集成电路产业链可大致分为设计、制造和封装测试3大环节,而被誉为“芯片之母”的电子设计自动化(Electronic Design Automation, EDA)贯穿电子产品从电路设计、性能分析到设计出IC版图或PCB版图的整个过程,是集成电路产业的支撑基础之一。
而随着芯片规模不断变大,芯片设计复杂度不断提升,芯片研发不仅要确定芯片设计正确,还要确定设计正确的芯片,仅这一过程就占据了约七成左右的研发时间,如何在流片前及时、彻底地发现设计中潜藏的逻辑错误,保证芯片的可用性、高效性、始终是业内着力解决的问题。
据外媒Grand view Research数据显示:2022 年全球电子设计自动化软件市场规模为 111 亿美元,预计 2023 年至 2030 年的复合年增长率 (CAGR) 将达到 9.1%。 相对于几千亿美金的集成电路产业来说,EDA是集成电路产业领域内 “小而精”的环节,产值较小但又极其重要,如果缺少了这个产品,全球所有的芯片设计公司都得停摆。
全球电子设计自动化软件市场的一些主要参与者包括:
上述企业中,排名前三的公司为Cadence(美国)、Synopsys(美国)和 Mentor Graphics(美国,但于 2017 年被德国公司西门子收购)控制了全球约75%的EDA市场,他们还通过收购EDA初创公司进一步巩固寡头垄断,如Synopsys通过超80次并购的扩张策略不断地获取新的技术和生产能力、Cadence立足EDA市场的核心手段外延并购和自主革新、Mentor Graphics(已被西门子收购)从成立开始发起了66 次并购,成为第一家将其范围扩展到 PCB 系统制造解决方案市场的主要 EDA 供应商。整体来看,这三家EDA在产品上各有特色,各自的IP侧重点和优势都有较大的差别。因此,不少一线的芯片设计厂商都有同时使用其中两三家厂商的不同EDA IP来设计芯片。
国内EDA产业起步较晚且发展较为曲折,目前仍处于行业发展早期竞争阶段,主要代表企业包括华大九天、广立微、概论电子、思尔芯、芯华章、阿卡思微电子、鸿芯微纳等企业,个别企业拥有特定领域全流程,在局部领域技术较为领先。
据IC Insights统 计,2021年中国大陆的IC产量占其1865亿美元市场总量的16.7%,并预测2026年国产化率将比2021年增加4.5个百分点至21.2%。因此我们预计在国内政策及产业链国产替代的驱动下,轻资产、易实现替代的EDA软件2025年国产份额有望达到22%。
总体来看,国内芯片产业链各环节的不断发展创造了EDA需求的广阔空间,国内EDA企业也正向打造真正的国产数字EDA全流程方向努力。
3月30日,AspenCore将在上海举办国际集成电路展览会暨研讨会(IIC Shanghai 2023),同期举办的“EDA/IP 与 IC 设计论坛”,为大家提供一个高效交流的互动平台,欢迎感兴趣的朋友到场交流。点击这里报名。
此外,国家也已出台多项EDA扶持政策,为国产 EDA 的发展提供良好的政策环境。以及我国新技术(云/智能化等)发展迅速给国产EDA公司提供了超车的机会,使得国内EDA行业有望实现快速发展,尤其头部厂商面临历史性的发展机遇。
但在上述利基下,我国EDA产业仍面临人才缺失的问题。
EDA 行业是典型的技术驱动型产业,企业的人才储备决定其是否能够在行业中立足。 EDA 处于多学科交叉领域,需要大量综合性人才。EDA 算法的起点和终点是半导体工艺 等物理问题,解决工具的开发是数学问题,应用对象是芯片设计实现的具体问题,涉及与 晶圆厂、设计企业等的协同。因此从事 EDA 工具开发需要工程师同时理解数学、芯片设 计、半导体器件和工艺,对综合技能要求很高。
此外,EDA 工具的复杂性和开发难度导致了其对人才质量的高要求。EDA 工具的开发还需要与晶圆厂、Fabless 等产业链环节协同推进,行业壁垒高,这也使得相关人才难以获得与行业需求相匹配的实践经验。
