国产EDA第一股：概伦电子迈入新阶段
2022-05-12
因为多种因素的影响，EDA这个过去鲜少被关注的行业近年来热度大增。而概伦电子作为第一家上市的本土EDA公司，其受瞩目程度可想而知。从公司日前公布的财报信息来看，这家“国产EDA第一股”也不负众望。
财报数据显示，2021年度，概伦电子实现营业收入19,386.86万元，同比增加41.01%；实现归属于母公司所有者的扣除非经常性损益的净利润2,318.62万元，同比增加8.72%；2022年第一季度，业绩更是同比提升了44.02%。从财报中我们看到，概伦电子正在进一步加大研发投入，研发投入占营业收入的比例从2020年的38.91%提升至2021年的40.99%，为公司的未来增长奠定了坚实的基础。
正如概伦电子在年度业绩报告中所说，2021年是概伦电子发展历史上具有里程碑意义的一年。公司成功在上海证券交易所科创板挂牌上市，成为A股市场上首家以EDA为主营业务的上市公司，这标志着公司选择优先突破关键环节，并以多个具备国际领先地位的核心优势产品推动全流程建设的发展战略取得阶段性成功。
当然，和众多科创板上市的集成电路企业的成长一样，概伦电子的发展并不是一蹴而就的。
联动设计与制造，从关键环节优先突破
在接受半导体行业观察记者采访时，概伦电子共同创始人、董事、总裁兼首席运营官杨廉峰博士表示，概伦电子能获得现在的成绩，这是公司过去11年不懈的沉淀和积累的优势，一如既往地坚持既定的战略，加上天时地利人和而达成的。
杨廉峰告诉记者，在EDA领域，国内和国外企业的差距巨大，而EDA又是高端集成电路设计和制造流程的关键支撑，这也是出现所谓“卡脖子”情况的一个主要原因。EDA经过三十多年的发展，其工具种类繁多。据介绍，EDA众多关键技术中每个细分领域均具备极高的技术壁垒，我们固然可以通过强力的资金投入聚集人才搞攻关，但其发展还是要遵循高科技行业的自然规律，不可能一蹴而就。EDA行业早期的诸多知识产权纠纷案例对从业者就是一个警示。
“除了技术壁垒，EDA行业的工程壁垒和生态壁垒，也极大推高了后进者的进入门槛。”杨廉峰接着说。
能否跨越工程壁垒，决定了该EDA工具是否仅仅是一个实验室产品，还是可以真正解决不同客户、不同项目在不同环境、不同用户的各类问题而变成可以量产的工具。这一方面需要团队具备开发大型工程量产工具所需的软件架构、项目管理、质量管理和产品发布等方面的经验和能力，另一方面则需要产品与客户在实际集成电路项目中的迭代，特别是高端芯片的设计和制造。行业对EDA的要求和投入是随着工艺节点的推进和芯片复杂度的提升而急剧增加的，因而能否获得与高端客户深度互动和产品迭代的机会，即打破所谓生态壁垒往往是初创企业或EDA新品最难突破的环节。
这种生态垄断是指国外EDA巨头与集成电路的各个环节都深度合作，在过去十多年来一起推动了先进工艺的迭代和高端芯片的升级，久而久之就形成了一个难以撼动的生态。这里面不仅包括主流EDA厂商提供的种类繁杂的工具组合而成的流程，也有分散在各个环节包括晶圆代工厂、领先的设计公司或IP厂商等各自在工具使用、流程整合、设计方法学等方面的经验积累和工程实践。这两方面都是我们看到差距极大的、且需要长时间的沉淀才能赶上的，但考虑到国际竞争形势和本土发展需求，我们又很迫切需要打造自有的EDA供应链。这就驱动了包括刘志宏博士、杨廉峰博士等在内的多位专家在11年前便成立了概伦电子，探索国产EDA的发展之路。
基于创始团队在国际EDA行业的经验，概伦电子在成立之初便首先选定了一些细分领域进行优先突破，针对我国行业发展的特点探索创新的设计方法学并坚持至今，这也奠定了公司现在的基础。
从杨廉峰的介绍中我们得知，在公司成立初期，创始团队就意识到先进工艺的演进和中国集成电路的快速发展需要设计方法学和EDA流程创新的支撑，为此概伦电子在2010年就明确以“良率导向设计（Design for Yield，DFY）”理念为指导，进行前瞻性的技术研发和产品布局，推动设计与制造领域的深度和高效联动，加快工艺和设计的快速迭代，通过工艺平台的潜能挖掘，提升芯片产品的性能和良率。
