ICCAD2023關(guān)鍵詞梳理：AI 生態(tài) 產(chǎn)業(yè)復(fù)蘇

SIA最新數(shù)據(jù)顯示，2023年9月份全球半導(dǎo)體銷售額環(huán)比增長1.9%，同比下降4.5%。2023年第三季度全球半導(dǎo)體銷售額總計(jì)1347億美元，較2023年第二季度增長6.3%，較2022年第三季度下降4.5%。預(yù)計(jì)2023年全球半導(dǎo)體市場規(guī)模大約在5150億美元，較2022年下降約10.3%。

從2023年3月份以來，全球半導(dǎo)體市場規(guī)模環(huán)比已經(jīng)開始逐漸回升，同比跌幅也在持續(xù)收窄，從2023年4月的同比下滑21.6%，收窄到9月份的4.5%。SIA預(yù)測，2024年全球半導(dǎo)體市場規(guī)模將恢復(fù)到5760億美元，較2023年增長11.8%，如果成行，這一數(shù)字也將超過2022年5741億美元的高點(diǎn)成為歷史新高。

看上去，在2023年即將結(jié)束的時候，自2022年一季度開始的這場全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)萎縮和下行周期也終于快要結(jié)束了。

全球半導(dǎo)體市場規(guī)模變化 數(shù)據(jù)來源：SIA

包括中國在內(nèi)的全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在過去這一年里的日子并不好過，但也總有可圈可點(diǎn)的企業(yè)和細(xì)分領(lǐng)域。在近日舉辦的ICCAD 2023上，與非網(wǎng)記者和眾多半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈上的代表企業(yè)就一些技術(shù)和產(chǎn)業(yè)話題進(jìn)行了深入的溝通和交流，總結(jié)下來：

AI的作用被過分夸大？

如果梳理2023年的產(chǎn)業(yè)熱詞，生成式AI和ChatGPT一定無出其右。雖然其合規(guī)性仍然存疑，但由生成式AI帶來的應(yīng)用場景尤其是在大眾消費(fèi)市場上的無限可能還是讓大家興奮不已。

而伴隨近些年來圍繞AI技術(shù)的沸沸揚(yáng)揚(yáng)的討論，讓我們看到智能化正在不斷深化的同時，也不禁讓人產(chǎn)生疑問：AI真的無所不能嗎？在某些領(lǐng)域，AI的作用是否被過分夸大了？尤其是在半導(dǎo)體的設(shè)計(jì)領(lǐng)域。

對此，西門子EDA全球副總裁兼中國區(qū)總經(jīng)理凌琳坦言，“這個話題我個人覺得是過熱了，”在他看來，“AI是一個普適手段?！弊鳛榫哂星罢靶缘腅DA工具廠商，“從很多年前，machine learning和AI就是我們工具的立身之本，一路走來，在產(chǎn)品研發(fā)、更新?lián)Q代中，智能化已經(jīng)是一個底座，廣泛應(yīng)用于每個產(chǎn)品的研發(fā)和生命周期里。”這里，凌琳舉例，即西門子EDA在2017年收購Solido Design Automation公司，該公司的優(yōu)勢技術(shù)就是基于machine learning數(shù)據(jù)采集的引擎，可以幫助完成很多特征向量的歸類分析，西門子EDA將該技術(shù)應(yīng)用于自身很多工具產(chǎn)品的迭代優(yōu)化，同時也在不斷升級Solido工具讓其具備更強(qiáng)大的性能，“今年我們發(fā)布了Solido Design Environment，可實(shí)現(xiàn)六個sigma高精度的設(shè)計(jì)驗(yàn)證，通過少量的數(shù)據(jù)訓(xùn)練以后，就能快速實(shí)現(xiàn)一個模型的搭建和驗(yàn)證。”同時，西門子EDA在制造后端的工具，包括良率測試、失效分析等方面，都有很好的AI技術(shù)和工具支撐?！拔覀兊漠a(chǎn)品普遍架構(gòu)在一個AI的EDA平臺上，現(xiàn)在是越用越好，同時通過一些并購，又拿到核心的一些引擎，讓它更快速的做大數(shù)據(jù)的分析，很多客戶通過自身工程數(shù)據(jù)就會讓引擎變得更快，這是非常美好的?！绷枇諒?qiáng)調(diào)。

