今天小編分享的科技經驗：華為自研芯片回歸，加速攪動國產EDA突圍美企壟斷，歡迎閲讀。
位于上海南京路步行街的華為全球最大旗艦店（來源：钛媒體 App 編輯拍攝）
在被美國政府斷供影響第五年之時，華為 " 王者歸來 "，重回芯片產業鏈。
7 月 27 日，據報道，華為最早将于今年與中芯國際等公司合作，共同重啓生產海思麒麟 5G 手機芯片。此前研究機構 Counterpoint Research 已發布報告稱，華為下半年發布的 5G 芯片将使用中芯 FinFET N+1（7nm）工藝代工生產，性能可媲美台積電 7nm。
另據 IDC 27 日發布的 2023 年二季度數據顯示，中國智能手機出貨量約 6570 萬台，上半年出貨量約 1.3 億台，同比下降 7.4%。其中，該季度 OPPO 排名第一，華為手機市場份額同比暴漲 76.1%，與小米并列第五。
因此，如果華為成功重啓其 5G 芯片的生產，那将标志着，三年來華為最新自主研發的 5G 芯片的誕生，同時有望重回中國手機市場第一寶座，而且還将成為中國推動集成電路和軟體產業發展中的一個重要裏程碑。
實際上，華為公司輪值董事長徐直軍今年 2 月表示，其芯片設計 EDA（電子設計自動化）工具團隊聯合國内 EDA 公司，共同打造了 14nm 以上工藝所需的 EDA 工具，基本實現了 14nm 以上的 EDA 工具國產化，計劃 2023 年将完成對其全面驗證。
這意味着，自 2018 年起麒麟芯片被美國 EDA 巨頭 " 卡脖子 " 後，華為完成了 " 芯片之母 " ——國產 EDA 工具的部分技術突破，打通上遊芯片設計的關鍵環節。此外，華為攻堅國產 EDA 技術，還帶動了整個 EDA 產業鏈上下遊的良性發展。
" 在過去幾年，我們經過大量的改進，華為已經在這個（EDA）領網域裏面是業界第一梯隊，過去頭部只有美國企業，很孤單，現在他不孤單了，我們陪着他，但是未來我們希望之後把他甩在身後。" 華為高管最近表示，華為在芯片設計領網域的目标是 " 超越 "。
華為攻堅芯片設計最大挑戰，帶動了國產 EDA 行業興起
7 月下旬舉行的 2023 世界半導體大會分論壇上，華為罕見地披露其 EDA 和半導體技術領網域的布局。
目前，華為已經從數字化研發、數字化生產和數字化園區三個層面來出發，為半導體行業打造了一套產品和解決方案，貫穿了整個芯片設計、研發、生產、制造和運營管理等環節，尤其是利用雲和算力集群做芯片設計基礎設施的布局。
其中，在芯片設計 EDA 領網域，華為是從 2019 年開始研發，核心是利用 NAS 系統、雲服務和 HPC 智能算力設施，并打造華為 MPI（并行計算通訊應用接口），與華大九天等公司合作，以解決 EDA、OPC、芯片仿真、器件仿真等芯片設計領網域關鍵流程。
實際上，華為自研芯片回歸，與其之前被美國商務部列入 " 實體名單 "、EDA 公司斷供等因素有關。
2019 年 5 月，美國商務部 BIS 将華為列入 " 實體名單 "，全面限制華為采購美國軟體和技術生產的半導體零部件。受此影響，海外 EDA 三巨頭新思科技（Synopsys）、楷登電子（Cadence）、西門子 Siemens EDA（原 Mentor）與華為的合作先後終止，三家占據全球超 64% 的 EDA 市場份額。
因此，沒有 EDA 工具、沒有光刻機、沒有先進芯片制造下，華為無法自行設計并量產麒麟芯片。
華為常務董事、終端 BG CEO 餘承東曾于 2020 年 8 月表示，"2019 年美國制裁後，華為少發貨了六千萬台智能手機。而 2020 年是第二輪制裁芯片，沒法生產。所以很困難，最近都在缺貨階段，華為的手機沒有芯片供應。"
實際上，EDA 工具是芯片設計中不可或缺的重要組件，也是集成電路設計最上遊、壁壘最高的部分，涵蓋了集成電路設計、布線、驗證和仿真等所有流程。利用其可連接成極其復雜的電路圖，從而制造出強大的 CPU、GPU 芯片。盡管全球 EDA 市場規模在 100 億美元左右，淨利潤率低于 15%，但卻能動 5700 億美元的芯片產業鏈。