在这种发展战略的推动下，概伦电子过去十余年围绕高端芯片的设计与制造，打造了器件建模及验证EDA工具、PDK生成及验证EDA工具、标准单元库设计及验证EDA工具等一系列集成电路制造领域的核心关键工具；针对芯片设计，公司也推出了电路仿真及验证EDA工具，今年还将推出电路设计平台，用于大规模集成电路的电路设计输入、版图设计和物理验证、电路仿真和验证等，优化电路的性能和良率等关键指标。
此外，概伦电子还推出了半导体器件特性测试仪器和半导体工程服务，与公司的EDA业务形成协同，以数据驱动的EDA解决方案和针对晶圆厂的完整工程服务解决方案，给客户提供更全方位的支持及更高的价值。
杨廉峰告诉记者，作为公司发展战略的第一步，概伦电子从细分领域切入的发展思路已经得到了行业、客户和资本市场的认可，并特别体现在其获得的国际市场竞争力上，这些产品在先进晶圆代工、高端存储器的设计与制造等领域获得了全球领先企业在先进工艺开发和高端芯片设计上的大规模量产应用。
“在我看来，包括概伦电子在内的国内EDA企业之前十余年的发展都是在积累。甚至可以说，从现在开始，国产EDA才真正发展起步。”杨廉峰接着说。
拥抱DTCO和全流程：迈入新阶段
杨廉峰指出，在包括概伦电子在内的本土企业的多年努力下，现在的几个国产EDA头部企业开始逐渐产生影响力，已经能够在某些领域切实地解决客户的问题，同时在政策的引导、行业和资本的支持下也开始有系统性地推动国产EDA生态的建设，众多EDA初创企业的出现进一步推动了EDA行业的繁荣。因此国产EDA行业也从现在开始正式进入新阶段的角逐。
对于概伦电子而言，在一如既往地按照既定战略坚持前进的同时，也看到了产业正在发生的一些变化。例如近五年先进工艺节点向7nm及以下工艺演进所带来的设计和制造的复杂度及风险程度大幅提升。这也意味着能否保证芯片具有较高的性能和良率成为集成电路企业关注的焦点。同时，当国内设计公司考虑高端芯片的工艺平台迁移，特别是转移到境内的代工厂时，也同样会面临性能和良率降低的挑战，这就需要EDA流程的创新，来推动和支撑设计和制造的深度联动，提升竞争力。
因此，概伦电子在DFY的前瞻性得以充分验证的前提下，将其进一步演进成为新的“设计-工艺协同优化（DTCO：Design Technology Co-Optimization）”方法学，以DTCO作为核心驱动力建立相应的EDA全流程，解决行业提升竞争力所面临的迫切问题。
作为一种集成电路设计方法学，DTCO的核心思想是把设计和制造两端的互动加速且深入推动起来。在概伦电子看来，优化（即其中的 O–Optimization）是DTCO 的核心。通过这样的方法，能够为行业带来两方面的价值：一是优化效率，即把设计和制造之间的迭代加速，从而缩短工艺开发的周期，加快产品上市时间；二是优化结果，即为客户提升产品的良率及可靠性，在同等工艺平台下提升芯片的竞争力。
依赖于传统优势的建模产品以及在此基础上推出的高效的标准单元库和PDK产品，进而覆盖了工艺开发和芯片设计互动的所有关键DTCO元素，概伦电子拥有了能够大幅缩短从工艺到设计端各环节的迭代时间、实现快速迭代的先天优势；基于业界领先的高精度快速电路仿真器，概伦电子拥有了DTCO的核心优化引擎，可以高效地对工艺/器件参数和电路参数之间进行协同优化，针对特定应用打造创新的流程和解决方案；凭借在半导体特性测试系统中嵌入相应的测试方法和模块，概伦电子能够获取到像良率、可靠性、噪声等关键的半导体器件特性数据，基于此建立精确的模型，在提升产品良率和可靠性优化的同时提供数据校正和验证结果，从而打造创新的以数据驱动的DTCO解决方案。
“我们具备国际一流的管理和技术团队，核心管理团队中就有五名半导体器件物理的博士和十多名在国际EDA行业工作二十年的专家，对先进节点下的晶体管、基于晶体管的电路设计和DTCO的理解是国际领先的。不谦虚地说，我们的产品在行业细分领域的领先程度和国际市场竞争力也是做得最好的。”杨廉峰告诉记者。