西門子EDA全球副總裁兼中國區(qū)總經(jīng)理凌琳

上面，凌琳提到了一個小數(shù)據(jù)集的AI訓(xùn)練問題，奎芯科技副總裁唐睿也表示，“首先對于AI，當(dāng)然數(shù)據(jù)是一個最大的優(yōu)勢，但確實(shí)也有些AI模型是基于比較小的訓(xùn)練集，這也是大家努力的方向，不是說大公司有數(shù)據(jù)壟斷，小公司玩不起來，有些AI的訓(xùn)練方向針對小的訓(xùn)練集去做一些優(yōu)化，也能訓(xùn)練出很有效的模型。”因此，“我們在設(shè)計(jì)的時候也思考，要將設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)做一些沉積，也會產(chǎn)生一些有用的數(shù)據(jù)集，可以為自己以后的機(jī)器學(xué)習(xí)算法提供一些必要的數(shù)據(jù)?！?/p>

奎芯科技副總裁唐睿

這里提到的數(shù)據(jù)樣本的問題，即在很多芯片設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)，因?yàn)?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E6%95%B0%E6%8D%AE%E5%AE%89%E5%85%A8/">數(shù)據(jù)安全性的考量，一般設(shè)計(jì)企業(yè)只會基于自身累積的一些工程數(shù)據(jù)在本地完成設(shè)計(jì)工具的AI訓(xùn)練，相對于圖片、視頻、文本等可以輕松獲取大數(shù)據(jù)樣本的場景，芯片設(shè)計(jì)可供訓(xùn)練的數(shù)據(jù)集可以說相對有限，所以，AI技術(shù)要在這里面發(fā)揮作用，一定是需要更強(qiáng)的經(jīng)驗(yàn)性和算法支持的，才能讓它基于小樣本數(shù)據(jù)集產(chǎn)生效果。因此，芯行紀(jì)資深技術(shù)副總裁邵振表示，在其專注的布局布線EDA工具領(lǐng)域，“布局布線子步驟特別多，在有的步驟，AI可以發(fā)揮非常大的作用，但有的步驟，機(jī)器學(xué)習(xí)就顯得有點(diǎn)局促，但是這個方向肯定是需要大家共同開發(fā)，比如說調(diào)參、優(yōu)化，但最后考驗(yàn)的還是看誰能做到越細(xì)、越智能化，誰就能掌握平臺最佳的PPA即性能、功耗和面積的鑰匙?！?/p>

芯行紀(jì)資深技術(shù)副總裁邵振

可以說，智能化一定會在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的各個環(huán)節(jié)持續(xù)深化，但AI也就是人工智能能起到多關(guān)鍵的決定性作用，還要視不同的細(xì)分產(chǎn)品和技術(shù)而定。

產(chǎn)業(yè)生態(tài)有多少可能？

ICCAD 2023期間，魏少軍教授在《提升芯片產(chǎn)品競爭力》的主題演講中提到，“盡管設(shè)計(jì)業(yè)的整體發(fā)展在2023年受到多重因素影響，增速放緩，但龍頭企業(yè)和骨干企業(yè)發(fā)展速度依然穩(wěn)健，且總體上有一定的改善。2023年十大設(shè)計(jì)企業(yè)銷售綜合達(dá)到1829.2億元，行業(yè)收入占比為31.7%，與2022年1226.5億元占比22.9%相比，改善是明顯的，這就有力說明了當(dāng)行業(yè)處于下行周期時，頭部的骨干企業(yè)的抗壓能力更強(qiáng)。所以企業(yè)一定要有體量，如果沒有體量，真正出現(xiàn)一點(diǎn)風(fēng)吹草動我們是抗不住的。我們寧愿要一家大企業(yè)，不要10家小企業(yè)，今年的情況充分反映了這一點(diǎn)?！?/p>

