EDA 正在從一個穩定但具有战略意義的行業轉變爲一個熱門的投資市場，其推動因素包括強勁的盈利和增長、新市場和現有市場對前沿和日益定制化設計的需求，以及人工智能等先進技術在一系列領域的推出。开發具有更高每瓦性能的新架構所需的工具。

一系列事件的結合導致了主要EDA參與者有史以來最好的一年，不僅因爲他們去年在銷售額、利潤或股價方面的表現如何，而且還因爲他們未來的表現如何。SEMI 電子系統設計 (ESD) 聯盟最近報告稱，2023 年，EDA第三季度行業收入增長 25.2%，達到 47.024 億美元，高於 2022 年第三季度的 37.563 億美元。第四季度移動平均值最近四個季度較前四個季度上漲13.8%。幾乎所有細分領域和地區都出現了顯著增長，並從年初的疲軟狀態中迅速反彈。

即使是對於大型 EDA 廠商來說，這種軟性也受到了限制。小公司對經濟衰退的感受更爲強烈。Real Intent 總裁兼首席執行官 Prakash Narain 表示：“2023 年初，我們經歷了經濟調整。” “事情放緩了，但對初創公司的影響比對一些大公司的影響更大。然後它就起來了。現在我們看到系統公司正在發生更多的活動。這實際上非常令人興奮，因爲他們需要定制芯片。這意味着需要進行更多的設計工作，這對於 EDA 行業來說是個好消息。

總體而言，這是美好的一年，因爲今年下半年的上漲抵消了下跌的影響。”

這種轉變是由幾個因素驅動的。去年才开始的 ChatGPT 的大規模增長需要顯著增加可用的總計算能力，以及多樣化的引擎來滿足這一需求。CPU 正在被異構計算所取代，我們看到雲正在成爲 CPU、GPU、AI 處理器、定制加速器、FPGA 等的混合體。許多新處理器是由初創公司或超大規模企業开發的，這對於提高不同類別計算的效率至關重要。

許多定制處理器的增長超出了光罩限制，迫使芯片制造商使用某種類型的先進封裝來分解不同的功能，例如 2.5D、3D-IC 和帶柱的密集扇出。這需要更先進的 EDA 工具，包括一些新工具，以及利用其他領域的技術。有些甚至解決了以前芯片設計中從未見過的問題。多物理場這個術語現在隨處可見。

第三個驅動因素涉及加速 EDA 和系統空間之間的協同作用。西門子是第一個利用這一機會的公司，其他公司也紛紛效仿。

是德科技新市場管理總監 Chris Mueth 表示：“Synopsys 希望开始在系統層面進行思考，他們希望將其他學科引入競爭中。” “復雜性呈指數級增長，但勞動力卻沒有。這就留下了一個缺口。那么，當您無法擴展員工隊伍時，如何處理復雜性呈指數級增長的問題呢？您必須自動化工作流程。你沒有選擇。你必須拆掉圍牆，讓所有東西連接起來並協同工作。而且它也不會是一個供應商。由於多種不同的原因，單個供應商不可能處理所有這些不同的事情。這是一個互操作性的遊戲，涉及整個生態系統。”

EDA 和 RISC-V的轉變

RISC-V的快速採用和接受。隨着生態系統的發展和成熟，越來越多的公司正在冒險开發自己的定制處理器，他們迫切需要工具。這些類型的工具過去就存在，但隨着 ARM 成爲 CPU IP 市場的主導供應商而減少。雖然可擴展處理器开發工具繼續存在於 Cadence (Tensilica) 和 Synopsys (ARC) 中，但它們的範圍相當有限。現在正在擴展。

RISC-V International 首席執行官卡莉斯塔·雷德蒙德 (Calista Redmond) 表示：“自 2023 年初以來，RISC-V Exchange 已增長了 40% 以上，我們預計將在 2024 年看到許多新的創新 RISC-V 產品投放市場。” “社區的重大技術進步給我留下了深刻的印象，他們批准了 16 項規範，還有更多規範正在制定中。我們還看到了各個領域的重大 RISC-V 公告。例如，META 表示，該公司正在將 RISC-V 用於視頻轉碼器、推理加速器和訓練芯片。此外，高通還強調，它已售出 10 億台配備 RISC-V 微控制器的設備，並將基於 RISC-V 的可穿戴設備解決方案推向市場，該解決方案適用於 Wear OS by Google。”

