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半导体行业是周期性很强的一个行业，短的有库存周期，长一点的有技术迭代的周期。当前，正受到美国政府的各项禁令和制裁的中国的半导体产业已被推向了一个大国竞争的制高点，也成为了全球瞩目的焦点。
此外，世界半导体格局也在持续动态地变化：通用计算芯片(如CPU、GPU等)领域的巨头，如Nvidia、AMD，不断在拓宽自身的技术护城河的同时，也在持续巩固其在AI、智能汽车等领域的绝对龙头地位；而在专用芯片领域，出于更贴近自身业务，更快响应自身需求的角度，系统厂商正强势把芯片设计内生化。在这样的变化范式中，产业中也涌现出一些新的趋势和相应的思考：仅靠目前的IC设计方法及EDA设计工具真的能满足现在的产业需求吗？在这样的趋势下，我国EDA行业是否存在弯道超车的机会？
图：EDA是中国芯片产业的“卡脖子”技术
本期「C位对话」在CMC资本投资合伙人蔡祥（Sean）和一位EDA行业的资深专家及连续创业者汪博士（Albert）之间展开，让我们跟着他们一起近距离来解析一下EDA行业的密码。
半导体设计行业经过多年的发展，每个设计环节的标准化程度不断提升。IP、工具以及端到端的设计服务就像烹饪所用的食材、厨具及食谱，而在如今的时代，系统厂商将主要扮演着大厨的角色，直接根据自身需求定制自己想要的菜式。目前处理器上指令集IP仍由X86和ARM主导，RISC-V正快速发展，而高速接口、高速互联等外围IP标准化的比例越来越大；得益于指令集的逐渐开源化（如RISC-V），前端设计的门槛大大降低，聚焦后端设计的设计服务提供商也慢慢将能力触角伸向前端，打通end-to-end全流程设计业务；因此设计工具理应顺应趋势，有所革新。
上一代最成功的设计方法变革是转用HDL来设计，随着摩尔定律的发展，HDL最终会过时，行业会迎来新的设计方法。而设计方法总结就是如何从传统的硬件设计向软件过渡，世界的未来应该是以软件为主导的，芯片也是由软件来定义和设计的。以下为两人的访谈实录：
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Sean：
了解到Albert之前有很多的创业经历，同时也在许多知名的芯片公司包括担任核心的技术岗位。能否麻烦您做一个自我介绍，并分享本次创业的初衷和目标是什么？Albert：
我是做EDA出身的，从博士研究课题开始就是研究设计方法的EDA工具。我认为对芯片设计行业影响最大的是设计方法，其次才是跟这个设计方法匹配的工具。上一代最成功的设计方法变革是转用HDL来设计，也是我进入EDA行业的开始。随着摩尔定律的发展，HDL最终会过时，所以我们一直在研究新的设计方法。而设计方法总结就是如何从传统的硬件设计向软件过渡，世界的未来应该是以软件为主导的，芯片也是由软件来定义和设计的。我们也一直在围绕设计方法进行探讨。在成立公司以前，我主要做的是为一些芯片公司提供定制处理器设计服务。这几年市场的需求发生变化，单单依靠国外的工具会有两个问题：第一个是工具的老化带来的缺点和局限性；第二是当前自主可控的大环境下依靠国外的公司不能满足国内市场的需求，因此我在这个情况下成立的这家公司，成立主要的目标就是解决行业设计方法老化的问题以及解决目前国内近期对设计工具的需求。Sean：
我们稍微复盘一下EDA市场发展行径，其实与晶圆代工、数字芯片等发展历史非常类似，都是从玩家稀少到百花齐放，再到优胜劣汰。您对目前EDA市场的发展情况有什么独特的见解吗？行业未来的市场竞争格局会是如何？Albert：
这个问题需要分别从两个领域来看，第一是芯片设计，第二是设计工具。半导体行业有一个很有名的周期性规律，它是在定制化和标准化之间来回徘徊，大概的周期在15年左右。也就是说整个半导体行业在一段时间内不会有所谓的百花齐放，而是标准化，整个芯片的产量由3~5个标准的产品完全主导。上一代标准化的大趋势就是利润驱动，像X86指令集的PC，以及后来的手机，特点就是种类少，量非常大，它是靠量来降低成本。另一个就是百花齐放的周期，属于高度定制化周期。在这个周期里会看到各式各样的定制化芯片，产品的竞争力不是靠量而是靠定制化，例如ASIC、SoC都是这个大趋势下的产物。回顾半导体50年的历史，它就是在这两大周期中徘徊，最早是日本人发明的，没有摩尔定理这么有名，但这是一个我们大家都清楚的定律，目前我们正处于下一个定制化的周期。
