Amerika Birleşik Devletleri öncülüğündeki çip devleri, Çin'e ihraç edilen yüksek kaliteli çiplere "takılıp kaldılar". Yerli yüksek kaliteli çiplerin bağımsız kontrolünün önemi giderek daha fazla kişi tarafından fark edilirken, çip endüstri zincirinde küçük ve gelişmiş EDA (Elektronik Tasarım Otomasyonu) araçlarının kilit rolü de dikkat çekmeye başladı.

Çip tasarımında birçok hassas ve karmaşık bağlantı noktası bulunmaktadır. EDA araçları, çip tasarım verimliliğini artırmada, çip tasarımını optimize etmede ve çip işlevselliğini sağlamada son derece önemli bir rol oynamaktadır. Şu anda, üç büyük ABD EDA şirketi (Synopsys, Cadence ve Mentor) küresel EDA pazarının %60'ından fazlasını elinde bulundurmaktadır ve çoğu çip tasarım şirketi bu üç devden EDA araçları talep etmektedir. Bu nedenle, ABD, EDA kullanarak Çin çip endüstrisini kolayca alt edebilir.

Yerli EDA sektörü, yerelleştirme oranı yalnızca yaklaşık %10 iken, 20-30 yıldır gelişmekte olan üç büyük EDA şirketinin teknik ve ticari engelleriyle karşı karşıya. Yerelleştirme oranını daha da artırmak büyük zorluklarla karşılaşıyor. Neyse ki, açık kaynak yazılım trendi ve yapay zeka ile bulut teknolojisindeki atılımlar, yerli EDA sektörüne yüzyılda bir gelen bir fırsat sunarak yön değiştirmesine ve öne geçmesine olanak sağladı.

1. EDA'nın lokalizasyon oranı yaklaşık %10'dur ve atılımlar darboğazlarla karşılaşmaktadır.

EDA, tüm çip endüstrisi zincirinin en üst aşamasında yer alır ve küçük boyutu ve hassasiyetiyle karakterize edilir. Piyasa araştırma ve danışmanlık firması Gartner'ın bu yılın Ocak ayındaki ön verilerine göre, küresel yarı iletken gelirleri 2020 yılında 449.8 milyar ABD dolarına ulaşarak 2019 yılına göre %7.3 artış gösterdi.

Sadece EDA pazarına bakıldığında, CCID Consulting kıdemli analisti Lu Penghao geçen yıl küresel EDA pazarının 2019 yılında 10.25 milyar ABD doları büyüklüğünde olduğunu açıkladı. Çin EDA pazarının büyüklüğü yaklaşık 580 milyon ABD doları olup, küresel pazarın %5.6'sını oluşturmaktadır. Yerli EDA üreticilerinin toplam geliri 420 milyon yuan'dan az olup, küresel pazar payının sadece %0.6'sını oluşturmaktadır ve yerelleştirme oranı yalnızca yaklaşık %10'dur.

"Huada Jiutian, yaklaşık %10'luk yerelleştirme oranının büyük bir kısmına katkıda bulunuyor. Birçok yerli EDA şirketi ağırlıklı olarak satış noktası araçlarına odaklanırken, Huada Jiutian'ın analog çipler için eksiksiz bir araç seti bulunuyor, bu nedenle pazar tanınırlığı daha yüksek." Lu Penghao, Lei Feng.com'a şunları söyledi: "Yerli EDA şirketlerinin analog çipler alanında ilerleme kaydetmesinin yanı sıra, Guowei Grubu ve Guolun Elektronik'in bazı araçları da uluslararası lider seviyeye ulaştı. Xinhuazhang tarafından temsil edilen şirketler, kendi geliştirdikleri bazı EDA araçlarını açık kaynak olarak yayınladılar ve belirli atılımlar gerçekleştirdiler."

