首页 > 文章 > 经济 > 产业研究

EDA三大厂停止与华为合作不致命 流片渠道是致命要害

铁流 · 2019-08-25 · 来源:铁君公众号
收藏( 评论( 字体: / /

  日前,当被问及华为和美国Synopsys、Cadence、Mentor三家EDA公司(提供芯片设计的工具)的合作时,华为轮值董事长徐直军坦言,大家都很清楚,这些公司都不能和我们合作了,但天下也不是只有他们。他还讲到,在历史上,即使没有工具,也可以生产出芯片,当然对我们有挑战,效率不会那么高了,也不会那么轻松了。英特尔70年代就生产CPU了,这些公司都还没有成立。

  媒体还报道,徐志军还表示,华为获得了ARM公司V8永久授权,对芯片设计没有影响。

  铁流认为,徐直军的表示充满了乐观主义精神,也有很强的安慰客户和大众,坚定公司内外信心的考量,EDA工具和ARM V8指令集授权的问题都不像他说的那么简单。

  什么是EDA工具

  EDA工具是电子设计自动化(Electronic Design Automation)的简称,是从计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助测试(CAT)和计算机辅助工程(CAE)的概念发展而来的。利用EDA工具,工程师将芯片的电路设计、性能分析、设计出IC版图的整个过程交由计算机自动处理完成。

  由于上世纪六十七年代,集成电路的复杂程度相对偏低,这使得工程师可以依靠手工完成集成电路的设计、布线等工作。但随着集成电路越来越复杂,完全依赖手工越来越不切实际,工程师们只好开始尝试将设计过程自动化,在1980年卡弗尔.米德和琳.康维发表的论文《超大规模集成电路系统导论》提出了通过编程语言来进行芯片设计的新思想,加上集成电路逻辑仿真、功能验证的工具的日益成熟,使得工程师们可以设计出集成度更高且更加复杂的芯片。

  1986年,硬件描述语言Verilog问世,Verilog语言是现在最流行的高级抽象设计语言。1987年,VHDL在美国国防部的资助下问世。这些硬件描述语言的问世助推了集成电路设计水平的提升。随后,根据这些语言规范产生的各种仿真系统迅速被推出,这使得设计人员可对设计的芯片进行直接仿真。随着技术的进步,设计项目可以在构建实际硬件电路之前进行仿真,芯片布线布局对人工设计的要求和出错率也不断降低。

  时至今日,尽管所用的语言和工具仍然不断在发展,但是通过编程语言来设计、验证电路预期行为,利用工具软件综合得到低抽象级物理设计的这种途径,仍然是数字集成电路设计的基础。一位从事CPU设计的工程师表示,“在没有EDA工具之前,搞电路要靠人手工,对于大规模集成电路有上亿晶体管的设计用手工简直是不可为的......可以说有了EDA工具,才有了超大规模集成电路设计的可能”。

  三大厂垄断EDA工具

  中国半导体行业协会IC设计分会理事长、清华大学微电子所所长魏少军曾表示,“我们要改变以往那种使用先进工艺就代表是先进水平的错误认识,Intel用0.13微米工艺能作出2GHz而我们要用45nm才能实现,这就是差距...... 快速提升我们自己的IC基础设计能力迫在眉睫,这是改变目前中国IC设计业严重依赖EDA工具和制造工艺才能实现芯片性能提升的根本途径,而依赖并滥用IP则导致了中国SoC设计的同质化”。

  清华大学微电子所所长魏少军提到的“依赖并滥用IP则导致了中国SoC设计的同质化”指的是国内众多IC设计公司大多依赖于ARM的IP授权开发SOC,由于都是购买ARM的Cortex A53、A72、A73等产品,同质化是必然的。

  “中国IC设计业严重依赖EDA工具和制造工艺才能实现芯片性能提升的根本途径”指的是很多中国国产SOC/CPU性能的提升严重依赖于购买更好的EDA工具和采用更好的制造工艺。对于依赖更好的制造工艺和严重依赖国外IP,因不属于本文范围不做讨论,重点说下中国在EDA工具上完全依赖国外产品。

  EDA软件方面早已形成了三巨头——Synopsys、Cadence、Mentor。Synopsys是EDA三巨头之首。国内从事EDA软件开发的华大九天和这三家现在不是一个数量级的。诚然,华大九天也想在某些点工具上做些突破,但就整体技术实力而言差距很大。

  目前,国内根本没有深亚微米的EDA成体系的设计平台。正是因为国内从事EDA工具开发的公司在Synopsys、Cadence、Mentor面前实力过于悬殊,国内IC设计公司几乎100%采用国外EDA工具。而且在一段时间里,看不到缩小和Synopsys、Cadence、Mentor技术差距的可能性。

  EDA停止授权风险和影响

  徐志军表示:“在历史上,即使没有工具,也可以生产出芯片,当然对我们有挑战,效率不会那么高了,也不会那么轻松了。英特尔70年代就生产CPU了,这些公司都还没有成立”。

  诚然,英特尔在70年代可以不依赖Synopsys、Cadence、Mentor的工具设计和制造芯片,但问题是,英特尔在70年代设计和制造的是性能异常差的芯片,性能差到什么程度呢?

