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電子設(shè)計自動化（EDA）行業(yè)是一個成熟行業(yè)，但同時也是一個不斷變化的行業(yè)。每個工藝節(jié)點和封裝技術(shù)的進步都對現(xiàn)有工具提出了新的要求和限制。此外，設(shè)計問題和范式的變化也改變了設(shè)計團隊的工作方式和目標。

對于一個相對較小的行業(yè)來說，EDA在研發(fā)方面的投資需求巨大。在行業(yè)早期，大部分研發(fā)工作是在大學或初創(chuàng)公司中完成的。但在20世紀90年代和21世紀初的艱難歲月里，隨著設(shè)計項目數(shù)量迅速下降，行業(yè)萎縮至僅剩幾個大型玩家。幾乎所有的初創(chuàng)公司要么倒閉，要么被收購，創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)消失殆盡。

同時，在這一時期，問題陳述也開始演變。“20年前，當EDA行業(yè)已經(jīng)存在40年時，它就已經(jīng)是一個成熟的業(yè)務(wù)了，”Quadric公司首席營銷官Steve Roddy表示，“20年前和現(xiàn)在的區(qū)別在于EDA工具本身的復(fù)雜性和互聯(lián)性。20年前，用戶可以為設(shè)計流程的每個主要步驟挑選最佳的‘點工具’，至少在復(fù)雜的數(shù)字系統(tǒng)級芯片（SoC）領(lǐng)域是如此。”

隨著半導體行業(yè)的再次變化，它現(xiàn)在需要更多的專業(yè)化，這也導致了設(shè)計項目數(shù)量的反彈。最復(fù)雜的設(shè)計所需的電路超過了單個芯片所能容納的范圍，這導致了制造工藝的重大變化。隨著問題領(lǐng)域的轉(zhuǎn)變，行業(yè)發(fā)現(xiàn)自己無法做出充分應(yīng)對。這反過來又激發(fā)了更多的內(nèi)部創(chuàng)新，但這些創(chuàng)新仍然無法完全填補空白。

在其他行業(yè)，這一問題可能會通過新興初創(chuàng)公司的出現(xiàn)來解決。但這些行業(yè)的失敗成本并不相同。如果一個芯片失敗，其財務(wù)和機會成本可能是巨大的。“半導體行業(yè)之所以保守，是因為將新芯片或產(chǎn)品推向市場需要大量的資本支出，”Innergy Systems公司創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Ninad Huilgol表示，“犯錯的懲罰很高。這導致利益相關(guān)者在做決策時非常謹慎，而這可能意味著新工具的銷售周期更長。這意味著產(chǎn)品具有粘性，而且更難考慮替代解決方案。”

這對初創(chuàng)公司和老牌企業(yè)來說都是一個問題。老牌企業(yè)更傾向于關(guān)注更容易部署的漸進式創(chuàng)新。它們投資于總可尋址市場最大、盈利時間最快的領(lǐng)域。“核心EDA技術(shù)受到了主要EDA公司的大量開發(fā)關(guān)注，這使得初創(chuàng)公司難以涉足，”西門子EDA技術(shù)解決方案銷售副總裁Paul Brownlee表示，“傳統(tǒng)上，初創(chuàng)公司專注于利基市場和新開發(fā)應(yīng)用，這些應(yīng)用與這些核心EDA技術(shù)相輔相成。”

但這使初創(chuàng)公司的問題更加嚴重。“初創(chuàng)公司不僅要應(yīng)對技術(shù)挑戰(zhàn)，還要說服保守的行業(yè)參與者采用新解決方案，”Rise Design Automation公司聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Badru Agarwala表示，“這可能是一個緩慢而艱難的過程。”

初創(chuàng)公司獨立成功的幾率很低。“大多數(shù)集成電路（IC）和系統(tǒng)公司都限制自己對EDA初創(chuàng)公司的投資和依賴程度，”西門子的Brownlee表示，“這意味著許多初創(chuàng)公司只有在被大型玩家收購后才能實現(xiàn)規(guī)模化發(fā)展。”

但這并沒有削弱它們的重要性。“如果你看看整個生態(tài)系統(tǒng)——學術(shù)界、初創(chuàng)公司、中型公司、大型EDA公司和半導體公司——我們在這個團隊中扮演著不同的角色，每個角色都至關(guān)重要，”Cadence公司戰(zhàn)略與新業(yè)務(wù)集團總監(jiān)Rob Knoth表示，“初創(chuàng)公司真的非常關(guān)鍵，因為它們傳統(tǒng)上會承擔不同的風險，這種認真程度是團隊中其他玩家無法比擬的。”