作為全球最大的電子元件產銷市場，海外 EDA 三巨頭的產品在中國占了 85% 以上的市場份額（實際超 90%），國產 EDA 軟體產銷占比僅不足 10%。因此，海外三巨頭成為國内所有 " 造芯者 " 不可逾越的重要環節之一。（詳見钛媒體 App 前文：《國產 EDA，到底能不能打破海外三巨頭壟斷？》）
在外部挑戰之下，華為于 2019 年前後入局芯片 EDA 行業。盡管華為入局晚，但其希望扮演一種 " 領導角色 "，即打破半導體行業小而散、低水平重復的局面，" 攢局 " 形成華為相關的產業鏈生态體系。
今年 7 月，華為全球采購認證部華東區網域總經理朱克楚表示，半導體已經成為地區戰略核心，而當前國產芯片 EDA 行業本土化率較低，還存在着被 " 卡脖子 " 風險，華為将采取多種措施，加快推動國内半導體產業多元化發展，打造國產 EDA 和 IP 核，補齊國產 EDA 和 IP 核領網域短板，形成全鏈條國產化集群優勢，不僅全力推動核心技術自立自強，還需要對不同技術體系進行戰略性平衡，以降低地緣政治對國内半導體產業鏈供應的影響。
那麼，華為在 EDA 領網域究竟有哪些技術特點與突破？
華為半導體電子行業解決方案架構師艾小平提到，其在芯片設計領網域建立 "1+8" 戰略，1 是華為雲和整個業務體系，而 8 是八個方向去着力解決部分問題，其他則依靠國内產業生态力量來共同完成。以下是他披露的八個核心方向與能力：
1、基于鲲鵬全棧優化，ALPS 工具性能倍增，實現并行計算設計平台。2、ROCE 和超低時延互聯技術，引入獨特的算法產品，攻克以太網丢包難題，将傳統以太網絡算力翻番（提升 2 倍）。根據華為公布的信息，智能無損 ROCE 網絡讓高性能計算更高效，整體效率提升 30%。3、實現高性能 NAS，EDA 場景研發，專注于海量小檔案領網域實現技術突破，其中，例如實現 CPU 智能分區，提升 CPU 處理效率低時延。另外，華為與華大九天合作，實現高速高精度井行電路仿真器 ALPS 10X 加速實測驗證，而且多個國内 EDA 工具軟體可運行于華為計算存儲、網絡等平台，以适配不同場景需求。4、華為建立了其多瑙集群管理調度系統，目前已經支持芯片設計全場景。百萬核調度、400 萬個 / 小時、90% 的資源利用率。5、華為專門為半導體領網域建立雲平台，适配安全環境、高性能 HPC 混合雲等場景中。6、華為還推出鲲鵬開發套件 DevKit，無代碼遷移，最低損耗 10%，而且華為希望實現開發工具服務化，一鍵開通雲開發服務，随時随地體驗鲲鵬軟、硬體能力。7、華為建立 HyperMPl 和鲲鵬加速庫，對軟體基礎庫進行深度性能優化，構建常用軟體庫在鲲鵬平台的性能競争力。8、廣泛的 ISV 與社區合作，眾智開源、聯合創新、商業使能變現、人才培養等。
具體到案例中，钛媒體 App 獲悉，華為利用其 NAS 存儲能力，幫助一家半導體制造企業構建新一代 EDA 仿真平台，性能上遠超客户預期，測試場景實現領先 500%，更新時間縮短到 10 分鍾，業務 0 中斷；而且，華為還幫助了另一家存儲芯片工廠穩定供電，提供華為數字能源電力模塊，使得客户供電損耗降低 60%、智能在線效率高達 97.8%。
一位芯片 EDA 領網域行業人士王琳（化名）向钛媒體 App 分析稱，" 像華為這樣具備豐富系統經驗和數據的頭部公司，有實力在推動國產替代的發展中扮演重要角色。華為擁有先進的技術創新力，可以從推動產業進步的戰略眼光出發，推動國產 EDA 產品應用于真實芯片研發流程中。"
實際上，在華為事件、以及國家重點支持集成電路產業發展等因素影響下，帶動了國產 EDA 行業發展。最近幾年，芯華章科技、華大九天、概倫電子、合見工軟等一批國内芯片 EDA 公司興起。
