Automação de design eletrônico EDA: Quando o "Aquiles" desenvolvido pelos chips chineses será curado?

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2022-03-17 1201

Incluindo projeto e verificação de sistemas, circuitos integrados, PCB e outros campos, o desempenho das ferramentas de Automação de Design Eletrônico (EDA) e o desenvolvimento do próprio mercado desempenham um papel vital. Até o final de 2021, haverá um total de 35 bilhões de dispositivos IoT no mundo. Do lado das aplicações downstream, a demanda por software EDA continuará a crescer.

注:全球 EDA 工具市场增长趋势图

"A indústria de Automação de Design Eletrônico (EDA) ultrapassará US$ 20 bilhões em 2027." —— Global Market Insights Inc.

Com o vigoroso desenvolvimento do mercado da Internet das Coisas, existem algumas novas mudanças na indústria de EDA que merecem a nossa atenção.
#1 A procura por EDA na indústria de dispositivos médicos aumentou significativamente. A introdução de novas tecnologias na indústria médica continua, e a utilização de novos equipamentos, novos instrumentos e novas ferramentas torna possível tratar e operar aparentemente impossíveis no passado. É precisamente por causa da introdução da EDA que as mais conhecidas cirurgias endoscópicas e laparoscópicas podem beneficiar inúmeros pacientes. GE, ABB, Siemens e muitos outros grandes fabricantes também são capazes de produzir dispositivos de inteligência artificial de alto desempenho para diagnóstico e tratamento de doenças apenas por causa do software EDA.

Nota: As ferramentas EDA são amplamente utilizadas em equipamentos endoscópicos e procedimentos cirúrgicos.
A empresa de software EDA também itera continuamente algoritmos de aprendizado de máquina para melhorar o desempenho das ferramentas de design de chips. A Ibex Medical Diagnostics e a KSM anunciaram recentemente que começaram a usar Galen Gastronomy, uma ferramenta de diagnóstico e controle de qualidade com recursos de IA, para detectar possíveis riscos de câncer no trato gastrointestinal.
#2A miniaturização está se tornando cada vez mais popular. Como dizem os valores defendidos por todos na indústria eletrônica: “Menor significa mais forte”. Miniaturização, peso leve, equipamento tradicional de grande escala através da miniaturização contínua, para que os produtos eletrônicos possam continuar a penetrar em cenas cada vez mais ricas. Nas áreas de eletrônica automotiva, automação médica e eletrônica de consumo, ainda é tendência de iteração de produtos e redução de custos para usar dispositivos menores e mais bonitos, com maior integração e funções mais poderosas.

Nota: A busca pelo tamanho dos dispositivos vestíveis está forçando o progresso das ferramentas EDA.

Devido à influência contínua desta onda "pequeno é bonito", os telefones celulares estão se tornando mais finos e leves, e tablets, PCs, produtos em nanoescala de dispositivos vestíveis e dispositivos médicos estão se tornando cada vez mais populares nas casas das pessoas comuns. Se esta tendência continuar, a procura do mercado por EDA continuará, sem dúvida, a aumentar.

#3A fabricação de ponta apresenta novos requisitos para a EDA. Para a maioria das pessoas, a fabricação de ponta equivale diretamente ao uso de robôs e linhas de montagem automatizadas. No entanto, actualmente, os robôs na oficina são mais responsáveis pelo "trabalho manual", como a recolha e colocação, testes e embalagem, e encomenda de materiais. À medida que todos os tipos de equipamentos se tornam cada vez mais simplificados, os elos de produção de produtos eletrônicos se tornarão cada vez mais sofisticados, o que impõe novos requisitos para a precisão do tradicional braço robótico "cinco grandes e três grossos".

Observação: a Synopsys está localizada na sede em Mountain View, Califórnia.

A Synopsys, líder mundial em software EDA e propriedade intelectual para semicondutores, firmou recentemente uma parceria com a TSMC. A TSMC utilizará o software EDA da Synopsys em sua mais recente linha de produção de chips de 3 nm com tecnologia DRM e SPICE. Os chips produzidos por essa linha serão utilizados em dispositivos móveis, 5G e outras aplicações de inteligência artificial.
#4 A cena online continua a acelerar. Com a discussão contínua do tema da transformação digital, as empresas de software EDA também prestam mais atenção à otimização das plataformas online, capacitando assim os processos de negócio. Em comparação com empresas de semicondutores anteriores que usavam parâmetros de dados predefinidos para verificar o design do chip, o atual fluxo de trabalho de habilitação do EDA é mais flexível, o que pode realizar design, simulação e verificação, e também pode desempenhar um papel maior na produção experimental de chips e na produção em massa. Se o software EDA estiver conectado à nuvem, o custo será mais amigável e os recursos existentes do data center serão menos ocupados.