  想必大家对童年时代的386、486、586学习机还有印象吧,在1980年,英特尔推出了80186处理器。考量到摩尔定律的客观存在,在70年代,英特尔依靠人工只能完成性能不及186处理器几分之一乃至几十分之一的处理器。

  这种处理器性能堪称古董中的古董,华为如果学习70年代的英特尔模式,基本就只能做这种处理器的。华为这种产品基本除了留下几片进博物馆之外,其他的芯片基本可以直接进废品收购站。

  还必须指出的是,华为只做Fabless,做SoC设计,关键IP购买自ARM,代工依赖台积电,不可能像英特尔那样一条龙打通。因而要融入西方国家制定的标准流程,因而EDA工具是必不可缺的。

  正如那位从事CPU设计的工程师表示,“在没有EDA工具之前,搞电路要靠人手工,对于大规模集成电路有上亿晶体管的设计用手工简直是不可为的......可以说有了EDA工具,才有了超大规模集成电路设计的可能”。

  那么,国内有没有EDA厂商呢,还真有,比如华大九天,但差距和三大厂太大,只有点工具,根本顶不上去。

  徐志军的表态很显然是为了安慰市场情绪说瞎话。

  不过,EDA工具并非致命的卡脖子关口,其实也有应对手段,那就是用XX版的。只不过用XX版的EDA工具可能会影响企业名声,以及无法升级制造工艺了。

  考虑到摩尔定律已经放缓,无法使用更好工艺的负面影响就被降低了。

  台积电才是关键命门

  在采访中,仿佛EDA是命门,诚然,如果不考虑XX版的因素,确实挺麻烦,但真的不要脸起来,依靠XX版还是可以过日子的。

  其实,华为真正的命门不在EDA,而在台积电。

  以华为的ARM芯片来说。徐直军表示拥有ARM V8永久授权。就IP授权来说,如果禁令严格执行,新的CPU核与GPU核,ARM肯定是不能卖的。就指令集授权的问题,有很多种解读,由于懂CPU的不懂法律,懂法律的不懂CPU,一直没有定论。

  铁流听到两种观点,一种如徐直军所言。另一种是法律界朋友的说法,诚然,这仅是一家之言,仅供参考。

  这位朋友表示,商业行为不能违背国家法律,违背主权国家法律的商业合同自始无效。而知识产权,标准认证这些都在美国出口管制法律的范畴内,而ARM指令集授权恰恰就是标准认证。台积电在代工ARM芯片时有一个环节,就是需要ARM确认,因为这涉及到分账——即便是指令集授权,依然要向arm支付“ARM税”,这也是苹果公司在A7处理器之后走上了独立设计的道路,依然要向ARM支付“ARM税”,而且“ARM税”的金额随着苹果手机和平板的热销水涨船高。

  由于涉及到ARM标准认证,违反美国出口管制法律。在违反主权国家法律的情况下,还要看该国有没有管辖权。

  就美国长臂管辖来说,条件是使用美国技术高于25%美国就有管辖权。此前台积电也表示使用美国技术低于25%。但问题在于25%这个比例是如何计算的,由于台积电的设备大量来自ASML、应用材料,科林、科垒,采购设备的时候都是签了协议的。

  一些工艺和技术也需要西方授权或合作开发,一旦美国进一步施压,“严格”美国技术的比例,台积电很可能像制裁中兴那次那样顶不住压力,拒绝接单。

  一旦发生这种情况,华为的ARM芯片将全面休克。

  铁流认为,川普是在打王八拳,虽然各种“梭哈”看起来气势汹汹,但根本打不到要害。因而铁流一直认为川普其实是以中兴和华为作为“人质”,要求中国拿真金白银来换。此前两国领导G20碰面后,川普宣布松绑华为,中国宣布开放金融、铁路和矿产,铁流觉得有点像交易。只不过川普胃口大,经常话说了又不算,继续漫天要价。

  另外,此前台积电一直给华为代工,一方面可能是中兴事件后大陆吸取教训统战的成果,也有可能是台积电为了商业利益装瞎赚钱。其实,不少体制内单位不少芯片就是通过某种方式,在台积电流片的。按照西方一贯的做法,是不能给这些用在特殊装备的芯片提供代工服务的,但结果却是,台积电装瞎赚钱,还养活了不少处于灰色地带的中间人。但这种形态不是常态,一旦川普认清局势,对台积电施加高压,以台湾当局“崇美媚日”的本性,华为的流片渠道不容乐观。

  也许有人说,台积电不接单,不是还有中芯国际么。先不提中芯国际在技术上和台积电有不小差距。上次制裁中兴时候,台积电不接单,中兴找了大陆两家数一数二的晶圆厂,结果这两家厂商也不敢接单,原因就在于采购国外设备的时候签了各种限制性协议。

  不过,这也不能全怪境内晶圆厂“缺钙”,再往上推一步,问题还是出在国产半导体设备不如欧美。应用材料、ASML、东京电子、科林、科垒等美欧日厂商占据统治地位,国内设备厂商虽然在局部有亮点,但总体上步履维艰。