Lu Penghao, EDA'nın %10'luk yerelleşme oranını aşmanın zor olduğuna ve bir darboğaz dönemine girildiğine inanıyor. Bunun iki ana nedeni var. Bir yandan, Çin'de 2,218 entegre devre tasarım şirketi olmasına rağmen, geliri 100 milyon doların üzerinde olan sadece 200'den fazla şirket bulunuyor. Teknik veya finansal seviyeden bağımsız olarak, çoğu Çinli çip tasarım şirketi orijinal yazılım kullanmıyor olabilir ve pazar büyümesi sınırlı kalıyor.

Öte yandan, yerli EDA sektörü henüz dijital çip tasarım araçlarının tam sürecini gerçekleştiremedi. Geliri 100 milyonun üzerinde olan yerli çip tasarım şirketleri, üç büyük firmanın EDA ürünlerine öncelik vermeye devam edecek.

Başka bir deyişle, yerli EDA pazarında sınırlı bir artış potansiyeli ve mevcut pazarda şiddetli bir rekabet var. Lu Penghao, "EDA'nın yerelleşme oranını daha da artırmak için tüm dijital sürecin gerçekleştirilmesi gerekiyor. Tüm süreç gerçekleştirildiğinde, hızlı bir atılım dönemi başlayacak. Ardından, ekosistemin iyileştirilmesi gerekecek." diyor.

Güneybatı Jiaotong Üniversitesi Bilgi Fakültesi Elektronik Mühendisliği Bölümü Müdür Yardımcısı Di Zhixiong da, yerli EDA şirketlerinin en zor sorununun hayatta kalmak, ardından da çevresel sorunlar olduğuna inanıyor. Di Zhixiong, "Yerli EDA şirketlerinin hayatta kalma sorunlarını çözebilmeleri için çip tasarım şirketlerinin ve yonga üretim tesislerinin güvenini kazanmaları gerekiyor." dedi.

"Mevcut uluslararası durum göz önüne alındığında, çoğu çip tasarım şirketi kontrol edilebilir EDA'nın öneminin farkındadır. Bu, yerli EDA'nın kabul görmesinin ön koşuludur."

Uluslararası alanda önde gelen EDA şirketlerinde teknoloji geliştirme ve şirket operasyon yönetimi alanlarında 20 yılı aşkın deneyime sahip olan ve 2020 yılında Xinhuazhang'ı kuran Wang Libin, Lei Feng.com'a şunları söyledi: "Geçmişte Çin'de EDA yapan çok fazla şirket yoktu ve bunlar çoğunlukla tek noktalı araçlar üretiyordu. Şimdi EDA ulusal çapta ilgi görüyor ve geniş bir pazar alanı var, bu nedenle EDA şirketlerinin daha eksiksiz olması umuluyor, ancak büyüklük ve mükemmellik konusunda açgözlülük tavsiye edilmez."

Uluslararası durumdaki değişiklikler, Çin'in çip endüstrisini kendi yolunu bulmaya zorladı ve yerli EDA da mükemmel bir fırsat sundu: açık kaynaklı EDA.

2. Açık kaynak, yerli EDA'nın dev teknoloji alanında çığır açmasını sağlıyor.

Mükemmel fırsat ve iş engelleri

Açık kaynak teknolojisi uzun yıllardır gelişmekte olup, açık kaynak yazılımların güçlü gelişimi, günümüz yazılımlarının hızlı ve düşük maliyetli bir şekilde uygulanmasının anahtarıdır. Linux, GNU, Android ve çeşitli açık kaynak yapay zeka çerçeveleri genellikle devrim niteliğinde bir etkiye sahip olabiliyor. Günümüzde, EDA açık kaynak yazılımı da hızla ilerliyor.

2018'de ABD Savunma İleri Araştırma Projeleri Ajansı (DARPA), IDEA (Elektronik Varlıkların Akıllı Tasarımı) ve POSH (Şık Açık Kaynak Donanım) adlı iki yeni proje önerdi.