其实原因是可以分析出来的，形成半导体行业周期性的原因有两点：一是摩尔定律，每次摩尔定律快要到达终点和极限时总会有新的技术突破，所以会带来设计任务的挑战，需要用各式各样的方法来设计出有竞争力的产品，但是这些方法会受到工具的限制，所以也就牵扯到我们下一个话题，这个方法背后是两个驱动力一个是摩尔定律，一个是工具。所以这个方法在定制化的阶段是工具的低谷时期，因为缺乏设计手段，所以没办法做定制化的东西直到出现一些突破性的技术和设计手段，定制化又起来了。在定制化走到一定程度后，摩尔定律把工具设计方法的潜力用完了，就回到生产力的帝国，半导体行业又会以标准化的方向去发展，就是这么一个过程，所以这就是半导体行业周期性的第一个原因。第二个就是设计工具，设计工具也经过几轮革新，最新一轮就是用IP。只要没有核心价值的东西，就不要自己做，买现成的IP就行。现在绝大部分芯片公司都是买IP来做，自己做的很少。这是一个过去的方法，实际上并没有对行业起到很大的促进作用也不能从根本上给公司带来竞争力，是一个短期的方法。到了最近这几年，特别是以人工智能为驱动力的时代，又进入到了定制化的范畴，因为大家发现IP不是一个出路，但是设计单元可以做得更高层次并且更容易用到摩尔定律带来的红利。设计单元就是以定制处理器（PU）为定制化的基本单元作为特征的。大家都看到像GPU、GPGPU、TPU、NPU、DSP都是形形色色的PU。这个PU的概念实际上是一个以软件可编程的东西为单位，但是它的指令集是为一类应用来优化的。这个基础上，有的用户放10个，有的用户小的放几千个，像GPU可以放到一万多个，但它们都有共性，就是把设计单位提高到处理器层级，所以我觉得最近这一代的定制化的趋势是设计方法需要向更高的层次转化。
从现在的趋势来看，PU是这个方法，也是为什么现在RISC-V很火的道理。因为要做PU离不开指令集的设计，指令集在传统上只有X86、Power PC，以及现在的ARM。但是从RISC-V开始以后，全球RISC-V公司每年都在增长，因为大家都意识到了以后设计的基本单元如果是PU的话，基础指令是非常重要的。这个时候RISC-V出现，成为一个大家能接受的东西，这也是贯穿我们这个趋势的另外一个现象。我们从现象里面来总结，就是处理器的定制时代，是以PU为基本设计单元为特征的。Sean：
现在越来越多的系统厂商他们也开始自己研发自己的芯片，同时部署到自己的应用场景里面，这是否是未来的一个大趋势？如果是这样的话，这个趋势对集成电路整个设计行业，包括上游设计工具会带来哪些机会和挑战？Albert：
我们刚才讲的是主流芯片设计特征在标准化和定制化这两个领域里面来回震荡。标准化对行业布局的特征是少数几家成功的半导体公司，像上一代的Intel、Qualcomm、Broadcom、Marvell、Nvidia等以芯片公司为主导；系统公司在标准化的背景下没法做起来，它的设计和人员都跟不上。定制化的特征就是每个人都能做，所以系统公司会变得垂直化。从目前来看，大的系统公司都在向垂直化的方向发展。以华为为例，从无线通讯到手机，还有海信和苹果都是非常成功的垂直公司。这个前提就是，系统公司可以承受开发的成本，在定制化阶段，系统公司是芯片行业主要的参与者。而纯半导体公司叫Fabless，在这个时期生存的困难比较大，因为百花齐放的时候会有一些明星出现，但是对大部分公司而言是很苦的，因为最终市场是系统公司掌握。
Sean：
Albert：
从历史的角度来看这个周期预计会持续10-15年左右，这个周期是近两三年开始的，我觉得AI、无人驾驶是主要的推动力。Sean：
您怎么看EDA未来之路？EDA的价值在过去和未来会出现怎样的差异？Albert：