RISC-V 的一些問題仍然存在，但即使這些問題也有利於 EDA。Arteris解決方案和業務开發副總裁 Frank Schirrmeister 表示：“對於驗證，人們已經有了一些認識。” “創新自由伴隨着巨大的驗證責任，RISC-V 生態系統需要進一步成熟才能支持增長。除了驗證之外，用戶在 RISC-V 峰會上指出，IOMMU、調試和跟蹤、中斷控制器、電源管理和 SoC 範圍的一致性等方面需要生態系統工作來支持 RISC-V 的持續增長。”

2023 年末，Synopsys 悄然收購了 Imperas，後者是 RISC-V 參考模型和不斷增長的針對 RISC-V 的驗證工具套件的領先提供商。此外，Synopsys 還宣布推出 ARC-V，該公司將其多年的 ARC 可擴展處理器經驗應用於 RISC-V 架構。

雖然开源硬件越來越受到關注，但开源 EDA 卻沒有。

“好的 EDA 需要很多錢，” Axiomise創始人兼首席執行官 Ashish Darbari 說。“EDA 的採用者是使用這些工具的公司，因爲他們關心質量和上市時間。他們希望第一次就把事情做好。這些公司，尤其是世界上的老牌芯片公司，並沒有向新的开源、稍微便宜的 EDA 形式开放。不幸的是，开源 EDA 尚未在 RISC-V 領域發揮作用。造成這種情況的最大原因是 RISC-V 芯片供應商以及所有構建芯片的公司都沒有投資开源 EDA。”

EDA 中的人工智能

EDA 的箭袋裏藏着一支新箭——人工智能。EDA 公司在過去十年中一直有選擇地採用人工智能，但其用途正在擴大。

正如 ChatGPT 等工具所證明的那樣，EDA 中使用的人工智能類型可能不如生成式人工智能那么有吸引力。盡管如此，強化學習已被證明擅長取代人類目前執行的一些重復性較高的任務，特別是當涉及許多因素之間的復雜關系時。

人工智能取代設計師的可能性較小。IC Manage 首席執行官 Dean Drako 表示：“人工智能是經過訓練的。” “如果你訓練你的人工智能，它就會從已經做過的事情中學習。如果我用 1000 種加法器設計來訓練 AI，它就會知道加法器是什么。然後我可以要求它設計一個具有一組定義的特徵的加法器。但我不會讓人工智能提出小芯片的想法，因爲以前從未這樣做過。我們在 EDA 領域和設計領域所做的最重要的部分就是提出新事物。每次我們制造新芯片時，我們都在發明比上一個更好的東西。我們做的不是同一件事。人工智能將非常擅長完成重復性任務。”

工程是創造性和方法性的結合。“創意部分相對較小，”Real Intent 的 Narain 說道。“然後是有條不紊的部分，您輸入代碼，創建該功能並測試它。這需要大量的工程時間。人們正在努力提高工程師的生產力。通過使更多的有條理的事情自動化，你可以給他們更多的時間來考慮其他方面。”

它也可以提供一些實際收益。Ansys總監 Rich Goldman 表示：“過去一年，四大巨頭都推出了人工智能增強功能。” “像 Synopsys 這樣從事邏輯綜合已有 40 年歷史的公司，由於人工智能突然提供了更好的結果。類似的事情能夠帶來如此大的改變，真是太神奇了。”

這些收益大部分來自於強化學習的利用。“但現在生成式人工智能正在釋放全新的能力水平，”西門子 EDA IC 部門營銷總監 Neil Hand 說道。“這一軌跡令人印象深刻，不僅體現在技術方面，還體現在用戶的感知方面。如果你回到幾年前，人們並不真正關心某件事是如何完成的，只要它完成了就可以了。如果你談論機器學習，人們會有點懷疑，並且並不完全信任它。現在這已經完全消失了。人們信任人工智能和機器學習。人們想知道你在做什么。他們想要深入屏幕並了解正在使用哪些技術。”

未來還有更多的可能性。“作爲 EDA 工具設計師，我面臨的挑战之一是人機界面，”Narain 說。“我們計算了大量需要呈現給用戶的信息。人工智能可以使過程的一部分自動化，根據我們人類看不到的模式自動調整參數，即在未知事物中發現模式的能力。這可能是一個漫長的過程。”

