一顆芯片從設(shè)計(jì)到制造成成品，少不了各種設(shè)備的輔助。

我們熟知的光刻機(jī)、刻蝕機(jī)等機(jī)器，都屬于硬件設(shè)備，它們在芯片行業(yè)的地位極高。除了硬件設(shè)備，很少被人們提及的軟件工具也十分重要。

EDA就是最重要的軟件工具之一。EDA是電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（Electronics Design Automation）的縮寫，在20世紀(jì)60年代中期從計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）的概念發(fā)展而來。可以理解為：軟件設(shè)計(jì)者將一個(gè)個(gè)真實(shí)的電子元器件，“放入”軟件中，開發(fā)者可以利用軟件中的電子元件真實(shí)模擬芯片內(nèi)的電路和結(jié)構(gòu)。

EDA處于芯片產(chǎn)業(yè)鏈的最上游，是芯片設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的必備工具。利用EDA工具，芯片的電路設(shè)計(jì)、性能分析、設(shè)計(jì)IC版圖的整個(gè)過程都可以由計(jì)算機(jī)自動(dòng)處理完成，提高了工作效率及芯片精度。

離開專業(yè)的EDA工具，集成電路及半導(dǎo)體的設(shè)計(jì)和制造，都是不可想象的事情。雖然EDA十分重要，但是EDA的市場規(guī)模很小，目前全球總量為70億美元左右，只占整個(gè)集成電路市場的九牛一毛。

如今的EDA市場，是標(biāo)準(zhǔn)的寡頭市場。三家公司共同瓜分了全球92%的份額，新思科技（Synopsys）就是其中之一。

解決行業(yè)痛點(diǎn)的明燈

1987年新思科技在加利福尼亞州成立。誕生之初，新思科技正好趕上EDA技術(shù)的第三次變革。

前兩代的EDA技術(shù)并不是由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成的，而是一項(xiàng)精細(xì)的手藝活。它需要設(shè)計(jì)人員手工處理每一個(gè)晶體管，并連接硅芯片上使用的數(shù)千個(gè)節(jié)點(diǎn)，是一個(gè)不折不扣的勞動(dòng)密集型工作。而隨著晶體管集成度的提高以及體積的不斷縮小，人類已無法用手工來完成這項(xiàng)工作。

第三代EDA技術(shù)亟待完善。

正在行業(yè)需要指路明燈之時(shí)，新思科技開發(fā)一款叫Synthesis的新軟件技術(shù)。有了Synthesis，設(shè)計(jì)人員就可以用電腦語言來“寫”電路的功能，而不是用單個(gè)“邏輯門”來描述。

這款軟件可以自動(dòng)創(chuàng)建電路邏輯鏈，減少電路設(shè)計(jì)人員大量的工作時(shí)間，從而讓工程師能將更多精力集中在創(chuàng)造性設(shè)計(jì)解決方案上，而不是做大量手動(dòng)機(jī)械性工作。

新思科技也一舉成名，開創(chuàng)了EDA技術(shù)的新時(shí)代，營收也迎來井噴式增長。1987年新思科技營收達(dá)13萬美元；1988 年?duì)I收達(dá)到 97.6 萬美元，增長了7倍；1989 年?duì)I收達(dá)到730萬美元，再次暴漲7倍。

收購與授權(quán)，成行業(yè)霸主

有了大量資金，新思科技便開始開疆拓土。面對玩家眾多，競爭激烈的市場，收購是一個(gè)絕佳的方法。

1900年，由于當(dāng)時(shí)新思科技意識到“硬件描述語言”（hardware description languages，HDL）的重要性，新思科技收購了Zycad公司的VHDL仿真業(yè)務(wù)，并推出了測試綜合產(chǎn)品。

