КРЕМНИЙ | Головоломка китайских инструментов для проектирования

Время чтения: 4 мин
(Источник изображения: TechNode/Shi Jiayi)

(автор статьи — Стюарт Рэндалл)

Это первая из двух статей, посвящённых инструментам автоматизации электронного проектирования в полупроводниковом секторе Китая.

Сможет ли Китай добиться независимости в производстве интегральных схем (ИС)? Это вопрос, который мне часто задают, и в течение следующих нескольких месяцев я планирую пролить свет на то, в чём Китай преуспевает, а в чём нет. Это сложная картина, но давайте начнём с того, что Китай не станет независимым в ближайшее время.

Одна из главных причин — электронные средства автоматизации проектирования (EDA), критический уровень проектирования ИС, в котором в настоящее время доминируют либо компании США, либо компании, которые подпадают под экспортный контроль США. Есть китайские альтернативы нескольких специализированных приложений и многое другое в перспективе, но это ахиллесова пята независимости чипов, особенно для китайских компаний с глобальными амбициями.

Что такое EDA?

Это программные средства, используемые для проектирования микросхем и печатных плат. Несмотря на то, что они составляют всего около $10 млрд из 450-500-миллиардной мировой индустрии чипов, они необходимы для проектирования и создания полупроводников.

Различные инструменты EDA необходимы для различных задач и работы в потоке проектирования, который все разработчики микросхем используют не только для проектирования, но также для анализа, проверки и отладки полупроводниковых микросхем. Это невозможно делать вручную, особенно учитывая сложность современных архитектур, которые могут содержать десятки миллиардов транзисторов. Инструменты можно разделить на четыре или пять основных подкатегорий: проектирование, моделирование, верификация, подготовка производства и функциональная безопасность. Можно одновременно применять разнородные инструменты, но люди склонны придерживаться единой системы, потому что это проще, быстрее и дешевле.

Кто главные игроки?

Хотя существует много производителей инструментов EDA, в отрасли доминируют три основных игрока — Synopsys, Cadence и Mentor Graphics. До недавнего времени это были американские компании, пока Mentor не приобретела Siemens. Mentor по-прежнему базируется в США и является американской компанией во всех других отношениях. Вместе они составляют примерно от 60 до 70 процентов мирового рынка инструментов  EDA, причем одна Synopsys занимает более одной трети.

Лично я не встречал в Китае ни одной компании по разработке чипов без собственных производственных мощностей, которая не утверждала бы, что использует либо Synopsys, либо Cadence, либо инструменты от обоих производителей. Нет никаких местных альтернатив, и хотя некоторые могут дополнять инструменты Cadence или Synopsys инструментами от других компаний, они обычно предназначены для нишевых кейсов и не играют основной роли в процессе проектирования.

Мои единичные примеры подтверждаются тем, что около 95 процентов продаж инструментов EDA в Китае разделены между этими тремя компаниями.

Что это значит для Китая?

Разговаривая с моими клиентами и китайцами в отрасли, я предполагаю, что Synopsys и Cadence больше не могут работать с Huawei или любой другой компанией в торговом чёрном списке. Это дополнительно подтвердилось во время запуска чипа Huawei Ascend 910 AI, когда председатель правления Huawei заявил, что Synopsys и Cadence больше не могут работать с Huawei.

Это не катастрофа. Такие компании как HiSilicon больше не будут получать техническую поддержку, но у них уже есть доступ к инструментам, и они знают, как их использовать. Я не удивлюсь, если они продолжат выпускать чипы до 2020 года.

Предположим, это станет новой нормой, и HiSilicon потеряет доступ навсегда. Это будет означать, что конкуренты будут иметь доступ к поддержке, получать все последние исправления, обновления и улучшения. Возможно, текущие лицензии закончатся, и они не смогут их продлить.

Какие инструменты они могут использовать в этом случае? Как быстро они смогут переподготовить инженеров, которые полагались на инструменты США с университетских дней, чтобы они использовали совершенно другой набор инструментов? Проекты будут выходить медленнее и отставать от конкурентов.

А как насчёт альтернатив?

Чисто китайская компания может иметь возможность тайно использовать нелицензированные/пиратские инструменты. Действительно, это чрезвычайно распространено в Китае. Многие чисто китайские компании, с которыми я разговаривал, будут использовать пиратские инструменты в системе проектирования.

Листинговые компании или международные игроки, такие как Huawei, не смогут этим воспользоваться. Их будет поджидать команда юристов.

Возможно, они могли бы использовать услуги сторонних разработчиков? Это позволит обойти проблему, но будет означать аутсорсинг проектирования. Это также будет означать, что значительное число сотрудников больше не потребуется. Для HiSilicon — драгоценного камня в китайской короне проектирования ИС, будет невозможно признать, что он больше не проектирует чипы, по крайней мере, не полностью. Чтобы обойти эту проблему, Китаю потребуются собственные решения EDA. В следующем выпуске мы увидим, почему это не так просто.