  EDA和流片渠道需要大陆厂商携手共进

  EDA工具和国外差距大,一方面固然有国外起步早的先发优势。另一方面,也需要整个产业链携手共进。使用XX版EDA工具只是权宜之计。国内单位应对正视问题,齐心协力一起把国产EDA工具一点一点做强。

  开发出性能优越的EDA工具,一方面要有良好的算法,这对数学要求很高。而由于数学这类纯理论不赚钱,很多数学人才纷纷改行去来钱快的行业。另一方面需要和工艺相结合。

  虽然在算法方面有可能取得一定的技术突破,但EDA设计的后端工具要和工艺相结合,但国内自主工艺很少有深亚微米的工艺。目前境内晶圆厂最先进的工艺线都是引进的,还签署一定限制条款。

  正如国家要发展必然离不开完善的基础建设,这是发展的基础,EDA工具的研发进步就需要国内自主研发的制造工艺做基础,由于没有自主研发的先进制造工艺,所以和工艺结合的那部分就根本不可能取得技术突破。

  那如果有了自主研发的先进工艺,就能够开发出良好的EDA工具了么?事情没这么简单。即便有了自主研发的先进工艺,撇开工艺结合,光在算法技术上和国外三巨头的差距也很远。而且算法和工艺相结合很难,需要非常高深的数学理论,这是目前国内很难做到的。

  另外,技术发展也离不开商业因素,愿意采购华大九天产品的公司相对偏少,而EDA工具的成熟,离不开IC设计公司的大规模应用。在国外三巨头占有统治地位的情况下,会导致国产EDA陷入恶性循环——产品有差距导致客户少,客户少加剧产品差距。就国产EDA工具而言,短期还看不到赶超西方的可能性。

  因此,国产EDA工具的成长和发展,必须依赖IC设计、IC制造单位或公司的鼎立协助,只有大家协同形成合力,才有希望追赶国外EDA三大厂。这个过程会比较慢,可能很多年才能实现。

  流片渠道也是类似,当下境内晶圆厂的先进工艺是引进的,设备大多从外商购买,这使其遭遇政治风险时,没准又会“缺钙”。要解决这个问题,也需要国内半导体设备厂商、设计厂商和制造厂商共同努力,在一些对性能要求不高的芯片上,以牺牲芯片性能为代价,换取国产化含金量,建设红色产业链,实现独立自主,自立根生。

声明:文章仅代表作者个人观点,不代表本站观点——乌有之乡 责任编辑:晨钟

欢迎扫描下方二维码,订阅乌有之乡网刊微信(wyzxwk101)

收藏

心情表态

今日头条

点击排行

  • 两日热点
  • 一周热点
  • 一月热点
  • 心情
  1. 中共中央关于张国焘问题的历史决议,哪个可以推翻?
  2. 《特赦1959》的遗憾,辽沈战役战俘去哪儿了,廖耀湘几乎没戏
  3. 好人难做,中国好人更难做……根子在哪里?
  4. 讲道理,我真的不“仇富”
  5. 再说“八·二三”炮战
  6. 钟声的徒弟:国企改革与国家性质!“不退”!
  7. 张志坤:抗击美国霸权的基本经验
  8. 莫言是鲁迅精神的传承者吗
  9. 需要平均地权,在香港确立中共法统
  10. 郭松民 | 党史辨析:关于“柏露会议”争论的几点考证
  1. 李嘉诚们才是中国最强大的敌人
  2. 罗援将军评《古田军号》,最后重锤砸向——“但是”!
  3. 黄维为什么顽固拒绝改造?《特赦1959》隐瞒了一个重要的事实
  4. 香港终于唱响正能量,法官却突然开始表演!
  5. 深圳要成为香港的社会主义示范区,还有多少路要走?
  6. “香港市民”李嘉诚
  7. 郑彪:对李嘉诚先生关于香港声明的初步判断
  8. 老田 | 把所有错误推给毛泽东——为什么“西路军失败”又重新成为一个问题了
  9. 沉默的大多数背后才是真实的社会
  10. 中共中央关于张国焘问题的历史决议,哪个可以推翻?
  1. 香港问题,我们原来的认识可能都错了!
  2. 宪之:港乱收局的几个可能与得失评估
  3. 外媒:个别中国女孩见到老外就变得骚浪贱?
  4. 一篇34年前批评刘亚洲的文章
  5. 香港“四大家族”为什么集体沉默
  6. 从国家战略的高度认识和处理香港问题
  7. 胡澄:香港,是中国共产党的---!
  8. 熊蕾:不允许香港对社会主义中国构成任何政治威胁
  9. 宋鸿兵香港问题深度解析
  10. 李嘉诚去哪了?
  1. “小题”大作:毛主席为山区盐价高几分专门作批示
  2. 阿拉伯各国共产党在贝鲁特举行会议
  3. 李嘉诚们才是中国最强大的敌人
  4. 罗援将军评《古田军号》,最后重锤砸向——“但是”!
  5. 好人难做,中国好人更难做……根子在哪里?
  6. 人傻钱多,速来北大——外国留学渣可领取47万全额奖学金!