如果考慮到開放性多元化的市場競爭，魏教授的話未必合理，但如果放在當(dāng)前國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)實(shí)背景下，我們就會理解魏教授的擔(dān)憂和關(guān)切。到此次報(bào)告期，國內(nèi)集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)已經(jīng)增長到3451家，預(yù)計(jì)有625家企業(yè)銷售額超過1億元人民幣，其中1910家企業(yè)的銷售收入小于1000萬元，占比高達(dá)55.35%。

本土EDA工具產(chǎn)業(yè)也是處在典型的分散期，在華大九天科技股份有限公司董事長劉偉平的分享中提到，“全球EDA市場有80多億美金銷售額，國產(chǎn)EDA才2億多美金，占比很小。而企業(yè)數(shù)量方面，現(xiàn)在國內(nèi)號稱做EDA的企業(yè)大概130多家，我們看了下每家企業(yè)做的情況，跟IC有關(guān)的EDA企業(yè)大概90家左右，全球EDA產(chǎn)業(yè)，有一大半企業(yè)都在我們中國。”本土半導(dǎo)體IP產(chǎn)業(yè)的情況也基本類似。

近幾年我們頻繁討論半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的生態(tài)問題，基于目前的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，這種產(chǎn)業(yè)生態(tài)的發(fā)展，尤其在上游EDA/IP領(lǐng)域存在多種可能性。包括：

EDA工具企業(yè)間的整合，打造完整工具鏈。這種整合正在發(fā)生，已經(jīng)形成一定規(guī)模尤其是已經(jīng)上市的幾家EDA企業(yè)包括華大九天、概倫電子，先后發(fā)起了一些并購，借助資本的力量讓自己快速壯大。同時我們看到有互補(bǔ)性的不同EDA企業(yè)之間也在尋求更深的綁定和合作，包括華大九天和合見工軟，概倫電子和行芯等。相信在EDA領(lǐng)域，這種整合和合作還只是開始。

EDA+IP企業(yè)的橫向整合，形成規(guī)模化、全產(chǎn)品組合型的技術(shù)企業(yè)。EDA+IP的結(jié)合并不鮮見，包括新思、Cadence都是集EDA和IP于一體。從邏輯上IP后于EDA出現(xiàn)，先有EDA環(huán)境，有了各種設(shè)計(jì)流程的分布，在這過程中IP的出現(xiàn)是為滿足一些重復(fù)設(shè)計(jì)的需求，從而成為了EDA環(huán)境中的一個IP庫，之后IP也慢慢成為一個單獨(dú)的產(chǎn)品和商業(yè)模式，包括Arm和Imagination等公司開始專注于相關(guān)IP產(chǎn)品的開發(fā)和商業(yè)化。

銳成芯微CEO沈莉

“為什么國內(nèi)的EDA公司和國內(nèi)的IP公司還沒有看到比較多的、更加緊密的融合成為一家公司，目前還屬于一個比較分離的狀態(tài)，也是有其產(chǎn)業(yè)鏈的歷史原因。”國內(nèi)IP企業(yè)銳成芯微CEO沈莉表示，“從市場或者是從業(yè)務(wù)的角度來看，我覺得不排除未來會出現(xiàn)國內(nèi)EDA和IP企業(yè)的更多結(jié)合，互相通過收并購或者投資開創(chuàng)一些新的業(yè)務(wù)，也可以為設(shè)計(jì)企業(yè)提供更完整、且有差異化的服務(wù)，甚至有可能出現(xiàn)EDA+IP+設(shè)計(jì)一條龍?！保瑫r她也補(bǔ)充，“就如魏教授說的，目前國內(nèi)的設(shè)計(jì)企業(yè)規(guī)模以小企業(yè)居多，并且很大部分還在成長初期，所以在這個階段，更多企業(yè)的首要任務(wù)是先滿足市場需要，在技術(shù)上做出自己的特色，這是更符合我們當(dāng)前狀態(tài)的發(fā)展階段?！?/p>

