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设计成本激增,EDA是个大问题

2022-06-22 09:37:00

在IC设计公司眼中,降本是一个永不终止的目标。我们此前已经提到了降低设计成本的其中一种方式,那就是使用开源EDA,在OpenRoad这类开源项目的支持下,采用开源设计工具也已经实现了12nm芯片的成功流片。但对于现在不少商业设计公司来说,将其设计流程转成全开源EDA的话很可能转换成本更大,风险也更高,所以开源EDA目前大部分还是适合开源社区,而不适用于商业公司。

那么对于这些公司来说,如何减少EDA的成本就成了一个大问题。要知道,在当下设计芯片的成本可是在日益见长,但没有合适EDA工具的话,厂商又没办法评估其创新设计的SWaP和PPA。尽管一些公司的财报往往不会专门提及EDA成本,但在如今竞争加剧的半导体市场下,这笔成本已经不容忽视了。

不断增加的EDA成本

在设计创新和现代电子系统的严格规范要求下,这十年来IC设计的复杂程度也在随之攀升。对于Fabless的半导体公司来说,研发成本和生产制造成本除外,设计成本也是极其花烧钱的一环,尤其是规模较大的公司。比如在近期深圳市工业和信息化局发布的《集成电路专项扶植计划2022》中,就有一栏是专门为设计工具提供资助的。
集成电路专项扶持计划2022年设计工具购买支持项目/ 深圳市工业与信息化局

在这一扶持计划的申请指南中明确指出,对企业前年购买EDA设计工具实际发生费用的最高20%给予资助,每家最高不超过300万元。从上图可知,像国民技术、汇顶这等规模的厂商来说,花在EDA上的费用早已达到了千万级,汇顶更是直接拿到了资助上限。要知道在去年的扶持计划中,国民技术和汇顶两家收到的EDA资助分别为109.26万和88.02万,EDA成本的飙升可见一斑。

即便我们都说国产EDA在成本上有一定优势,但同样花费不小,以概伦电子公布的2021年财报为例,其主营业务的单家客户平均贡献已经达到了171.58万元,同比增长12.73%。足以看出在设计成本飙升之下,哪怕国产EDA厂商也不能免俗。不仅如此,初创半导体公司即便融资情况不错,也经不起多次流片失败,所以昂贵的EDA成本是必须付出的代价。

EDA上云真的能降本吗?

与此同时,EDA上云这个概念开始兴起,云端计算资源的灵活性给了IC设计公司一个高性价比的选项。不过从目前商用化的角度来看,EDA上云这条道路,还是新思、Cadence、西门子三巨头走得更远一些。无论是云服务厂商AWS、Azure、谷歌云,还是代工厂台积电、三星,以及Arm这类IP公司,或多或少都在与这几家EDA厂商合作,通过云端IC设计来缩短上市时间。这对于一些AI芯片公司来说可以说是吸引力极大,然而这个趋势在国内的进展似乎并不算快。
三星Safe云设计平台/ 三星
首先EDA上云面临的一大问题就是商业模式的转变,对于主要靠授权来盈利的EDA公司来说,他们需要与云服务厂商共同打造一个灵活的收费模式,就像云服务厂商的“按需付费”一样。其次,闷头上云不一定真能带来设计成本和效率的提升。反倒是混合云的架构,也就是一部分流程走云端,一部分流程仍留在本地的方式在IC设计公司看来更为稳妥。

EDA厂商本身的成本支出

这里还需要考虑到一环,那就是EDA公司。要想为客户降本,但又要保证自身的营收,这可不是一件易事,尤其是对于初创ED公司来说。EDA公司如今基本都开始走IP和软件授权两条路线,虽说这看起来像是毛利率百分百的项目,但算上运营、人力和研发成本,几家巨头EDA公司的净利率基本都在20%以上,可能这比不上台积电这样的代工巨头,但相较一般的IC设计公司来说,已经高出一截了。

研发投入更是这些EDA厂商支出的大头,像新思和Cadence等厂商研发费用率都在30%到40%之间,数额也是不可小觑。而这在技术相对落后的国产厂商身上更甚,以华大九天为例,其研发成本占比基本维持在50%左右。

人力成本就更加不用说了,现在国内不少EDA公司的高管很多都是从三巨头出来的,为了形成独到的竞争力,很多员工也是从这几家公司挖来的Fellow,一名优秀的EDA研发人才需要十数年的培养。要知道以上这些支出都是在不断增加的,目前靠着先进工艺、先进封装提高的设计成本,使得这些EDA厂商仍处于盈利上升期,但仍需要继续投入创新才能维持这一趋势。

再者就是竞争增加的成本支出,现在EDA市场存在三个趋势:新晋企业多,整合多,真正具有挑战巨头实力的少。近年来我们看到了不少新成立的EDA公司,整合的情况更是国内外都有,而且频率相当频繁,EDA初创企业往往有其专精,在特定方向的仿真、验证上有独到的优势,随后会被同样看中这一优势的EDA巨头给收购,除此之外,也有一些初创公司在急速扩张其实力的过程中,在资金充足的情况下也会吞并一些小EDA企业,比如去年收购了上海新致华桑的合见工软,就以此补全了其在FPGA原型验证上的空缺。

可以说,EDA的降本之路并不是我们大家想象得那么美好,在未来的一段时间里,我们仍将面临着设计成本上涨的问题,如果做好成本控制,提高设计效率,也将成为每个初创IC设计公司头疼的问题。

公司开源激增转换

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