对话芯和半导体创始人代文亮:啃骨头、敲钉子,建生态,“芯片之母”如何以百亿规模撬动千亿产业

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代文亮创立EDA公司芯和半导体,是在2010年。3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

那时候21世纪堪堪走过第一个十年,国内半导体产业还相当年轻。距离国务院正式印发《国家集成电路产业发展推进纲要》,国家集成电路产业投资基金成立,还有4年。3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

“当时,整个社会对半导体、集成电路的认知都不够,融资环境对比今天差了很多。但有空间、有积累,也有一些机会,我就决定还是试一试啃这块硬骨头。”他说。3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

但即使在AI和半导体大热的2025年,EDA电子设计自动化软件——这个有着“芯片之母”的称号的产业对大众来说依然相对陌生。这个市场规模在百亿元左右的生产环节,为什么能够撬动千亿级半导体产业的发展?3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

走过十余年,芯和半导体已经成为一家以仿真驱动设计,提供提供覆盖IC、封装到系统的集成系统EDA解决方案,其产品已在5G、智能手机、物联网、人工智能和数据中心等领域得到广泛应用。3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

步入2025年,AI卷着半导体产业迈入新的阶段,EDA在AI浪潮下如何突围?近期,时代财经带着这些疑问,对芯和半导体创始人、总裁代文亮博士进行了专访。 3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

(芯和半导体创始人、总裁代文亮 图源:受访者供图) 3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

国产EDA如何突围?3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

时代财经: 芯和成立至今已经有10余年,在这十多年中,全球EDA产业相当一部分份额由Cadence、Synopsys和Mentor Graphics几家占领。要在EDA市场开拓并不容易,最早为什么选择EDA作为自己的创业方向?3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

代文亮:一方面是个人经历影响,在创办芯和前,我就在三巨头之一的Cadence工作,本身对EDA领域就很熟悉。3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

另一方面,我们认为中国在这方面还比较薄弱。3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

EDA全球市场不到100亿美元,如果加上IP,接近150亿美元左右,在整个半导体市场中的份额为2%,占比不高。但工具的存在是不可或缺的,EDA撬动的半导体整体市场将在未来几年突破万亿。3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

有空间、有积累,也有一些机会,我就决定还是试一试啃这块硬骨头。3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

EDA可以说是一定程度上“赢家通吃”的行业,头部集聚效应比较强。我们的想法其实很简单,虽然可能不一定做得很大,但要坚持创新,做到至少在细分领域内能排得上号。早点入场,就更有机会占据一个生态位。3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

但是当时确实比较困难。十多年之前,半导体产业内“造不如买,买不如租”的心态还比较多见。社会对半导体、集成电路的认知都不够,融资环境对比今天差了很多。3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

后来我们发现,比起巨头,国内EDA厂商有一个不可替代的优势——本地化服务。3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

很多时候,客户采购EDA并不是只为了一个License(软件许可),还会预期厂商会提供一些行业“KNOW-HOW”,比如怎么设计、怎么实现一些技术技巧。这些本地化支持服务,国内EDA厂商提供起来更方便,也更可持续。3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

时代财经:  对企业来说,在EDA工具不会轻易更换,芯和在业务拓展初期是怎么说服企业使用公司的产品的?3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

代文亮:初创EDA企业拓展客户确实比较困难。3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

实际上,无论是小公司还是大公司,更换一个EDA工具都面临着风险——万一出问题怎么办?3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

对于大公司来说,船大难掉头,冒险意味着很有可能出大错;对于小公司来说,想要最快、最大程度地取得市场认可,用一个已经被广泛接受的EDA工具设计芯片是更为合理的。3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

所以,客户基本都更倾向于选择更成熟的产品。3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

而在寻找成功案例的过程中,也面临着先有鸡还是先有蛋的“拷问”。和晶圆代工厂客户接触时,他们不但会了解我们在同一环节是否有成功的先例,也会好奇我们的EDA目前已经被哪些设计公司使用;反过来,芯片设计公司也会问我们“你们的EDA工具支持哪家代工厂制造?”两头都没有案例,两头都跑不通。3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

