摘要：电子设计自动化(EDA)行业是一个成熟的行业，但同时也是一个不断变化的行业。每个工艺节点和封装技术的进步，都会对现有工具提出新的要求和限制。此外，不断变化的设计问题和模式也会改变设计团队的运作方式以及他们需要实现的目标。

（本文编译自Semiconductor Engineering）

电子设计自动化(EDA)行业是一个成熟的行业，但同时也是一个不断变化的行业。每个工艺节点和封装技术的进步，都会对现有工具提出新的要求和限制。此外，不断变化的设计问题和模式也会改变设计团队的运作方式以及他们需要实现的目标。

对于一个规模相对较小的行业而言，EDA需要投入大量研发资金。在该行业的早期，大部分研发工作都是在大学或初创公司中完成的。但在20世纪90年代和21世纪的艰难时期，当新启动的设计项目数量急剧下降时，该行业只剩下少数几家大型企业。几乎所有初创公司要么倒闭，要么被收购。创新生态系统就此消失。

此外，在此期间，EDA领域面临的问题也开始演变。Quadric首席营销官Steve Roddy表示：“20年前，EDA已经有40年的历史，是一个成熟的行业。现在，它在大多数餐厅都能享受老年人折扣了。20年前和现在的差异，反映了EDA工具本身的复杂性和相互关联性。20年前，用户至少在复杂的数字片上系统（SoC）领域，可以针对设计流程的每一个主要步骤挑选最优秀的‘点工具’。”

随着半导体行业再次发生变化，如今它需要更高的专业化程度，这使得新启动的设计项目数量出现了转机。最复杂的设计所需的电路数量，已超出单个芯片所能承载的范围，这导致制造工艺发生了重大变化。随着问题空间的转变，该行业发现自身无法做出充分应对。反过来，这又刺激了更多的内部创新，但这些创新仍未能完全填补空白。

在其他行业，这个问题可以通过新的初创公司的涌现来解决。但那些行业的失败成本没有那么高。如果一款芯片研发失败，其财务和机会成本可能会非常高。“半导体行业之所以比较保守，是因为将新芯片或新产品推向市场需要巨额资本支出，”Innergy Systems创始人兼首席执行官Ninad Huilgol表示，“犯错的代价很高。这导致利益相关者需谨慎决策，这可能意味着新工具的销售周期可能会更长，也让现有产品很难被替代，要让人们考虑其他替代解决方案变得困难得多。”

这对初创公司和老牌企业来说都是个问题。老牌企业更倾向于专注于那些更容易应用的渐进式创新。他们投资于市场最大、盈利时间最快的领域。西门子EDA技术解决方案销售副总裁Paul Brownlee表示：“核心EDA技术受到了主要EDA公司大量的研发关注，这使得初创公司很难涉足这些领域。传统上，初创公司会专注于与这些核心EDA技术互补的小众和新兴开发应用领域。”

但这让初创公司面临的问题加倍了。Rise Design Automation联合创始人兼首席执行官Badru Agarwala表示：“初创企业不仅要应对技术挑战，还要说服保守的行业参与者采用新的解决方案。这可能是一个缓慢而艰巨的过程。”

EDA初创企业独立取得成功的概率极低。“大多数IC和系统公司都会限制对EDA初创公司的投资和依赖程度，”西门子的Brownlee说道，“这意味着许多初创公司只有在被大型公司收购后，才有可能扩大规模。”

但这并不会削弱它们的重要性。Cadence战略和新业务集团总监Rob Knoth表示：“纵观整个生态系统——学术界、初创公司、中型企业、大型EDA公司以及半导体公司——我们在这个团队中扮演着不同的角色，每个角色都至关重要。初创公司尤为关键，因为传统上他们会承担不同的风险，而且其认真程度是团队中其他参与者都无法比拟的。”

这会影响到每一个参与者。“EDA初创公司的成功率越低，意味着潜在创业者的参与度就越低，创新也就越少，”Innergy的Huilgol说道，“大型EDA公司会受到很大影响，因为他们不得不更多地依赖内部开发的解决方案。这也会影响他们的估值，因为华尔街寻求的是由创新的新解决方案推动的更快营收增长。”

