自2016年以來的這一波景氣周期已經(jīng)持續(xù)了兩年左右，市場調研機構IC Insights最新預測，2018年全球半導體增長仍將維持兩位數(shù)，銷售額有望突破5000億美元。從歷史數(shù)據(jù)來看，雖然半導體有明顯的波動周期，但平均增長率還是遠高于全球GDP增長率，過去三十年，全球GDP增長了4倍，而半導體市場規(guī)模增長超過10倍。華登國際投資合伙人容志誠表示，半導體相對GDP的高增長還將延續(xù)，到2030年“全球半導體市場規(guī)模將達一萬億美元，占全球GDP的比例將從2018年的0.5%提升到1%。”

華登國際投資合伙人容志誠

不過，全球半導體生態(tài)發(fā)展極其不均衡，作為全球最大的電子制造基地，中國的芯片供應仍有大半需要依靠國外，如容志誠在2018中國（成都）半導體生態(tài)合作峰會上演講時提到，2017年中國集成電路進口額為2600億美元，占全球集成電路總產(chǎn)值過半。事實上，如果從整個產(chǎn)業(yè)生態(tài)來看，芯片的自給率并不是最低，半導體產(chǎn)業(yè)上游的開發(fā)驗證工具、材料與設備等，國內都很落后。以工具為例，國內EDA市場95%以上被外資占據(jù)，“三大EDA廠商占國內超過90%的市場份額，剩下的市場還有ANSYS等這種國外公司來分，”華大九天董事長劉偉平告訴TechSugar，國內廠商的市場份額需要一點一點地從國外廠商手中去搶。

局部突破

從國內EDA行業(yè)發(fā)展，可以管窺整個半導體產(chǎn)業(yè)生態(tài)。前身是華大集團EDA部門的華大九天，雖然2009年才成立公司，但在EDA行業(yè)的經(jīng)驗，可以追溯到1980年代的熊貓系統(tǒng)，在國家正式啟動EDA系統(tǒng)開發(fā)時，華大九天團隊就已經(jīng)參與進去。“從熊貓EDA到現(xiàn)在已經(jīng)有30年，一方面扎根EDA是蠻艱辛的一個過程，另外一個方面，我們做得也不夠理想，到今天才有一點小成果出來，離產(chǎn)業(yè)界期望還很遠。”劉偉平說道。

華大九天董事長劉偉平

華大九天的成果，主要體現(xiàn)在三方面。首先，華大九天有一套完整的模擬電路（或者說全定制電路）設計平臺。“做模擬電路設計，用我們這套系統(tǒng)，基本可以從頭到尾做下來，”劉偉平表示，華大九天的模擬設計平臺上電路仿真模擬工具（Spice）性能非常出色，比三巨頭的工具還要“快很多，性能好很多，客戶用了我們的產(chǎn)品之后很驚訝。”

第二，華大九天為SoC設計提供優(yōu)化工具平臺。不像在模擬與混合信號領域有全流程工具，華大九天的數(shù)字電路工具尚不完整，不過華大九天可以提供優(yōu)化平臺，為用戶設計完成時序與功耗優(yōu)化，“這套平臺有很多想法與概念是我們最早在產(chǎn)業(yè)里面提出來的，現(xiàn)在一些國外大公司，也開始采用類似的概念來實現(xiàn)。這套工具我們做得還不錯，國內市場占到80%。”

第三，華大九天有針對顯示器面板的全流程設計工具。“面板要用薄膜晶體管來控制每個像素的工作狀態(tài)，所以面板是一個大的晶體管陣列結構形態(tài)，有點像存儲器的結構，這個市場比較特殊，全世界就華大九天專門針對這個市場做了全流程工具。京東方、華星光電、熊貓、彩虹、天馬、惠科，還有維信諾，以及群創(chuàng)、友達等都是我們的客戶。”

差距在哪里

雖然在局部形成了突破，但與全球領先的三大EDA廠商相比，國產(chǎn)EDA廠商差距非常大，而且差距并不只是體現(xiàn)在銷售額上，用劉偉平的話說，國內EDA廠商還“沒有能力全面支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展。”

相比三巨頭，國內廠商第一個短板就是工具不夠全。劉偉平介紹，只看集成電路產(chǎn)業(yè)所需的EDA工具，華大九天已有的產(chǎn)品線占集成電路所需工具的三分之一左右。“還有三分之二的東西我們沒有，這是最大的問題，”劉偉平呼吁，在補齊工具鏈方面，國內廠商應相互配合，一起把工具做全，“如果做不全，就沒有能力支撐產(chǎn)業(yè)。”