Di Zhixiong'a göre bunun nedeni şu: "Çip araştırma ve geliştirme döngüsü en az bir veya iki yıl sürüyor, maliyet çok yüksek ve teknik eşik de çok yüksek; bu da çip tasarımı alanındaki inovasyonu ciddi şekilde engelliyor. Bu iki proje, çip tasarım sürecini IP ve EDA olmak üzere iki boyuttan kısaltarak araştırma ve geliştirme süresinden tasarruf sağlıyor. Bence RISC-V komut setinden POSH'a ve IDEA'ya kadar, bu aslında çip endüstrisinin refahını birlikte destekleyebilecek bir açık kaynak ekosistemi."

İlgili istatistikler, IDEA/POSH adlı iki açık kaynak projesinin hayata geçirilmesiyle, mevcut açık kaynak kodlu EDA yazılımlarının sayısının neredeyse iki katına çıktığını göstermektedir.

Wang Libin, "Yerli EDA araç endüstrisinin mevcut durumu, teknolojiye giriş engellerinin yüksek olması ve yetenek açısından öğretmen ve kurs eksikliğidir. Açık kaynak, teknik ve ticari engelleri ortadan kaldırabilir, bilimsel ve teknolojik kaynakların tahsisini entegre edip optimize edebilir, yeniliği verimli bir şekilde teşvik edip hızlandırabilir ve hızla yerli bir entegre devre tasarım ekosistemi oluşturabilir." diye düşünüyor.

Peki, açık kaynaklı EDA, yerli EDA sektörünün tam dijital süreci hızla gerçekleştirmesine yardımcı olabilir mi? Wang Libin şöyle dedi: "Bence bu, teknoloji yönelimine ve kaynak yatırımına bağlı. Xinhuazhang'ın sistematik bir fikri var, ancak yatırım da artacağı için bu giderek daha zorlaşacak. Ayrıca, farklı EDA'ların farklı bağlantılar içerdiğini, açık kaynak yazılımın zorluğunu ve sağlayabileceği ekolojik teşvik etkisini de göz önünde bulundurmak gerekir."

Di Zhixiong, teknik açıdan bakıldığında, açık kaynaklı noktasal araçların birleşik bir arayüzü olmaması durumunda, bu araçların birbirine bağlanmasının zor olacağını analiz etti. Ayrıca, mevcut açık kaynaklı tek noktalı EDA araçlarının çoğunun ticari üretim aşamasında doğrulanmadığını belirtti. Aynı zamanda, analog çip tasarımı ve dijital çip fiziksel uygulaması için kullanılan EDA araçları özellikle açık kaynaklı işlem kütüphanelerine ve PDK desteğine ihtiyaç duymaktadır.

Lu Penghao, açık kaynak yazılımın yerli EDA'nın tüm dijital süreci gerçekleştirmesinin bir yolu olduğunu, ancak şu anda herkesin başlangıç ​​aşamasında olduğunu belirtti. Birikimle birlikte, tüm sürecin tamamlanması daha hızlı gerçekleşecektir.

Bu durumda, neden hala açık kaynak yazılımın yerli EDA için mükemmel bir fırsat olduğunu söylüyorsunuz? EDA açık kaynak yazılımı kısa vadede yerli EDA endüstrisinin eksikliklerini gidermesini sağlayamasa da, yerli EDA'nın geliştirilmesindeki yetenek açığını kaynağından çözebilir. Üst düzey yeteneklerin, özellikle küçük ve karmaşık EDA endüstrisi için, yerli entegre devre endüstrisinin gelişimindeki en büyük zorluk olduğu sektör genelinde kabul görmüştür.

"Yerli eğitim sisteminde, EDA öğretmenleri genellikle mikroelektronik veya bilgisayar bilimleri alanlarından geliyor. Hangi alanda olurlarsa olsunlar, EDA niş bir alan. Çin'de EDA dersi veren çok az okul var. EDA öğretim materyali eksikliği var ve EDA'ya ilgi duyan öğrenci sayısı da çok az." dedi Di Zhixiong.