這影響著每一個人。“EDA初創(chuàng)公司的成功越少，意味著潛在企業(yè)家的參與度越低，創(chuàng)新也越少，”Innergy的Huilgol表示，“大型EDA公司因不得不更多地依賴內(nèi)部開發(fā)的解決方案而受到影響。這也影響了它們的估值，因為華爾街正在尋找由新的、創(chuàng)新的解決方案驅(qū)動的更快收入增長。”

如今，正在發(fā)生幾項變化。首先，新的關(guān)注點在于系統(tǒng)而非硅。系統(tǒng)市場從未有過封閉的工具市場。其次，更專業(yè)化的設(shè)計可能會導致工具市場更加碎片化，使初創(chuàng)公司相比需要在看到更大的市場機會后才會投資的大型EDA公司具有優(yōu)勢。

創(chuàng)新鏈

曾經(jīng)作為EDA創(chuàng)新肥沃土壤的大學研究，其對行業(yè)的影響力也有所下降。“這一轉(zhuǎn)變部分是由于資金減少，以及將學術(shù)研究轉(zhuǎn)化為可行商業(yè)產(chǎn)品的復(fù)雜性和時間增加，”Rise的Agarwala表示，“學術(shù)研究與初創(chuàng)公司之間的聯(lián)系日益減弱，這可能是當前創(chuàng)新差距的原因之一。此外，我們還看到，學術(shù)界培養(yǎng)的新人才正涌向軟件領(lǐng)域，利用開源進行創(chuàng)新，而軟件領(lǐng)域具有更大的潛在市場，收購目標/估值非常高。”

從大學走向初創(chuàng)公司需要資金。“考慮到EDA業(yè)務(wù)的整體規(guī)模一直在穩(wěn)步增長，但仍只有數(shù)十億美元的總收入，想想進入EDA業(yè)務(wù)所需的前期技術(shù)投資規(guī)模之大，”Quadric的Roddy表示，“有多少風險投資家愿意為創(chuàng)業(yè)者提供數(shù)億美元的初創(chuàng)資本，而最終可能只贏得不到100億美元市場中的一小部分。此外，退出路徑僅限于賣給三大行業(yè)巨頭之一。或者，有無數(shù)的SaaS和AI公司也在爭取同樣的風險投資美元，它們熱衷于快速實現(xiàn)數(shù)十億美元甚至更多收入的潛力，而這樣的市場規(guī)模達到1000億美元甚至更多。在2024年創(chuàng)辦一家EDA公司確實是一項艱巨的任務(wù)。”

Innergy的Huilgol對此表示贊同。“即使在今天，投資者在聽到過去幾年半導體再次成為熱門話題后，對投資EDA仍然非常謹慎。理由是EDA市場規(guī)模小，銷售周期長，而且不被認為很吸引人。因此，在EDA領(lǐng)域籌集資金很困難，這意味著初創(chuàng)公司真的很難起步。雖然任何行業(yè)都需要市場驗證，但在EDA領(lǐng)域，獲得客戶的青睞尤其重要。”

從大學出來的初創(chuàng)公司還面臨著另一個巨大的障礙。“在銷售和營銷方面，行業(yè)老手幾十年來一直在與領(lǐng)導者交談，”Rise的聯(lián)合創(chuàng)始人Allan Klinck表示，“我們了解問題，我們了解遇到問題的人，我們了解解決方案，我們了解行業(yè)的變化。如果你沒有現(xiàn)成的網(wǎng)絡(luò)，那將非常困難。即使你有一個好主意，要將其部署到大公司也非常困難。這幾乎是不可能的。”

但是，半導體設(shè)計中的變化足夠多，為開辟一些新的機遇提供了可能。“隨著3D-IC的出現(xiàn)，市場已經(jīng)發(fā)生了轉(zhuǎn)變，”Ansys公司產(chǎn)品營銷總監(jiān)Marc Swinnen表示，“正在向系統(tǒng)領(lǐng)域發(fā)展，帶來了大量的活力和新功能。3D-IC打開了許多傳統(tǒng)上不屬于EDA的領(lǐng)域，比如麥克斯韋方程求解器。它曾經(jīng)只用于天線和雷達設(shè)計，現(xiàn)在被用于分析芯片。它被用于中介層和3D-IC，對大型中介層結(jié)構(gòu)進行電磁分析。這為大學的研究開辟了新的領(lǐng)域。”

此外，還有可能為大學提供框架，讓它們在其中進行創(chuàng)新。“我們通過高級綜合和開放的中間表示（IR）來培養(yǎng)一個協(xié)作生態(tài)系統(tǒng)，”Agarwala表示，“這允許來自各個領(lǐng)域的用戶和合作伙伴——包括學術(shù)界、初創(chuàng)公司和老牌企業(yè)——在真實場景中試驗和驗證他們的想法。他們可以探索添加設(shè)計功能、開發(fā)新的領(lǐng)域特定語言，甚至從自己的工具中生成IR，以充分實現(xiàn)硬件實現(xiàn)的好處。這種方法使他們能夠?qū)Ｗ⒂谧约旱膶I(yè)領(lǐng)域，同時加速創(chuàng)新過程。”