華登國際合夥人王林今年 7 月引述的一份數據顯示，在 2020 年 -2021 年間，國内 EDA 公司數量從 20 多家增長到 50 多家。而 2010 年至今，EDA 公司融資超過 70 次，不計 IPO 拟募資金額，融資金額超過 100 億元。
2021 年 12 月 28 日，" 國内 EDA 第一股 " 概倫電子（688206.SH）成功在科創板挂牌上市。去年，另一家國内 EDA 龍頭公司 " 華大九天 "（301269.SZ）也在深交所挂牌，其 EDA 工具也部分支持 5nm 工藝。
7 月 27 日，華大九天發布的 2023 年半年報，今年 1-6 月，公司實現營業收入 4.05 億元，同比增加 51.92%，其中一季度同比增長 64.71%；歸母淨利潤約 8381 萬元，同比增加 107.3%；基本每股收益 0.1544 元，同比增加 65.84%。此外，2022 财年，華大九天歸母淨利潤 1.86 億元，同比增長 33.17%。
整體來看，國内 EDA 行業增長迅速。據钛媒體 App 估算，目前國内 EDA 公司總數量約為 100 家。
美企巨頭壟斷挑戰大，國產 EDA 突圍道阻且長
雖然華為進入了芯片 EDA 領網域，并實現了一定的技術突破，但整個國產 EDA 行業仍面臨巨大的挑戰。
7 月 25 日，芯片 EDA 三巨頭之一的楷登電子（Cadence，NASDAQ：CDNS）發布的 2023 年第二季度财報顯示，營收為 9.77 億美元，比 2022 年同期 8.58 億美元增長 13.8%；淨利潤為 2.21 億美元，同比增長 18.8%；營業利潤率達 31%。而 2022 财年，包括 EDA 和 IP 業務在内，楷登電子在中國區的收入為 5.21 億美元，同比增長 38%，總收入占比達 15%，增加了 1.43 億美元。
無獨有偶，2022 财年，新思科技中國區的收入增長 41% 左右，但同期華大九天營收同比增長 37.76%，淨利潤同比增長 33.17%；概倫電子去年全年營收 2.79 億元，同比增長 43.68%，扣非後淨利潤僅同比增長 38.34%。
整體來看，随着算力需求擴張，芯片需求變多，從而使半導體 EDA 市場總規模變大。但是，國内 EDA 公司利潤和收入卻沒有更高速的增長，新思科技、楷登電子兩家美國公司仍在中國實現收入增長。
多位半導體行業人士對钛媒體 App 表示，從下遊芯片設計客户反饋來看，目前企業對于 EDA 的需求基本是兩手抓：一面大量購買新思科技、楷登電子的工具產品，一面開始購買或測試國產 EDA 軟體。
換句話説，短期内國内 EDA 產品難以 " 完全替代 " 海外 EDA 工具，這與國内多為點工具等因素有關。同時，芯片設計公司則增加 EDA 工具的資本支出，直接導致國内外 EDA 公司在中國的營收、利潤均出現了增長，并沒有完全的 " 國產替代 "。
這就不難解釋，行業競争加劇下，國内外 EDA 公司形成了 " 非常神奇 " 的業績增長形态。
作為國產 EDA 驗證領網域龍頭，芯華章科技首席市場戰略官謝仲輝對钛媒體 App 表示，" 國產替代 " 确實提供了很大的發展機遇，但不是芯片設計公司一定能取得成功的保障，下遊企業并非直接看是否 " 國產 "，而更重要的是產品價值、是否滿足差異化需求等。
" 因為下遊的用户在選擇上遊合作的 EDA 公司時，看重的不僅僅是‘國產’還是‘非國產’的區别，也更看重能否真正幫助他們解決遇到的創新難題，因此國產 EDA 公司還是要把重心放在打磨 " 技術 " 和 " 產品 " 上，放在如何解決用户痛點上。
同時，國產 EDA 仍是後來者，要想實現後來居上，必須要提供差異化的創新價值，為用户提供更強的更換合作商的‘動機’。國際 EDA 巨頭有時間積累的先發優勢，因此國產 EDA 其實面對的挑戰比巨頭公司成立時面臨的還要大。僅僅要做到‘人有我有’，還不能足夠説服用户選擇它，必須要不斷增加研發投入，取得新的技術和產品突破、提供響應更快更專業的技術支持，亦或者是合作模式的創新，給用户選擇國產 EDA 提供更強的動力。