甚至有客户提出有偿使用我们的软件。因为他认为我们需要为不确定性承担一些责任。3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

最后,我们意识到,既然别人不认可我们的产品,那就只能靠自己来积累成功经验。于是,公司决定开辟另一块业务,IPD(集成无源器件)。用芯和的EDA,自己设计芯片,自己流片,自己测试,自己验证。再后来,我们在此基础上还开发了IP业务。3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

在外部还没有客户的时候,我们的内循环系统就能实现运转。内循环走通,意味着我们把EDA工具、设计和工厂全部打通,形成了一个完整的链条。对于用户而言,这个案例代表我们可以保障设计可靠性、支持可靠性以及迭代可持续。3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

内部的小循环则进一步带动了外部大循环。当芯片设计公司开始使用我们的产品,就意味着市场也加入了我们迭代的进程中,EDA、Fabless和Foundry三个生态环节的互动达成了。3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

(图源:图虫) 3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

时代财经:走到今天,公司的核心竞争力是什么?公司目前有哪些拳头产品?3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

代文亮:我们最大的特点就是会制定差异化策略,从用户场景出发去优化服务。3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

EDA业内已经有“三巨头”抢占顶端,我们选择花更多的时间和客户交流,寻找痛点,接入选择差异化的发展方向。3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

片上建模是芯片设计不可或缺的环节。我们为客户开发了一些参数化模块,帮助他们节省时间和精力。比如,过去画一个图可能需要一两周时间,使用我们的参数化模板之后,可能只需三五秒钟就能搞定。3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

2013年左右,我们还开始试图把AI引入到工具中。探索将神经网络和遗传算法用于参数化模板的设计,获得了不错的反馈。3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

除了建模,我们还在仿真问题上做了不少优化。3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

在半导体模拟仿真工作中,存在芯片设计仿真和封装仿真之间有脱节的问题。客户希望我们能把设计和封装的仿真整合在一起。3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

这并不容易。首先是平台差异,两类仿真的文件格式不一样,使用的平台也不同。3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

其次则是关注的维度天差地别。在设计端,工作主要是在微纳尺度(微米、纳米级别)进行,封装则一下子跨越到毫米甚至厘米尺度(微纳尺度是10的负9次方米,而毫米是10的负3次方米,两者相差6个数量级),这意味着网格划分的压力非常大。3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

如果按照芯片的设计尺度划分网格,虽然密度和精度足够,但封装部分的网格就会过于密集,导致计算量过大。但如果按照封装的尺度划分网格,芯片部分的精度又会不够,无法准确刻画细节。这就形成了一个跨尺度的问题,计算规模和精度的平衡变得非常复杂,在这些问题里需要做很多权衡。我们通过多年的自主开发,形成了跨尺度的仿真引擎技术,同时从电路、电磁、电热、应力等角度不断拓展多物理仿真的领域,帮助客户解决困境。3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

现在,我们的产品涵盖了从芯片、封装、模组、PCB板级、互连到整机系统,全方位地考虑多物理场的差异,并将其整合到一个完整的的全栈集成系统级EDA平台中。3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

所以说,国产化的过程并不是简单地替换掉原有的产品那么简单。工作的推进就像在敲钉子,要找准发力点,同时也不能一蹴而就。3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

如何构建新生态?3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

时代财经:从EDA厂商角度出发,AI对EDA产业带来的主要挑战是什么?3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

代文亮:AI时代的芯片的显著特征是大算力。大算力芯片的功耗很高,通常在800W到1000W左右,运行时消耗电能会产生热量,散热问题如何解决是一个关键点。3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

如果散热问题无法妥善解决,热量在影响电能的传输和芯片的性能的同时,还有可能导致热膨胀,使芯片和基板发生翘曲。这种翘曲可能会影响芯片的性能,甚至导致损坏。3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

