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搶挖美國人才 中國期望在EDA產業彎道超車
 

【作者: 盧傑瑞】   2021年03月05日 星期五

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晶片設計對於EDA工具有著很大的依賴,這也意味著EDA是是積體電路產業的根基技術。但目前中國EDA人才市場情況卻不容樂觀,因此如何培養EDA人才、以人才確保產業創新成為了業界關注的重點之一。


在晶片製造設計中,最重要的工具是EDA,沒有EDA,晶片工業就無法向前發展,EDA是晶片之母,被譽為晶片產業皇冠上的明珠,EDA軟體工具涵蓋了積體電路設計、佈線、驗證和模擬的各個方面,EDA作為高階CAD以及軟體設計的重要組成部分,也是最重要的行業最重要的工具。


因此晶片設計對於EDA工具有著很大的依賴,這也意味著EDA是是積體電路產業的根基技術。但目前EDA人才市場情況卻不容樂觀,因此如何培養EDA人才、以人才確保產業創新成為了業界關注的重點之一。


美中對峙 突顯中國EDA人才荒

美國政府對中國祭出技術輸出禁令後,讓中國驚覺需要全面構築自己的半導體技術,從軟體操作系統、晶片、數據庫、雲端服務、IoT標準生態等,大舉突破在半導體材料、設計、製造、封測等關鍵領域。


目前中國EDA人才相當匱乏,培養一個EDA人才不容易,從高校課題研究到能夠真正實踐從業,往往需要十年的時間。雖然中國共產黨的黨代表在2020年10月下旬開會討論其未來五年的經濟計劃時,半導體產業被定義成為重要的發展重點之一。但自行培育人才實在是緩不濟急,因為中國建立自有技術迫在眉睫,眼下只能靠人才挖角快速填補技術落差。


就像是2019年,美國商務部禁止華為在未經美國批准的情況下使用美國EDA工具製造商的軟體更新和技術支援,暴露了中國晶片製造生態系統的主要弱點。由於晶片製程技術的日益複雜,並且需要與EDA工具供應商密切合作,此舉大大削弱了華為晶片設計部門海思半導體技術的能力,並促使中國採取行動。



圖一 : 美國商務部禁止華為使用美國EDA工具製造商的軟體和技術支援,暴露了中國晶片製造生態系統的主要弱點。(source:海思)
圖一 : 美國商務部禁止華為使用美國EDA工具製造商的軟體和技術支援,暴露了中國晶片製造生態系統的主要弱點。(source:海思)

因此,包括用於設計集成電路、印刷電路板和其他電子系統的EDA工具領域,都是中國大舉招募美國晶片工具人才的目標,因此中國正積極的從Synopsys和Cadence挖角,期望打破美國對晶片設計工具這一關鍵領域近乎壟斷的控制地位。


例如,2019年9月所成立的三家新創公司X-Epic、上海和健和合肥Amedac,皆是聘請了Synopsys和Cadence 的高階管理菁英和工程師後所成立營運的。同時Synopsys也投資了一些股份。


知名EDA工具業者開始與中國交流技術人才

根據分析師的預測,未來7年,中國EDA工具市場將以12%的複合年增長率增長,是世界其他地區的兩倍。到2027年,中國的EDA市場規模將達到39億美元,而美國目前的市場規模為28億美元。如果將Cadence和Synopsys等公司排除在其產品的全球增長最快市場之外,就無法保持領先地位。


所以隨著美國和中國陷入長期的技術戰爭,整個中國晶片產業意識到在某些領域有著嚴重不足的缺失,他們絕對希望構建自己的晶片設計工具來替代當前所使用的軟體。


有業界人士分析,Synopsys相當清楚,從長遠來看華盛頓與北京之間的緊張關係,可能失去在中國的一些市場佔有,因此改變了一些策略,Synopsys在其中一些具有潛力的中國競爭對手中持有股份,以其保住市場。


因此,Synopsys於2017年為中國市場設立了1億美元的戰略投資基金,來擴大和中國晶片設計產業互動。Synopsys並沒有透露這些年來是否擴大了該基金的規模,還是對中國同行的投資是否屬於該基金範圍的一部分,也沒有評論中國的人才外流。


此外,Cadence也決定在南京建立中國半導體中心,以更好地服務於本地客戶並培養工程人才。Cadence已經承諾對該專案投資1億元人民幣。



圖二 :  X-Epic是中國的EDA新創公司,皆是聘請了Synopsys和Cadence 的高階管理菁英和工程師後所成立。(source: X-Epic)
圖二 : X-Epic是中國的EDA新創公司,皆是聘請了Synopsys和Cadence 的高階管理菁英和工程師後所成立。(source: X-Epic)

中國窮極一切全力發展EDA軟體

中國EDA軟體工具從80年代中後期開始,就在特定電子領域有不錯的發展,但對於整體整合方案的能力卻是相當薄弱。華大九天是中國唯一能夠提供全流程FPD設計解決方案的供應商,也取得大部分面板廠的使用。不過華大九天的強項並不是華為所需,因此對華為助益有限。