EDA 受到尊重

EDA 長期以來一直沒有被視爲一個充滿活力、值得投資的行業。“半導體和 EDA 再次變得很酷，”西門子的 Hand 說道。“這可能是我多年來一直不那么引人注目的最大驚喜之一。盡管我們每天都在改變世界，但我們卻沒有被看到。去年，我們有半導體人員在白宮，我們有 EDA 人員與總統交談。我們突然變得可見了。”

這已經反映在估值中。“很高興看到公开市場最終承認 EDA 所做的貢獻，”Narain 說。“EDA 長期以來一直被低估。我必須感謝大公司的管理層，他們在實現這一目標方面發揮了重要作用。”

是不是好事太多了？“我對 EDA 公司的市值感到驚訝，”IC Manage 的 Drako 說道。“他們的水平高得離譜。這真是令人難以置信。也許有些合理或遲到。EDA 業務爲我們生活中的一切提供支持，但 EDA 行業確實是一潭死水，沒有賺到很多錢，也沒有得到很多尊重。我們花了 50 年的時間，但 EDA 世界早就應該得到尊重和金錢。”

高估值往往會使收購更有可能，我們當然已經看到該領域的活動有所增加。如果最近宣布的 Synopsys 和 Ansys 合並完成，這將是很長一段時間以來最大的企業交易。

多雲的地平线

但是地平线上至少有一片雲。使 EDA 更加引人注目的力量也與可能產生長期影響的地緣政治姿態有關。“我列出了不同國家的大約 15 個國家計劃，用於資助半導體和 EDA，”Hand 說。“《CHIPS 法案》只是一個例子。作爲回報，這也帶來了阻力，因爲中國是最大的市場之一。您如何應對出口限制？你如何引導這些，以便仍然讓他們能夠做他們被允許做的事情，但這樣做的方式我們不違反任何限制？”

有大量晶圓廠正在建設中。“CHIPS 法案正在加速半導體代工廠建設計劃，這可能對半導體周期產生重大影響，”Ansys 的 Goldman 表示。“建立一個新的晶圓廠需要一段時間。你會在亞利桑那州看到台積電和英特爾的代工廠，以及俄亥俄州和紐約中部，以及我們以前從未見過的地方。在 EDA 中，我們看到幕後在資金去向方面付出了很多努力，但資金尚未釋放。我認爲我們將在明年看到這種影響。”

如果這些晶圓廠要在經濟上可行，那么所有額外的晶圓廠產能都需要以某種方式得到填補。Ansys 產品營銷總監 Marc Swinnen 表示：“通過《CHIPS 法案》，他們正在尋求芯片設計的民主化以及對工具、庫和 IP 的訪問，以便更多的團隊能夠進行先進的芯片設計。” “他們還希望通過大學的研究在 EDA 方面取得進展，他們需要 EDA 供應商組成一個聯盟，讓他們在同一個可用性桶中相互競爭，有點不舒服。有很多开拓性工作需要完成。他們想要從設計方面得到什么，以及我們如何實現這一目標，現在正在研究中。”

對於每一個動作，都會有一個相等且相反的反應。“即將發生的事情是一個意想不到的後果，”德拉科說。“大多數 EDA 工具都是由美國公司制造的。這些工具是如此先進，包含如此多的知識，以至於沒有人試圖嘗試重新創建它們。但鑑於中美之間的貿易挑战，中國將投入大量精力开發 EDA 工具。我們基本上是在 EDA 工具領域創建一個競爭對手，或者創建第二個來源，或者創建另一個參與者。”

正如我們在傳統 EDA 中看到的那樣，當一家公司領先得足夠遠時，只要他們繼續投資，就很難甚至不可能趕上他們。“有時，當您從頭开始構建時，您可以做出更好的解決方案，因爲您可以在开始時使用更好的技術，”Drako 補充道。“但其他時候，當發生很多事情時，很難從頭开始並構建更好、更快的解決方案，因爲經驗教訓中的大量知識和努力都變成了一堆代碼。需要很長時間才能趕上。”

結論

無論從哪個角度來看，對於 EDA 來說，今年都是偉大的一年。新技術和新機遇確保了未來幾年的美好時光。如果出現新的競爭對手，行業將如何應對？那一章還沒有寫。

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標題：EDA，再度爆紅

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