過度的分散投資，在點工具上進行并購，會比較難形成細分領網域的核心競争力。下遊芯片設計公司要增加對國產 EDA 的信心，以更高的開放度，擺脱原來的路徑依賴，提出自己的差異化需求。只有下遊的用户積極提出自己未被巨頭公司滿足和重視的差異化需求，國產 EDA 公司以這些需求為切入口，證明自己的穩定性、可靠性和創新性。" 謝仲輝對钛媒體 App 表示。
謝仲輝認為，全球 EDA 行業高速增長背後仍反映出中國芯片設計及 EDA 市場的發展潛力大，至少對國產 EDA 公司的崛起是利好，也證明大家的發展不是 " 非此即彼 "，可以在平等互利的原則下實現共同發展。而且，作為芯片底層工具，大家對 EDA 的投入越來越重視、越來越多，所有企業離不開先進 EDA 工具的支持，這對于國產 EDA 公司來説是新的機遇。
目前在整個數字芯片技術中，大概需要超過 100 個大大小小的 EDA 和 IP 核工具，芯片設計企業基本無法繞開 EDA 工具。例如，最近 OPPO 宣布将旗下芯片業務哲庫科技（ZEKU）關停，據估算，此前 OPPO 公司 " 造芯 " 花掉的 100 多億元中，至少 20%-40% 的資金是用于購買 EDA 和 IP 核工具。
雲岫資本合夥人兼 CTO 趙占祥此前對钛媒體 App 表示，未來國内 EDA 市場需要發力高端數字大芯片（CPU、GPU 等）的 EDA 工具和部分關鍵性技術、創新性的 EDA 軟體工具。" 目前看國内企業 EDA 規模較小，但是未來有機會壯大。"
一位投資人向钛媒體 App 直言，國產 EDA 行業發展需要時間，需要政企、產業、科研以及大量資金支持，需要產業鏈整合、自研 IP 知識產權等布局。
" 我們的目的不僅僅是國產替代，而是要真正參與全球化的競争。" 謝仲輝指出，在產業發展路徑的選擇上，由于 EDA 技術門檻高，核心的技術買不到，同時國内缺乏核心的專家人才，因此更需要首先專注在細分 EDA 領網域（如數字前端、後端等）的投入和人才引進及本土專家的培養，才能率先在細分領網域實現突破，向國際領先水平看齊，滿足國產芯片設計公司需求，形成比較競争優勢。
不過，王林提到，雖然中國對于半導體行業人才需求強烈，多但低效。2022 年，美國半導體從業人數達 37 萬，人均貢獻銷售額超過 60 萬美元，而中國 23 萬芯片設計人才，人均貢獻只有人民币約 249 萬元（約合 36 萬美元）。這體現中美優秀芯片人才差距較大。
今年 6 月，芯華章發布中國首台超百億門大容量硬體仿真系統桦敏 HuaEmu E1，在產品指标和技術先進性上可以媲美新思科技和楷登電子的相關技術產品，可滿足 150 億門以上芯片應用系統的驗證容量。謝仲輝對钛媒體 App 表示，成立三年來，如今芯華章 500 多名員工中的 80% 是高端研發人才，全部專注的投入在數字前端驗證領網域，使芯華章建立了完整的數字驗證全流程工具平台，完成數字驗證階段的突破，給用户提供針對數字驗證階段的方案，更好地解決用户痛點、為用户創造更大的價值。
公開數據顯示，在研發投入方面，2021 年，全球 EDA 產業的研發投入為 46 億美元，而中國的研發投入僅為 2.7 億美元，占比僅為 6%。
" 研發投入高、競争激烈這些關鍵詞，不僅是放在 EDA 身上，幾乎現在中國所有高科技產業向上攀爬的過程中，都會面臨這些挑戰。這是中國要想實現產業更新所必須面對的問題，也是我們正在突破的難題。特别是產業發展和崛起的初期，更加需要從政策引導、到產業合作乃至資本支持等多放個方面協同努力。" 謝仲輝對钛媒體 App 表示。
謝仲輝強調，只有建立完善的國產 EDA 生态，才能更好地推動中國半導體與集成電路產業的更新。（本文首發钛媒體 App，作者｜林志佳）
