA dapat menggunakan alat EDA sumber terbuka Xinhuazhang. Ini akan membentuk ekosistem teknologi baharu dengan cepat, merangsang daya hidup inovatif kedua-dua kumpulan orang ini, mencapai kejayaan dalam halangan teknikal dan komersial EDA, dan meningkatkan kecekapan keseluruhan rantaian inovasi litar bersepadu."

Di Zhixiong berkata: "Alat pengesahan digital Xinhuazhang telah mencapai kejayaan besar di China dari awal, dan EDA pengesahan formal sumber terbuka 'EpicFV' juga merupakan yang pertama di dunia. Jualan alat jenis pengesahan menyumbang kira-kira 30% daripada semua jualan alat EDA, dengan permintaan yang besar dan nilai pasaran yang tinggi."

Lei Feng.com mengetahui bahawa alat EpicSim Xinhuazhang telah diguna pakai oleh syarikat reka bentuk cip komersial dan juga telah mencapai matlamat untuk menggandakan kelajuan simulasi dalam reka bentuk sebenar.

"Berpaut pada laluan sumber terbuka sememangnya cara yang sangat baik untuk menyetempatkan EDA," kata Lu Penghao.

Selain sumber terbuka, teknologi canggih seperti AI dan pengkomputeran awan juga boleh membantu EDA domestik menukar laluan dan memintas. Wang Libin percaya: "Gergasi EDA asing telah membangun selama beberapa dekad. Jika kita menggunakan kaedah dan struktur tradisional, ia pasti akan mengambil masa bertahun-tahun untuk mengejar gergasi tersebut. Tetapi teknologi baharu dan struktur baharu boleh membolehkan kita bermula dari garis permulaan baharu dan membangunkan alatan EDA yang lebih canggih tanpa menggunakan kaedah sebelumnya."

Contohnya, teknologi LLVM yang digunakan oleh Xinhuazhang. Alat EDA tradisional hanya menyokong pelayan seni bina x86. Jika ia hendak digunakan pada pelayan seni bina ARM atau RISC-V, ia akan mengambil banyak masa untuk dipindahkan. Menggunakan seni bina LLVM boleh menyokong seni bina yang berbeza dengan mudah dari awal, menghapuskan keperluan untuk pemindahan kemudian dan membolehkan pertukaran lorong dan memotong.

Bagi peranan teknologi AI, Di Zhixiong percaya bahawa AI tidak boleh secara asasnya menggalakkan pembangunan alat EDA, tetapi ia boleh dianggap sebagai kotak hitam yang serupa dengan ramalan untuk menyelesaikan beberapa masalah yang lebih kompleks.

Sudut pandangan Lu Penghao ialah dunia sedang mengkaji gabungan teknologi AI dan teknologi EDA, dan teknologi AI domestik menerajui dunia. Kelebihan ini akan membantu kita mempercepatkan langkah mengejar sehingga tahap tertentu. Terdapat juga teknologi awan yang tidak boleh diabaikan. Dengan perkembangan pengkomputeran awan, mereka bentuk cip di awan dapat mengurangkan masa pengesahan reka bentuk cip yang memakan masa dalam proses reka bentuk cip.

4. Ringkasan

Sebagai sumber rantaian perindustrian, teknologi EDA mesti diinovasi supaya kecekapan keseluruhan rantaian perindustrian dapat ditingkatkan. 2021 merupakan tahun pertama "Rancangan Lima Tahun ke-14", dan buat pertama kalinya dinyatakan dengan jelas bahawa penemuan baharu dalam alat reka bentuk litar bersepadu diperlukan.

Apabila kadar penyetempatan EDA tidak tinggi dan syarikat gergasi mempunyai halangan teknikal dan komersial yang kuat, sumber terbuka adalah cara yang baik untuk EDA domestik menukar lorong dan memotong. Rancangan Lima Tahun ke-14 juga meningkatkan teknologi sumber terbuka ke peringkat kebangsaan. Xinhuazhang menerajui pelancaran komuniti sumber terbuka di China dan membuka dua alat pengesahan digital EDA secara percuma, yang mempunyai kesan positif dalam menurunkan ambang industri EDA, memupuk bakat dan mempercepat inovasi.

Kejayaan dalam teknologi canggih seperti sumber terbuka, AI dan pengkomputeran awan telah memberikan industri EDA China peluang sekali dalam satu abad untuk menukar laluan dan memotong. Lu Penghao menjangkakan bahawa berdasarkan kemajuan, trend dan maklumat pasaran semasa, serta sokongan dana dan dasar negara, sepatutnya tidak ada masalah dalam merealisasikan keseluruhan proses EDA domestik dalam tempoh lima tahun.

Memecahkan halangan gergasi EDA adalah mencabar, tetapi ada sebab untuk bersikap optimis.

Penafian: Artikel ini dicetak semula daripada "Dunia Pelaburan". Artikel ini hanya mewakili pandangan peribadi penulis dan tidak mewakili pandangan Sacco Micro dan industri. Ia hanya dicetak semula dan dikongsi untuk menyokong perlindungan hak harta intelek. Sila nyatakan sumber asal dan penulis semasa mencetak semula. Jika terdapat sebarang pelanggaran, sila hubungi kami untuk memadamkannya.

Nombor telefon syarikat: +86-0755-83044319
Faks/FAKS: +86-0755-83975897
E-mel: 1615456225@qq.com
SQ: 3518641314 Pengurus Li

QQ: 332496225 Pengurus Qiu

Alamat: Bilik 809, Bangunan C, Bangunan Teknologi Zhantao, No. 1079 Minzhi Avenue, Daerah Baharu Longhua, Shenzhen