如今，已经发生了一些变化。首先，人们开始将注意力从芯片转移到系统上。系统市场从未有过封闭的工具市场。其次，更专业的设计可能会导致工具市场变得更加碎片化，这让初创公司比大型EDA公司更具优势，因为大型EDA公司需要看到更大的市场机会才会进行投资。

创新链

大学研究曾是EDA创新的沃土，但如今其对行业的影响力也在下降。“这种转变部分是由于资金减少，以及将学术研究转化为可行的商业产品的复杂性和时间成本的增加，”Rise的Agarwala表示，“学术研究与初创企业之间的联系减少，可能是造成当前创新差距的原因之一。此外，我们看到来自学术界的新人才群体正涌入软件行业，该行业利用开源进行创新，并且它拥有更大的潜在市场，其收购目标否认估值也非常高。”

从大学科研成果转化为初创企业需要资金支持。“考虑到进入 EDA 行业所需的前期技术投资规模越来越大，而EDA行业整体规模虽在稳步增长，但总营收仍仅为几十亿美元，”Quadric的Roddy表示，“有多少风险投资家愿意为创业者提供数亿美元的启动资金，只为在这个不到100亿美元的市场中分得一小杯羹呢？此外，退出途径只有出售给三大行业巨头之一。相比之下，有无数的SaaS和人工智能公司也在争取同样的风投资金，他们描绘着迅速发展到营收超十亿美元的美梦，这些公司所处市场价值高达千亿美元甚至更多。所以，在2024年创办一家EDA公司，着实是一座难以攀登的大山。”

Innergy的Huilgol对此表示赞同。“即便在过去几年听闻半导体行业再度兴起之后，直至今日，投资者对投资EDA仍十分谨慎。他们给出的理由是EDA市场规模小，销售周期长，而且并不吸引人。因此，在EDA领域筹集资金非常困难，这意味着初创公司很难起步。虽然任何行业都需要市场验证，但在EDA行业，获得客户青睐尤其重要。”

从大学衍生的初创公司还面临另一个巨大障碍。“在销售和市场营销方面，行业资深人士与企业领导者沟通了数十年，”Rise联合创始人Allan Klinck表示，“我们知道问题所在，知道哪些人面临问题，清楚解决方案，也知晓行业的变化。如果你没有现成的人脉网络，那将非常困难。即使你有好的想法，要将其推广到大公司是非常困难的，几乎可以说是不可能的。”

但半导体设计领域正在发生的诸多变化，也带来了一些新机遇。“随着 3D - IC 的出现，市场发生了转变，”Ansys产品营销总监Marc Swinnen表示，“行业正向系统领域迈进，引发了诸多变革并催生了新的能力。3D-IC已经开辟了许多传统EDA领域之外的新领域，例如麦克斯韦方程求解器。它曾经仅用于天线和雷达设计，如今被用于芯片分析。它与中介层和3D-IC一起，对大型中介层结构进行电磁分析。这为大学开辟了新的研究领域。”

还可能为大学提供创新框架。“我们通过高级综合和开放的IR培育协作生态系统，”Agarwala表示，“这使得来自各个领域的用户和合作伙伴（包括学术界、初创企业和成熟企业）在实际场景中试验和验证他们的想法。他们可以探索添加设计功能、开发新的领域特定语言，甚至从自己的工具生成IR，以充分实现硬件实现的优势。这种方法使他们能够专注于特定的专业领域，同时加速创新过程。”

然而，尽管这可能催生更多初创企业，但这只解决了部分问题。他们仍然需要找到一种方法，发展到足够的规模以获得可观的价值。西门子的Brownlee表示：“三大EDA公司的规模无疑使初创企业难以获得足够的营收，从大局来看难以形成重要影响。初创企业需要专注于相邻领域和引人注目的市场空白，而不是试图打造更好的普通产品。大型EDA公司仍会坚持自主创新或通过收购获得创新，而收购的决定往往涉及成熟EDA公司核心竞争力领域之外的已获验证的初创企业。”