后來歷史證明，新思科技的判斷是正確的，VHDL語言是現(xiàn)在最流行的高級抽象設(shè)計(jì)語言。

在1990年到1999年這十年間，完成了20次收購的新思科技已確定了其市場領(lǐng)先的地位。進(jìn)入21世紀(jì)后，新思科技開始了更大規(guī)模的并購。2002年新思科技成為EDA歷史上第一家可以提供前后端完整IC設(shè)計(jì)方案的EDA工具廠商。2008年新思科技超越Cadence成為全球最大的EDA工具廠商。

至此，新思科技正式登上了霸主之位。

除了收購，新思科技能殺出重圍，還得益于他們使用了IP授權(quán)模式。

提到這種模式，就不得不提到ARM公司。作為這種模式的開創(chuàng)者，ARM公司將各種設(shè)計(jì)庫虛擬化，然后授權(quán)給其它企業(yè)使用。以往芯片處理器交付的時(shí)候是實(shí)物交付。而ARM IP授權(quán)模式的出現(xiàn)意味著：產(chǎn)品交付的形式可以不再是具體的實(shí)物，而一種數(shù)字化IP模塊。如此一來，其他企業(yè)也可以在這種架構(gòu)上繼續(xù)開發(fā)。

ARM這種半定制化的模式對整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)產(chǎn)生了重大的影響。物理實(shí)體變成了軟件定義，還能滿足各個(gè)不同廠商的不同需求，各大廠商紛紛與ARM合作，加入這一陣營。

而新思科技很快就注意到了這種模式的價(jià)值，它迅速地開辟了這塊陣地，使得IP模塊授權(quán)收入成為其營收的重要一環(huán)。經(jīng)過20多年的發(fā)展，新思科技IP授權(quán)業(yè)務(wù)一直保持著較高的增長率，目前已經(jīng)成為僅次于ARM的第二大IP授權(quán)商。

AI帶來新的變革與機(jī)遇

AI新時(shí)代的到來，也給行業(yè)帶來了新的生機(jī)。想要將AI移植到智能手機(jī)、車聯(lián)網(wǎng)、IoT等終端，具備深度學(xué)習(xí)能力的AI芯片就變得不可或缺。

根據(jù)市場研究機(jī)構(gòu)ABI Research發(fā)布的最新報(bào)告：云端AI芯片市場將從2019年的42億美元增長至2024年的100億美元規(guī)模；邊緣AI芯片市場也將以31%的年平均增長率持續(xù)擴(kuò)張。而EDA作為AI芯片設(shè)計(jì)中不可或缺的角色，也在半導(dǎo)體軟硬件企業(yè)、創(chuàng)業(yè)者與開發(fā)者的共同推動(dòng)下，迎來新的變革與機(jī)遇。

AI芯片相對于以往無深度學(xué)習(xí)功能的芯片，需要追求更低的功耗、更高的性能、更小的面積等目標(biāo)。在越來越小的單位面積上集成越來越多的晶體管，需要更復(fù)雜的工藝器件，電路之間的交互、熱物理效應(yīng)等也都會(huì)發(fā)生改變，這意味著整個(gè)設(shè)計(jì)流程都需要被重新思考，EDA工具也必須與時(shí)俱進(jìn)，才能滿足上述要求。

同時(shí)，AI智能產(chǎn)品的市場激烈競爭，這也讓開發(fā)者對設(shè)計(jì)周期的要求越來越高，芯片的設(shè)計(jì)規(guī)模越來越大和規(guī)則限制也越來越多，這些都在倒逼EDA廠商升級。

面對市場的變革，新思科技也沒有放松警惕。新思科技目前也推出了內(nèi)置神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引擎的嵌入式圖像處理器，以滿足對內(nèi)存高速存取的設(shè)計(jì)需求，還提供芯片開發(fā)初期就確保AI數(shù)據(jù)安全性的IP選項(xiàng)。國產(chǎn)一眾AI企業(yè)使用的都是新思科技的EDA工具。

在馬太效應(yīng)的加持下，新思科技的市場主導(dǎo)地位暫時(shí)應(yīng)該很難被動(dòng)搖。
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