其次，國內EDA廠商與先進工藝結合比較弱。“設計與工藝對接的紐帶就是EDA，如果EDA和工藝結合不夠好，就很難起到紐帶的作用。”劉偉平解釋道。在與工藝結合方面，三大EDA公司有天然優(yōu)勢，它們在新工藝開發(fā)階段就與晶圓制造廠合作，因此對工藝理解很到位，反過來可以更好地改進工具以支持先進工藝，而國內EDA廠商只能在工藝開發(fā)完以后拿到部分數(shù)據(jù)。另外，EDA工具與工藝結合的重要支撐是工藝設計套件（PDK）。作為工具基于工藝開發(fā)的一整套基礎支撐環(huán)境，PDK包含了器件的模型、結構、設計規(guī)則檢查以及庫等，開發(fā)非常復雜，需要較大投入，目前國內EDA廠商都比較缺乏PDK基礎。國內EDA產(chǎn)業(yè)與先進工藝結合不夠的原因，與中國整個半導體生態(tài)不夠成熟直接相關，“我們的生產(chǎn)技術還在突破14納米，人家都已經(jīng)做到7納米了。”

第三個因素是缺人。據(jù)劉偉平估算，國內做EDA研發(fā)的人大約有1500人，其中約有1200人在國際EDA公司的中國研發(fā)中心工作，真正為本土EDA做研發(fā)的人員，只有300人左右。“我們有150個人，國內還有還有一些小的EDA公司，以及高校與研究所，總共只有300人，全球最大的EDA公司，研發(fā)人員大約有7000人，其中5000多人做EDA工具。”劉偉平強調，人才缺乏是所有問題的根本，“幾十倍的差距，力量對比懸殊！”

缺人背后的主要原因是投入不足。劉偉平算了一下，從成立到現(xiàn)在，近十年時間，華大九天總投入不到5億人民幣，而“全球最大的EDA公司一個月投入就是5億，一年投入11億美元，差距確實很大。”投入不足，在招人留人方面就難以發(fā)力。

變革思路

半導體產(chǎn)業(yè)鏈上每一個環(huán)節(jié)要想發(fā)展好，都離不開持續(xù)穩(wěn)定的投入。芯原微電子創(chuàng)始人、董事長、總裁兼CEO戴偉民就表示，京東方在成都的發(fā)展歷史表明，一個產(chǎn)業(yè)要想做成功，需要以穿越半導體波動周期的眼光來定戰(zhàn)略，在執(zhí)行環(huán)節(jié)，更要以極大的勇氣與耐心去看待市場波動，不能遇到困難就半途而廢。他特意指出，在更換管理層之后，市場上有傳聞稱格芯（GlobalFoundries）將放棄在FD-SOI工藝上繼續(xù)投入，實際情況并非如此，“格芯官網(wǎng)剛公布一則新聞，宣布FD-SOI已經(jīng)拿到的訂單金額超過20億美元。”戴偉民認為，發(fā)展FD-SOI工藝對于豐富國內半導體產(chǎn)業(yè)生態(tài)，增加設計公司工藝選擇機會，以及培育半導體自主供應鏈，都有比較重要的意義。

芯原微電子創(chuàng)始人、董事長、總裁兼CEO戴偉民

對EDA產(chǎn)業(yè)也是如此。華大九天成立還不到十年，但其在EDA領域的積累有三十年，前面二十幾年雖然弱小，但保留了種子，積蓄了力量，當產(chǎn)業(yè)大形勢轉好時，發(fā)展就開始提速。“去年EDA相關業(yè)務翻了一番，今年預計還會有40%到50%的增長，業(yè)務已經(jīng)逐步成長起來，進入了快速發(fā)展通道。”劉偉平說道。

限制產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度主要因素，不外乎人才、資金、技術專利布局及產(chǎn)業(yè)格局。資金方面，在政府支持與大基金帶動下，與前些年投入嚴重不足的局面相比有一定改善；技術布局方面，除了自主研發(fā)，與國外公司進行合作不可避免，包括必要的并購；在產(chǎn)業(yè)格局上，中國電子制造業(yè)對芯片自主可控的重要性已經(jīng)達成共識，如何提升供應鏈安全性是全產(chǎn)業(yè)的問題，下游產(chǎn)業(yè)需要在市場化機制下對上游關鍵環(huán)節(jié)進行扶植。

作為智力密集型產(chǎn)業(yè)，半導體歸根結底還是人才的競爭，中國工程師團隊基數(shù)很大，但與美國等發(fā)達地區(qū)相比，高級人才數(shù)量仍然偏少，而且相比互聯(lián)網(wǎng)等新興產(chǎn)業(yè)，電子半導體對年輕人才的吸引力在持續(xù)下降。在中西部地區(qū)設立研發(fā)中心，通過區(qū)域經(jīng)濟差異來形成對人才的吸引力是一種應對方法，但不是長久之計。對整個產(chǎn)業(yè)而言，要想發(fā)展好，就必須做好人才梯隊建設，沒有持續(xù)高質量人才輸入，沒有讓工程技術人員能夠安心長期開發(fā)技術的環(huán)境，產(chǎn)業(yè)即便一時繁榮，也是空中樓閣。