新问题，新机遇

尽管如此，变革也创造了机遇。“你需要解决大公司尚未解决的问题，或者拥有他们没有的独特技术，”Agarwala表示，“你还必须能够将其推广给那些已有既定流程和工艺的客户，你的技术既要能融入其中，又要能对其有所改进。理想情况下，所解决的问题应能推动半导体行业的发展。”

这必然意味着要找出弱点。Verific Design Automation首席运营官Michiel Ligthart表示：“初创企业只有做出与现有解决方案不同或更好的东西才有意义。它们需要具有颠覆性。最近，国际贸易关系是一个驱动因素，过去五年里，中国EDA初创企业数量突然增加。竞争也刺激了创新。”

创新发生的领域与过去有所不同。Cadence的Knoth表示：“人工智能革命正在重新注入我们曾经失去的一些魔力，并为新的初创企业创造条件。我看到我们的一些大型合作伙伴正在大力探索人工智能在半导体领域的作用。其中一些商业公司正在引进研究人员，带来更多类似初创企业的理念。。这并不意味着不再需要初创企业。初创企业仍然是锤炼工程师的重要熔炉。仅仅将他们纳入EDA公司或半导体公司并不能复制这种效果，但这确实有助于解决相关问题。”

初创企业往往更加灵活。“初创企业可以非常灵活，能够更快地开发并整合新技术，创造新的架构。”Agarwala表示。“这种灵活、快速和解决复杂挑战的能力是独一无二的，而且往往需要初创公司的环境。”

然而，人们的期望可能需要重新设定。“对于数字设计，对于数字设计，大家对做事方式的看法一致，但对于模拟设计，有大量不同的事情需要去做，”Ansys的Swinnen表示，“范围如此之广，一家公司不可能面面俱到。整个生态系统中，如小型夫妻店一样的小公司，开发用于分析史密斯图之类的小型实用程序，只需一两个开发人员就足以，然后将其出售给所有射频工程师，就可以做成一笔不错的小生意。我认为Cadence对进入这个小市场肯定不感兴趣，但他们可以通过（Cadence的）SKILL为客户提供服务，在SKILL平台上可以获得这些实用程序，并将它们集成到软件中。这表明这样的体系在EDA领域能够而且确实存在，这得益于SKILL。”

接口让很多事情成为可能。“接口对于创新很重要，但接口会拖慢速度，”Knoth表示，“接口存在损耗。会有精度损失、速度损失等各种问题，但它们仍然至关重要。但我们不应该希望回到过去。我们应该立足当下，展望未来，以过去为指引。”

我们依赖大学进行创新。“我们需要重新激发大学之间的合作与发展活力，以解决我们目前面临的人才严重短缺问题，”Agarwala表示，“行业必须探索促进创新的新方法，大学和初创企业也应参与其中。在大型EDA公司、初创企业和学术界之间建立合作伙伴关系可以重新点燃创新引擎。通过培育协作生态系统，而非孤立的专有生态系统，初创企业可以获得克服进入壁垒所需的资源和专业知识，而老牌企业可以获得新技术。”

半导体行业也依赖初创企业提供人才。“一个充满活力的初创企业生态系统对于培养能够改变世界的合适人才至关重要，”Knoth表示，“我有幸能与一些真正鼓舞人心、才华横溢的人共事，如果没有创业经历，他们就不会是现在的他们。这对我们整个行业的健康发展至关重要，不仅仅是EDA领域，还有半导体和系统设计等领域。如果没有充满活力的初创企业生态系统，我们就没有人才可以走向世界。培养这种生态系统真的很重要。这并不意味着初创企业生态系统必须像90年代那样，那时几乎没有布局布线的初创企业。不一定要那样，但必须是某种新形式的充满活力的初创企业生态系统。我们的目标应该是确保有足够多的初创企业从事有趣的工作，培养有趣的人才，生产出有助于我们解决新问题的有用产品。”

来源：王树一