培养一名 EDA 研发人才,从高校课题研究到从业实践的全过程往往需要10年左右的时间。
根据赛迪智库的数据,2020年中国EDA行业从业人员数量约为4400人,其中,供职于本土EDA企业总人数约为2000人。相比而言,仅Synopsys公司截至2021年底全球员工数量就超过了1.5万人。
除了人才数量不足外,国内还缺乏有经验的高端EDA人才,国内EDA厂商要想从国内或国外挖人还是面临着极大的挑战,要付出很大的代价,国内的EDA人才又处于常年空缺的状态,存在技术人员流失的风险,这进一步制约了国内EDA产业的发展。
众所周知,芯片工程师的高薪是职业特点之一,据智联招聘近日发布的《2023年春招市场行情周报(第四期)》显示,芯片工程师、人工智能工程师在春节后四周连续霸榜高薪职业前两名,且平均招聘薪酬环比持续上涨,在节后第四周分别达到28422元/月和25148元/月,高于节后第三周的薪酬,高技术岗位有较好前景。
据猎聘网数据显示,EDA工程师职位招聘在30K-50K薪资范围占26.0%,在20K-30K薪资范围占23.0%,50K-100K薪资范围占19.0%,15K-20K薪资范围占14.0%,在12K-15K薪资范围占8.0%,综合来看,月均薪资在31783。
另外,据看准网数据显示,全国EDA开发工程师薪资平均值约21,284/月。
工作年限统计方面,猎聘网显示EDA工程师工作时间1年以下月薪26092元,工作时间1-3年月薪26068元,工作时间3-5年月薪53202元。
从主要城市平均薪资对比来看,北京上海薪资较其他地区略高。
由于EDA是跨CS和EE领域的学科,许多EDA工程师在初入行时,会认为:“论IC设计,我不如科班做设计的,如果自己去学,其实很费劲,再者我的编程能力其实用处不大了。然后论编程能力我也不如计算机专业。”因此对自己未来发展很迷茫。
那么EDA工程师入行后该如何规划未来发展呢?
知乎用户@格律表示:
开发与研究是两回事,必须区别对待的,可以用开发来锻炼能力,但是需要用研究来锻炼思维和方法论。不应该浪费EDA这样一个“核心优势”,眼光需要放在“开发”之上。
如果未来就业想走CS: EDA算法的难度并不比CS专业面对的问题简单的,甚至很多CS问题,本身就源于VLSI EDA算法的需求。
如果未来就业想走EE: 电路建模以及自动化(分析/优化)算法对设计环节的生产力优化也是非常重要的。很多时候,一些重复性的分析和转化问题,是需要自动化实现的。
知乎用户@模拟IC打杂工程师表示:不需要拿自己不擅长的去和别人擅长的对比,自己的研究生经历其实也可以在某些领域发光发热。
对于我们实验室做强化学习参数优化的同学,我就推荐他们去做验证。因为无论是混合信号/还是数字验证,都涉及到了自动化的流程,也包括Python脚本的编写,而且对于目前的数字芯片来说,大多数和神经网络也有关系,所以了解一些算法也是对自己找工作的加分项。当然只会这些不行,还要学会和一些数字eda工具的使用,同时还要自学一些数字验证的项目。当我对验证这个行业了解比较多的时候,我就觉得其实eda专业很适合做验证,因为验证就是要学的杂。因此我认为找工作应该发挥自己所有的优势,然后建立在优势上去学习更多的东西补齐短板。同时,你的eda自动化的经历和深度学习的算法基础是别人不具备的加分项。
类似的例子也可以有许多,比方说做自动布局布线的同学去学习数字后端的知识,这样他们在找工作时,面对数字后端的岗位就具有别人不具备的优势。
如果你本身是一个热爱编程,并且在软件方面有很多经验的人,其实去做eda开发也是一件很好的事情。因为验证所要求的编程能力其实不强,只是会一些脚本编程就可以。但eda开发对编程能力的要求很高,这也是目前很多eda公司更喜欢做CS的同学的原因。
3月30日,AspenCore将在上海举办国际集成电路展览会暨研讨会(IIC Shanghai 2023),同期举办的“EDA/IP 与 IC 设计论坛”,为大家提供一个高效交流的互动平台,欢迎感兴趣的朋友到场交流。点击这里报名。