"Açık kaynaklı EDA ile öncelikle, teorik ve deneysel derslere daha iyi destek sağlayabilecek durumlar ortaya çıkıyor. Ayrıca, öğrencilerin EDA'nın iç algoritmalarını anlamalarına da olanak tanıyor. Bunun yanı sıra, açık kaynaklı EDA pahalı ticari araçların satın alınmasını gerektirmiyor. Ayrıca, entegre devreler birinci seviye bir ders haline getirildi. Bu desteklerle, EDA derslerini açmanın ve ders kitapları yayınlamaya başlamanın faydalı olacağını düşünüyorum."

Açık kaynaklı EDA'nın ilgili araştırmalar üzerinde de olumlu bir etkisi olacaktır. Birçok araştırmacının makalesinin açık kaynaklı EDA'ya dayandığı bildirilmektedir, ancak açık kaynaklı EDA genellikle satın alındıktan sonra kapalı kaynak haline gelmektedir. "Eğer açık kaynaklı EDA size nispeten eksiksiz EDA ortamları ve süreçleri sağlayabilirse, algoritmanın veya modelin etkinliğini doğrulayabileceğiniz bir kıyaslama referans modeline sahip olabilirsiniz. Bu nedenle, ister bilimsel araştırma isterse öğretim olsun, açık kaynaklı EDA'nın aciliyeti çok yüksektir."

Açık kaynaklı EDA, okullardaki yetenek eğitiminin zorluğunu azaltmakla kalmaz, aynı zamanda daha fazla insanın EDA sektörüne katılmasını sağlayarak inovasyonu hızlandırabilir. Wang Libin şunları söyledi: "EDA, bilgisayarlar, yazılımlar ve entegre devreleri kapsayan disiplinler arası bir alandır. Açık kaynak, bir ürünün ana sürümünü vermekle eşdeğerdir ve araştırma ve geliştirme için eşiği düşürür. Ayrıca bilimsel araştırma enstitülerinde, üniversitelerde, işletmelerde ve meraklılarda inovasyonu teşvik edebilir ve hızlandırabilir, kaynak tahsisini optimize edebilir ve açık kaynak uygulaması yoluyla birçok EDA yeteneği yetiştirebilir."

Wang Libin ayrıca şunları belirtti: "Sektör daha iyi açık kaynak ürünlerine sahip olduğunda, açık kaynak EDA yazılımlarının kullanım sıklığı ve kapsamı artacaktır. Bu tür büyük ölçekli uygulamalar, açık kaynak EDA için daha fazla test verisi sağlayacak, açık kaynak EDA araçlarının gelişimini ve inovasyonunu daha da hızlandıracak ve nihayetinde olumlu geri bildirimlerle bir EDA açık kaynak ekosistemi oluşturacaktır."

Yerli EDA şirketleri, açık kaynaklı EDA'nın sunduğu fırsatlardan yararlanmakla kalmıyor, aynı zamanda yapay zeka ve bulut bilişim gibi yeni teknolojileri kullanarak da yön değiştiriyor ve öne geçiyor.

3. Yurtiçi EDA, sollama yapmak için şerit değiştirecek.

Açık kaynaklı EDA'nın öncülerinden Xinhuazhang, Eylül 2020'de Çin'in ilk açık kaynaklı EDA teknoloji topluluğu EDAGit'i kurdu ve iki EDA aracını açık kaynaklı hale getirdi. Wang Libin, şu anda çip şirketlerinin bir çip projesinin doğrulanmasına çok fazla enerji harcadığını, çünkü çip arızasının yol açtığı kayıpların, yüz milyonlarca yuanlık tek seferlik üretim maliyetinin israfından, ürünün piyasaya sürülme süresini veya şirketin itibarını etkileyerek müşteri kaybına ve hatta ölümcül bir darbeye kadar uzanabileceğini söyledi. Bu nedenle, doğrulama, özellikle donanım doğrulaması, teknolojik liderlik için önemli kazanım noktalarından biridir.