以DTCO为核心驱动力，结合上市的契机，概伦电子正在加速实现其发展战略第二步的落地，全力推动“应用驱动的EDA全流程”的建设，力争成为国产EDA竞赛的胜出者。
杨廉峰表示，在实践中很少有客户会用一家公司的工具完成芯片设计和制造的全流程，特别是对于中高端芯片。即使Synopsys和Cadence等EDA巨头也没有严格意义上的全流程，只是相对流程完整，并且也各有侧重。国际上其他领先的几家EDA公司虽然只是在部分领域具备相对完整的流程，但也不妨碍其作为全球产业链的重要组成部分，成为国际EDA生态的主要参与者和推动者。因此考虑到行业目前的发展需求，发展国产EDA “全流程”有两条路可以选：一是参照国际巨头的“全流程”解决方案，在芯片设计的每个环节开发对应的国产EDA工具进行替换，但这将是一个相对漫长且极具挑战的道路。
另一条路则是概伦电子选择的发展路径。“我们在发展的早期并没有刻意追求全流程，作为一个技术导向的国际化企业，希望在行业内找到自己不可替代的定位，在解决客户问题的同时获得市场竞争力，待成长到一定阶段后，可以有能力在一些特定领域提供完整且具备国际竞争力的EDA解决方案，然后逐步向更多的领域推进，成为行业生态建设的主要参与者。”杨廉峰说。随着公司进入公众资本市场，现有的几个细分领域的国际领先地位的进一步增强，可以说目前推动针对特定应用的全流程是水到渠成。据概伦电子披露，公司即将推出的承载EDA全流程平台的产品NanoDesigner，将加速推进公司以应用驱动的EDA全流程建设的战略落地。
“NanoDesigner的推出将标志着概伦电子‘优先选择突破关键环节EDA工具，逐步形成关键流程解决方案’的发展战略取得阶段性成果。”杨廉峰告诉记者。
概伦电子推出该全流程工具基于两点:
一是从战略层面，需要有全流程产品的国产替代。NanoDesigner可以为客户提供电路设计输入、仿真和验证、版图实现、物理验证和设计优化等完整的设计流程，覆盖的应用领域包括各类存储器的设计、模拟电路的设计以及其他自底向上基于晶体管级的定制类电路设计，产品覆盖的应用端增多，丰富度提高，预计对应的市场规模也会随之扩大；
二是公司以业界领先的DTCO技术作为核心驱动力进行差异化定位和价值提升，为客户提供具备国际竞争力的全流程解决方案，这也是概伦电子应用驱动的全流程产品的独特优势所在。
“公司倾力打造的NanoDesigner产品承载着我们在DTCO方面的理念和设计方法学，集成了我们的优势设计工具和核心引擎，希望将团队参与国际生态链十多年的经验和实践通过这个平台和相关工具展现出来，依托DTCO平台推动工艺开发和芯片设计之间的快速迭代和协同优化，提升产品的PPA、良率和可靠性等核心竞争力。同时，参与和推动国产EDA生态的建设，通过应用驱动的EDA全流程建设，为行业解决存储器设计与制造、先进工艺开发、高端芯片竞争力提升等关键问题，实现概伦电子的商业价值，回报股东。”概伦电子在回答分析师问题时强调。
写在最后
作为首个登陆资本市场的国产EDA厂商，概伦电子除了在产品和技术上的与时俱进外，资本上的灵活性也让他们拥有更多的“手段”去做到更好。
其实在过去的发展中，概伦电子就通过出色的行业整合能力来助力公司加速成长。如在2019年至2021年，概伦电子先后收购了国内EDA企业博达微科技(PDA)、韩国EDA企业Entasys等业内公司，推动了跨越式发展；利用上市公司平台优势，概伦电子还参与设立EDA专项投资基金，在较短的时间内进行了2项EDA初创企业孵化，为公司长远发展进行战略布局。
“我们的核心团队在过去三十年曾有过多次EDA创业和成功的经历，也有在国际大公司研发、管理和整合的经验，我们了解EDA行业的发展规律，也预见到国内行业发展对EDA的需求并得以验证。在后续的发展中，公司会以开放型EDA平台企业的定位，借助资本的力量去进行整合并购和战略布局，我们希望邀请更多的领军级人才和团队加入进来，共同打造概伦这个平台。”杨廉峰表示。在他看来，未来十年，也许国内就会出现能够与国际巨头分庭抗礼的EDA企业。概伦电子有信心和实力成为其中的胜出者。