在中國市場,95%的EDA銷售額被Synopsys、Cadence、和Mentor三家公司瓜分,2019年中國的EDA市場達到5.8億美元,但中國本土企業的銷售額僅為6000萬美元。


因此多年來,中國的EDA技術在自有開發的程度上,仍舊停滯不前。這是因為EDA是人才密集型產業,需要尖端科技人才來進行研發。不過因為利益的吸引,中國產業的這些人才,不是被國外的EDA公司挖走,就是投身網路公司。


另一方面,即使逆流投入這一個產業,經過幾十年的打拼,EDA公司市值能到千億規模就已經算了不起了,而在中國的網路企業只需要3~5年,就能達到這個水準,因此資本也更願意投資於這些領域。


自20世紀80年代中後期中國開始對EDA的研發投入以來,在1993年開發出第一套EDA panda系統,隨後EDA產業的發展就曲折緩慢。中國自製EDA 最大的弱勢就是在數位電路領域。SoC設計主流程的EDA工具中,Synopsys與Cadence佔據絕大部分市場,特別是時序和功耗檢查,及定制兩個製程設計,完全由上述兩大廠壟斷,而這恰恰是華為極需的工具軟體。


另外,中國發展EDA的困難處則是人才不足,以世界級的EDA業者為例,Synopsys在全球就有7000多名的研發工程師,當中有5000多位是專注在EDA的研發。而目前中國約有1500人的EDA軟體發展工程師,但在中資EDA企業和研究單位工作的只有約300人,絕大部份工程師都是在外商工作。



圖三 : 新思科技2019在武漢設立全球研發中心,該中心座落於武漢東湖新技術開發區,是新思在海外首次投資建設的頂級研發中心。(source:新思)
圖三 : 新思科技2019在武漢設立全球研發中心,該中心座落於武漢東湖新技術開發區,是新思在海外首次投資建設的頂級研發中心。(source:新思)

過去幾年來,中國窮極一切力量建設世界一流的晶圓廠產能,而政府也正在籌集必要的資金以確保這一目標的實現,目前雖然已經趕上了14nm finFET的製程技術,且正研究7nm,並進一步發展自己的EUV能力,避免依賴西方國家的設備。


但仍然有一個巨大的問題點,就是中國IC設計產業仍舊依賴於美國EDA作為後端設計軟體。就現今的製程分工來看,當跨進14nm左右的製程,晶圓廠是無法獨自做到這一點,晶圓廠必須與EDA業者緊密合作。


這個時期,中國不能再能夠使用盜版工具,相反的,必須深賴EDA業者所提供的產品。因此,目前中國正在研究自己的EDA工具,目前雖然這些工具可能還不是很好,或者不能作為最佳設計來使用,就像製造一樣,必須從頭開始學習。


中國自有兩個主要的EDA本土廠商,分別是2009年成立的Empyrean Software和2002年成立的北京Cellixsoft,仍然無法與Synopsys和Cadence的產品匹敵。總部位於濟南的Primarius Technologies是由Cadence的一位前高階主管於2010年創立,但仍在努力追趕其美國競爭對手。


中國有效的吸引EDA技術人才流入

目前中國晶片設計產業已經開始出現越來越多全球EDA人才流入的現象,曾經與美國大型晶片設計EDA業者合作的專家或工程師,先後都加入了中國的EDA新創公司,因為他們認為這是千載難逢的機會。在過去,很少有人願意成立一家EDA公司,因為這是一個已經被例如Synopsys、Cadence、Mentor等巨大競爭者所瓜分的高度利基的市場,但是現在他們第一次看到了中國晶片設計的客戶對本地軟體的需求不斷增加。


X-Epic是由Synopsys中國公司前副總經理王禮賓所成立,邀請了Cadence的前副總裁林揚淳擔任科技總監,林揚淳在EDA工具方面擁有30多年的經驗。隨後,X-Epic又挖角了Cadence的另一位資深人士顏體儼加入公司,擔任研發副總裁。 而上海和建也宣布成功從Synopsys聘請了一位中國高階研發主管加入,這位高階主管在Synopsys工作了近二十年。


Synopsys在中國的高階人才不只受到X-Epic與上海和建強力挖角,Amedac也由Synopsys中國前副總裁倪捷成立,倪捷也在Synopsys工作了10年。但是和前述2家中國EDA新創公司所不同的是,倪捷公開邀請Synopsys投資Amedac,此外,目前Synopsys持有Amedac的20%以上股份,Synopsys的全球高級副總裁兼中國業務主席葛群更是Amedac的董事會成員之一。


結語

儘管半導體開發過程很複雜,進入EDA的障礙仍然很高。因此現階段中國只能透過與半導體製造商的交易結果積累專有技術。到目前為止,大多數人說中國在短期間很難追上全球EDA開發的腳步。不過相信中國將會把重點放在藉助美商主要高階主管的幫助下,讓中國EDA新創公司能有向前邁進的動力。


另一方面,也將透過吸引日本、韓國和台灣等人力資源來增強半導體生產技術。就像是過去吸引世界一流的LCD業者到中國投資,讓中國LCD面板和電視技術能夠快速成長起來。看起來似乎在EDA的領域也正進行經驗的複製中。


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