Xinhuazhang'ın açık kaynak olarak yayınladığı iki EDA aracı da doğrulama ile ilgilidir. EpicSim, klasik EDA metodolojisine dayanan, geliştirilmiş ve yenilikçi bir açık kaynak simülasyon aracıdır. Simülatör, fonksiyonel doğrulamanın en vazgeçilmez parçasıdır. Diğer bir açık kaynak aracı ise "Etkinlik" adlı biçimsel doğrulama aracıdır. Biçimsel doğrulamanın avantajı, eksiksiz ve kapsamlı doğrulama sağlamasıdır. Karmaşık ortam kurulumu gerektirmez ve yüksek tasarım yakınsama verimliliğine sahiptir. Erken modül doğrulaması için uygundur.

Dijital simülatör süreci

"Xinhuazhang'ın odaklandığı dijital doğrulama alanı, doğrudan ve yakından yonga üretim tesisleri ve gelişmiş süreçlerle ilgili değil. Bu nedenle, teknolojik atılımların anahtarı yeteneklerde yatıyor. Arka uç ve yonga üretim tesislerinin yerleşimi ve kablolaması için, açık kaynak ürünlerinin farklı işlem düğümlerinde uygulanmasını göz önünde bulundurmalıyız." dedi Wang Libin.

"Açık kaynaklı EDA araçlarımız, çip projelerinin erken aşama doğrulamasında ve okul eğitiminde başarıyla kullanılabilir. Kaynak entegrasyonu ve optimizasyonuna ilham vererek, hem çip tasarımcılarının hem de EDA araç geliştiricilerinin Xinhuazhang'ın açık kaynaklı EDA araçlarını kullanmasını sağlamayı umuyoruz. Bu, hızla yeni bir teknoloji ekosistemi oluşturacak, bu iki grubun yenilikçi canlılığını canlandıracak, EDA teknik ve ticari engellerinde atılımlar gerçekleştirecek ve entegre devre inovasyon zincirinin genel verimliliğini artıracaktır."

Di Zhixiong şunları söyledi: "Xinhuazhang'ın dijital doğrulama araçları Çin'de sıfırdan başlayarak bir atılım gerçekleştirdi ve 'EpicFV' açık kaynaklı biçimsel doğrulama EDA'sı da dünyada bir ilk. Doğrulama tipi araç satışları, tüm EDA araç satışlarının yaklaşık %30'unu oluşturuyor ve yüksek talep ve yüksek pazar değerine sahip."

Lei Feng.com'un edindiği bilgiye göre, Xinhuazhang'ın EpicSim aracı ticari çip tasarım şirketleri tarafından benimsenmiş ve gerçek tasarımlarda simülasyon hızını ikiye katlama hedefine de ulaşmıştır.

Lu Penghao, "Açık kaynak yolunu izlemek, EDA'yı yerelleştirmenin kesinlikle çok iyi bir yoludur." dedi.

Açık kaynak kodun yanı sıra, yapay zeka ve bulut bilişim gibi en yeni teknolojiler de yerli EDA'nın yön değiştirmesine ve rakiplerini geride bırakmasına yardımcı olabilir. Wang Libin şöyle düşünüyor: "Yabancı EDA devleri on yıllardır geliştirme yapıyor. Geleneksel yöntemler ve yapılar kullanırsak, devlere yetişmemiz kesinlikle yıllar alacaktır. Ancak yeni teknolojiler ve yeni yapılar, önceki yöntemleri kullanmadan yeni bir başlangıç ​​noktasından yola çıkarak daha gelişmiş EDA araçları geliştirmemize olanak tanıyabilir."

Örneğin, Xinhuazhang tarafından kullanılan LLVM teknolojisi. Geleneksel EDA araçları yalnızca x86 mimarisine sahip sunucuları destekler. ARM veya RISC-V mimarisine sahip sunuculara uygulanacaksa, uyarlama işlemi çok zaman alacaktır. LLVM mimarisi kullanılarak, farklı mimariler baştan itibaren kolayca desteklenebilir, sonradan uyarlama ihtiyacı ortadan kalkar ve şerit değiştirme ve sollama imkanı sağlanır.