Nota: ARM e Synopsys chegaram a uma cooperação estratégica.

Há alguns meses, a ARM anunciou que iria atualizar seu software EDA, de forma a planejar melhor os recursos de armazenamento e o poder computacional e, ao mesmo tempo, atingir o objetivo de redução de custos. Em comparação com a compra de mais servidores e outros equipamentos de software, o reconhecimento da EDA pela ARM, especialmente a prática de conectar a EDA à nuvem, causou um turbilhão na indústria de semicondutores.

Soul pergunta: Por que o software EDA da China está atrasado?
O atraso da indústria EDA pode ser descrito como o "calcanhar de Aquiles" para o desenvolvimento da indústria de IC da China. Olhando ao redor do mundo, a aliança EDA formada pelas Três Grandes Americanas e empresas relacionadas financiadas pelos EUA tornou-se uma restrição para todos os mercados de chips, incluindo a China. Não é exagero dizer que as ferramentas EDA utilizadas no projeto e verificação de todos os chips "autodesenvolvidos" chineses são basicamente dos Estados Unidos.

Se as empresas chinesas de chips quiserem participar da competição global, terão que resolver os problemas atuais do software EDA. Embora muitas empresas, incluindo a Xiaomi, tenham participado da pesquisa e desenvolvimento de ferramentas EDA, não vimos muito progresso no mercado aberto.

Na verdade, já em meados da década de 1980, o sistema de design de chips Panda apareceu na China. Porém, são poucas as empresas que utilizam este sistema no mercado, portanto seu desempenho é questionável. Atualmente, existem mais fabricantes de EDA no mercado chinês, incluindo Huada Jiutian, Chips e Semiconductors.

Nota: Core e Semiconductor ganharam o prêmio anual de empresa EDA de avanço técnico.

Infelizmente, nenhum desses fornecedores consegue realizar a entrega de software de todo o processo de design. Então, por que o software EDA da China fica atrás dos Estados Unidos? Existem quatro razões para isso:Em primeiro lugar, a falta de um conjunto completo de programas impossibilita a participação em todo o processo competitivo.
Actualmente, a maior parte do software EDA na China ainda está em fase de especialização em um ou vários links e não conseguiu formar um conjunto completo de matrizes de produtos alternativos. No entanto, os processos de design digital são principalmente monopolizados pela Synopsys e Cadence. Mesmo que os fabricantes chineses consigam cortar alguns elos, é difícil abalar o controle das Três Grandes americanas em todos os elos. Portanto, os fabricantes chineses precisam de lançar um conjunto completo de soluções para competir com os fabricantes internacionais na mesma dimensão. No entanto, existem outras dificuldades e desafios neste processo.

Nota: Três gigantes americanos da EDA

II.Escassez de talentos, a indústria não conseguiu atrair talentos da EDA. A maioria dos engenheiros de desenvolvimento de ferramentas EDA da China trabalha para as Três Grandes nos Estados Unidos. É relatado que entre mais de 1,500 engenheiros de EDA na China, menos de 300 trabalham para empresas nacionais de EDA. A Synopsys, uma empresa dos Estados Unidos, tem mais de 5,000 funcionários em todo o mundo. No contexto do crescente mercado doméstico de Internet móvel, esses engenheiros preferem ir para empresas como a Alibaba Tencent, em vez de lutar nas empresas nacionais de EDA.

III.O limiar de entrada no mercado é elevado, é difícil entrar no mercado e é ainda mais difícil quebrar o mercado. 95% do mercado de EDA da China pertence aos três gigantes da América, que é um mercado cruel para qualquer fornecedor de EDA nacional e estrangeiro. Mesmo que os fabricantes chineses consigam desenvolver um conjunto completo de soluções, é difícil representar uma ameaça para as Três Grandes em pouco tempo. Atualmente, muitos engenheiros de empresas de chips usam as soluções das Três Grandes nas universidades. Depois de entrar na nova empresa, a preferência de escolha torna as pequenas fábricas nacionais pouco atraentes.

四、Falta de integração de nós de processos avançados, perdendo passo a passo.

A conexão entre o processo de design e o processo de produção é muito importante para o processo EDA. A estreita ligação entre os três gigantes, o wafer principal e a fundição permite-lhes compreender profundamente cada elo. Esse tipo de aderência é o que os fabricantes nacionais precisam monitorar e acompanhar continuamente ao lançar soluções.

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