我觉得实际上，标准化的时期和在定制化的时期，EDA价值的体现不一样。标准化时期，EDA价值全在最领先最高端制程的支持上。像过去10年，EDA研发的重点都放在如何支持10nm、7nm 、5nm、甚至3nm的芯片。因为老旧制程的收益是很小的、不赚钱的。所以从盈利角度出发，必须专注于最先进的制程来提高产品的竞争力，才能提高芯片的销量。定制化的时候是以系统厂商为主，所以这个时候，更追求一个定制化投放市场的速度、设计的灵活性、在架构上的探索、在架构上的创新。另外系统厂商对半导体芯片本身利润率的依赖不像芯片公司那么大，芯片公司的一个芯片的利润率，每个0.1个百分点都要抠的。而对于系统厂商，定制化带来的好处大于设计芯片的成本，所以在定制化的时候，EDA有更大的发展空间，可以突破传统EDA的概念，有机会参与到整个系统行业里来体现它的额外价值。只有设计方法上有创新，才能把EDA公司的价值体现出来。由于大部分系统公司专长不在设计芯片，建立、打磨、维护一个一流的传统芯片设计团队需要大量的时间和投入。因此在这个基础上，系统公司更讲究设计工具和如何摆脱传统设计方法对传统人员的依赖。
Sean：
下一个问题是关于，EDA行业的人才问题。其实EDA行业一直面临人才紧缺，且近年由于资本过分关注，吸引核心人才包括搭建团队的成本提高，公司的团队都是什么背景？以及有什么吸纳优秀专业人才的方法可以跟我们分享吗？Albert：
我觉得开创一个新的工具或者设计方法，和做任何一个成功的创业公司是差不多的，就是一定要有自己的竞争优势。我从高层来总结，一个公司的竞争优势主要来源于两块：一是独特的发明和专利；二是找到了很好的配方，把原来相关但是不联系的领域联系起来，形成1+1>2的形式。我们公司的目标是要提供一个新的设计方法，并且需要从几个关键的元素着手，包括工具、硬件和软件。我们公司花了很大的精力来实现这三个领域的共振。由于这三个领域的人才是分散的，把这三个领域的人才都挖出来，在一个公司的产品体系下发挥力量，不是一件容易的事情，做好了这块，就是公司的核心竞争力所在。Sean：
Albert：
未来的发展规划分三步来看。第一步是把现在行业里面三大趋势融合到一块，以一个技术来解决问题。这三个趋势我再重复一下，第一大的趋势就是芯片设计的时间越来越长，大家急需一个新的设计方法；第二大的趋势就是以形形色色的PU为基本设计单元，这是一个大的趋势；第三大的趋势是RISC-V的发展，所以我们如果用一个技术来解决问题，那就是定制处理器的设计自动化。第一步需要首先把定制处理器的设计工具做好，做到每个设计人员都会用，每个设计人员都用得起。第二步很关键的就是，到了大家都以定制处理器（PU）为设计单元来设计芯片的时候，芯片上就没有再用传统硬件设计语言来设计的东西了，因为芯片都是由一些预制好的模块组成，再用一个预制好的bus把各部分连接起来，这也就形成了我觉得是半导体和EDA行业一个非常有纪念意义的里程碑，就是芯片设计全IP化。一旦我们把芯片里面人工设计的步骤去掉，会达到一个里程碑式的转折点，设计效率会一下子提高，这中间也会带来很多新的工具的需求，带来新的商业模式的需求。在这个过程中，我希望以后的芯片设计就像现在的板卡设计一样，很多人都能不再需要很多投资，不再需要那么长的设计时间，就能把芯片做出来。到那个时候，传统的EDA就会是一个后端的工具，跟制造商一样，而前端的设计就是一个全新的世界。所以，这就是我们的下一步，也是一个我觉得更大更有前途的一块新领域。Sean：
公司对于美国最近的芯片制裁有什么看法？对我们自身的影响是怎样的？Albert：
国内应该没有完全脱离美国技术的半导体公司，无论是从所用EDA工具还是专业人才方面来看，所以这个影响还是蛮大的。这次新一轮的限制聚焦在先进制程设备和大算力AI及超算芯片方面。但鉴定标准非常模糊，鼓励个人及公司去向BIS申请许可证。但这次的限制没有专门提到EDA。我们的产品是通用性工具，不是专门为上述提到的两个受限行业设计的。当然，在我们的最终用户授权协议书里也会有相应的专门限制条款。所以，本次新的限制对我们公司而言，影响非常小，几乎为零；第二，本轮限制对我们公司的业务有促进作用，因为在制程受到限制的情况下，要提高芯片的PPA就需要从架构创新做起、从定制化优化做起、从缩短设计周期做起。我们的工具正是为这样的需求而设计的。第三，本轮限制对国内芯片设计人才市场是好的机会。我们已经注意到了人才市场宽松的趋势，由一些外资芯片公司或团队从中国撤出引起的。