此外,当电流较大时,还会引发电磁干扰。因此,我们需要同时解决散热和电磁干扰问题,以避免芯片性能下降,甚至影响整个系统的稳定性。3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

时代财经:半导体行业技术的迭代几乎在每一刻发生。当下,整体来看国内EDA厂商想要寻求发展,需要应对哪些困难?又有怎样的解决方案?3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

代文亮:不难发现,现在芯片厂商的商业模式已经发生了根本的变化。厂商已经从做芯片,转变为做生态。因此,EDA厂商不仅要关注芯片本身,还要考虑系统级的协同。3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

以英伟达为例,这家公司最开始的业务只专注于显卡芯片本身。但现在,它们不仅要设计芯片内部的架构,还要考虑板卡、整机,甚至是整机集群的协同工作。这使得设计的复杂度大幅提升。3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

从芯片到系统级的打通,是AI芯片领域最典型的需求,但是这种需求的实现离不开精巧的芯片设计。比如,AI芯片的供电电流可能达到数千安培,信号传输速度极高,这些都对设计提出了极高的要求。此外,如果进一步深入到像HBM(高带宽存储器)这样的复杂结构,里面包含众多颗粒和IO接口,数据信号线数量庞大且相互干扰,很有可能导致“串扰”问题,使数字信号失真……因此,AI浪潮既是机遇,也是所有从事大算力芯片开发的企业必须面对的巨大挑战。3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

针对目前的新变化,厂商的视野要更大,从着眼芯片,到着眼系统乃至半导体生态。具体而言,EDA厂商的理念应该从设计技术协同优化(DTCO)向系统技术协同优化(STCO)转变。落脚到EDA个体,我们不再局限于开发一个EDA工具,而是将着眼于为系统级优化提供解决方案。3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

产业链条拉得更长,挑战也更大,但我认为这也许会成为我们后期的一个优势。3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

大算力时代的新挑战3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

(图源:图虫) 3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

时代财经:AI浪潮如何影响了半导体行业?3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

代文亮:AI芯片为半导体厂商提供了一个竞争的新思路——行业内通过百花齐放的创新把性能提高,而不是无止尽地内卷,把价格卷低。3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

在我看来,AI本质上是场景化的。 以前些年的“互联网+”为例,从最早的万物皆可互联网发展至今,我们会发现技术应用已经在分化的道路上越走越远。出行有出行的业态;外卖有外卖的业态……我认为AI未来一定是场景化驱动的,而不是试图用一个通用的解决方案解决所有问题。3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

反映在技术上,我们就会发现,千亿参数、万卡集群大部分时候是少数厂商玩家的游戏,大多数功能和场景的实现并不需要这种量级的硬件支持。3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

因此,小场景和小参数大模型,才是未来的大机会。端侧AI,AI PC和手机的概念越来越受关注,其实也侧面印证了这个趋势。3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

从芯片的需求上也能发现这一点,目前行业里对于AI算力的需求暴涨,英伟达的通用GPU一卡难求,但同时,对ASIC芯片的需求也增加了。3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

通用GPU由于要兼顾多种类型的计算任务,这种灵活性势必会牺牲在特定应用上的性能和效率,譬如视频处理、网络通信、深度学习等,特别是在高负载或持续运行的情况下,这种现象越加明显。3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

ASIC 芯片由于是为了某一特定应用专门定制的,在同等工况下,博通的ASIC芯片就能做到效能大幅提升,算力其实也非常强劲,更适合要求精确、高效处理的应用。3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

所以,我认为最重要的是建构一个生态。GPU芯片和ASIC芯片之间并不是完全竞争的关系,而是各有各的适用场景。例如,GPU在运行一段时间后,可能会发现需要进一步优化以提高效率、节省功耗。不同类型的芯片在不同的场景下都有其独特的作用,而不是简单的竞争关系。3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

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芯和集成系统EDA的产品定位正是基于这种理念,我坚信STCO绝对是未来的大方向,也是我们EDA界需要重点推进的方向。3A2即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

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