Di Zhixiong, yapay zeka teknolojisinin rolüne gelince, yapay zekanın EDA araçlarının gelişimini temelden destekleyemeyeceğine, ancak bazı daha karmaşık sorunları çözmek için tahmin mekanizmasına benzer bir kara kutu olarak düşünülebileceğine inanıyor.

Lu Penghao'nun bakış açısına göre, dünya yapay zeka teknolojisi ve EDA teknolojisinin birleşimini inceliyor ve yerli yapay zeka teknolojisi dünyada lider konumda. Bu avantaj, bir ölçüde arayı kapatma hızımızı artırmamıza yardımcı olacaktır. Ayrıca göz ardı edilemeyecek bulut teknolojisi de var. Bulut bilişimin gelişmesiyle birlikte, bulutta çip tasarımı, çip tasarım sürecindeki zaman alıcı çip tasarım doğrulama süresini azaltabilir.

4. Özet

Endüstriyel zincirin kaynağı olarak EDA teknolojisinde yenilik yapılması, endüstriyel zincirin genel verimliliğinin artırılması için şarttır. 2021, "14. Beş Yıllık Plan"ın ilk yılıdır ve ilk kez entegre devre tasarım araçlarında atılımlara ihtiyaç duyulduğu açıkça belirtilmiştir.

EDA'nın yerelleşme oranı düşük olduğunda ve devlerin güçlü teknik ve ticari engelleri bulunduğunda, açık kaynak, yerli EDA'nın yön değiştirmesi ve öne geçmesi için iyi bir yoldur. 14. Beş Yıllık Plan da açık kaynak teknolojisini ulusal düzeye yükseltmektedir. Xinhuazhang, Çin'de açık kaynak topluluğunu başlatmada öncülük etmiş ve iki dijital doğrulama EDA aracını ücretsiz olarak açık kaynaklı hale getirmiştir; bu da EDA endüstrisinin giriş eşiğini düşürme, yetenek yetiştirme ve inovasyonu hızlandırma konusunda olumlu bir etkiye sahiptir.

Açık kaynak, yapay zeka ve bulut bilişim gibi en ileri teknolojilerdeki atılımlar, Çin'in EDA sektörüne yüzyılda bir kez karşılaşılabilecek bir fırsat sunarak yeni bir yön belirleme ve öne geçme olanağı sağladı. Lu Penghao, mevcut ilerleme, eğilimler ve piyasa bilgilerinin yanı sıra ulusal fonlar ve politikaların desteğiyle, beş yıl içinde yerli EDA sürecinin temel olarak gerçekleştirilmesinde hiçbir sorun yaşanmayacağını öngörüyor.

EDA devlerinin engellerini aşmak zorlu bir süreç, ancak iyimser olmak için nedenler var.

Yasal Uyarı: Bu makale "Investment World" dergisinden yeniden basılmıştır. Bu makale yalnızca yazarın kişisel görüşlerini temsil eder ve Sacco Micro ile sektörün görüşlerini yansıtmaz. Yalnızca fikri mülkiyet haklarının korunmasını desteklemek amacıyla yeniden basılmış ve paylaşılmıştır. Yeniden basım yaparken lütfen orijinal kaynağı ve yazarı belirtin. Herhangi bir ihlal söz konusuysa, lütfen silinmesi için bizimle iletişime geçin.

Şirket telefon numarası: +86-0755-83044319
Faks: +86-0755-83975897
E-posta: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 Yönetici Li

QQ: 332496225 Yönetici Qiu

Adres: Shenzhen, Longhua Yeni Bölgesi, Minzhi Caddesi No. 1079, Zhantao Teknoloji Binası, C Binası, Oda 809