盡管如此，雖然這可能會催生更多的初創(chuàng)公司，但它只解決了部分問題。初創(chuàng)公司仍然需要找到一種方法，成長到足夠大的規(guī)模，以獲得可觀的價值。“前三大EDA公司的規(guī)模確實使得初創(chuàng)公司難以產(chǎn)生足夠的收入，從而在整個大局中產(chǎn)生有意義的影響，”西門子的Brownlee表示，“初創(chuàng)公司需要關(guān)注相鄰領(lǐng)域和令人信服的空白，而不是建造一個更好的捕鼠器。在創(chuàng)新方面，大型EDA公司仍然會做出自制或購買的決定，而購買的決定往往涉及在已建立EDA公司核心能力領(lǐng)域之外的、經(jīng)過驗證的初創(chuàng)公司。”

新問題，新機遇

盡管如此，變化創(chuàng)造了機遇。“你需要解決大玩家尚未解決的問題，或者擁有他們沒有的獨特技術(shù)，”Agarwala表示，“你還需要能夠?qū)⑵鋷Ыo已經(jīng)建立了流程和工作流的客戶，你的技術(shù)必須既適應(yīng)這些流程和工作流，又對其進行改進。理想情況下，它應(yīng)該是推動半導體行業(yè)增長所需要解決的問題。”

這通常意味著要找出弱點。“只有當初創(chuàng)公司做出與現(xiàn)有解決方案不同或更好的事情時，才有意義，”Verific Design Automation公司首席運營官Michiel Ligthart表示，“它們需要具有顛覆性。最近，國際貿(mào)易關(guān)系成為了一個驅(qū)動因素，我們在過去五年中看到中國EDA初創(chuàng)公司的數(shù)量突然增加。競爭也促進了創(chuàng)新。”

創(chuàng)新正在不同于過去的地方發(fā)生。“人工智能革命正在重新注入我們失去的一些魔力，并為新的初創(chuàng)公司創(chuàng)造土壤，”Cadence的Knoth表示，“我看到我們的一些大型合作伙伴正在這樣做，他們真正在推動人工智能在半導體領(lǐng)域所能做到的極限。這些商業(yè)公司中的一些正在引進研究人員，引進更多類似初創(chuàng)公司的想法。這并沒有消除對初創(chuàng)公司的需求。初創(chuàng)公司仍然是工程師鍛造的熔爐，這是非常重要的。僅僅將它們嵌入到EDA公司或半導體公司內(nèi)部，是無法復(fù)制這種熔爐的，但這確實有助于解決這個問題。”

初創(chuàng)公司往往更加靈活。“初創(chuàng)公司可以非常靈活，可以更快地開發(fā)和融入新技術(shù)，創(chuàng)造新的架構(gòu)，”Agarwala表示，“這種靈活、快速和解決復(fù)雜挑戰(zhàn)的能力是獨特的，而且往往需要初創(chuàng)公司的環(huán)境。”

然而，可能需要重置期望。“在數(shù)字設(shè)計方面，大家都同意同一種做事方式，但在模擬設(shè)計方面，有大量的事情需要做，”Ansys的Swinnen表示，“范圍如此廣泛，一家公司不可能擁有所有的部分。有這樣一個完整的生態(tài)系統(tǒng)，小本經(jīng)營的商店開發(fā)出用于分析史密斯圓圖等的小型實用程序。只需要一兩名開發(fā)人員開發(fā)，他們就可以將其賣給所有的射頻工程師，從而做成一筆不錯的小生意。我假設(shè)Cadence對進入那個微小市場不感興趣，但它們可以通過（Cadence的）SKILL為客戶提供服務(wù)，在那里你可以獲得這些實用程序，并將它們集成到工具中。這表明這樣的系統(tǒng)在EDA中是存在且可行的，而SKILL使其成為可能。”

接口使許多事情成為可能。“接口對創(chuàng)新很重要，但接口會減慢速度，”Knoth表示，“接口會有損失。有準確性損失、速度損失，以及各種問題，但它們?nèi)匀恢陵P(guān)重要。但我們不應(yīng)該希望過去重現(xiàn)。我們應(yīng)該看看我們現(xiàn)在在哪里，并展望未來，以過去為指引。”

我們依靠大學進行創(chuàng)新。“我們需要重新點燃大學中合作和成長的努力，以幫助解決我們看到的新人才嚴重短缺的問題，”Agarwala表示，“行業(yè)必須探索新的方式來促進創(chuàng)新，這包括大學和初創(chuàng)公司。在大型EDA公司、初創(chuàng)公司和學術(shù)界之間建立合作伙伴關(guān)系。

來源：EETOP編譯整理自semiengineering