EDA+設(shè)計(jì)+制造的全產(chǎn)業(yè)生態(tài)，協(xié)同創(chuàng)新。這點(diǎn)也是近些年業(yè)內(nèi)討論較多的，我們一直在提彎道超車、國產(chǎn)替代，但現(xiàn)實(shí)可能是大家拼命內(nèi)卷替代“國產(chǎn)”，就像魏教授主題分享中提到的，“集成電路設(shè)計(jì)業(yè)面對的是產(chǎn)品開發(fā)，現(xiàn)在我們也必須將目光向內(nèi)，從研究應(yīng)用入手，強(qiáng)化自己的產(chǎn)品定義能力，從應(yīng)用設(shè)計(jì)芯片等多個方面形成獨(dú)特的產(chǎn)品方案，打造自己的標(biāo)范標(biāo)準(zhǔn)和范式，中國集成電路設(shè)計(jì)業(yè)獨(dú)有的優(yōu)勢是別人搶不走的，從根本上擺脫技術(shù)路徑的對外依賴，形成自己的產(chǎn)品體系和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，這將使我們立于不敗之地?！卑‥DA產(chǎn)業(yè)在內(nèi)的國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)要制定自己的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)則，這需要極大的創(chuàng)新力和極高的技術(shù)和產(chǎn)品開發(fā)能力，甚至要重建方法學(xué)，這需要從EDA、IP到設(shè)計(jì)、制造各環(huán)節(jié)的協(xié)同作戰(zhàn)。

我們看到，包括EDA工具廠商概倫電子、晶圓代工廠臺積電都提出了一個DTCO的概念，也是希望從設(shè)計(jì)到制造可以實(shí)現(xiàn)融合創(chuàng)新帶動產(chǎn)業(yè)的鏈?zhǔn)叫?yīng)。Tower Semiconductor中國區(qū)運(yùn)營副總裁秦磊也表示，本土芯片設(shè)計(jì)要真正實(shí)現(xiàn)差異化的競爭優(yōu)勢，“最簡單的回答，大家要聯(lián)合起來，包括EDA軟件和工藝?！?/p>

Tower Semiconductor中國區(qū)運(yùn)營副總裁秦磊

此外，在產(chǎn)業(yè)生態(tài)方面，針對本土半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)相對分散、中小微企業(yè)較多的現(xiàn)狀，近些年從設(shè)計(jì)到制造、封測的環(huán)節(jié)也衍生出類似摩爾精英這類平臺服務(wù)商，摩爾精英董事長兼CEO張競揚(yáng)介紹，“中國芯片產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀是，目前芯片公司有3000多家，但很難預(yù)測出哪家企業(yè)會成為佼佼者，作為供應(yīng)鏈的合作伙伴，包括晶圓廠，也希望擁有更多的客戶，讓更多的產(chǎn)品在其平臺上進(jìn)行驗(yàn)證。但是一個現(xiàn)實(shí)的問題是每一個小客戶都需要經(jīng)過跟大客戶一樣的復(fù)雜流程，甚至很多時候小客戶很難拿到同等的支持。因?yàn)榫A廠很難有這么多的資源去支持中小企業(yè)，而這正是摩爾精英可以為中小企業(yè)提供的一個核心價值，因?yàn)槲覀兛梢钥焖夙憫?yīng)并提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)去支持這些中小客戶的，同時我們的成本又可以做到相對比較低，因此我們才能夠在過去的5年里為國內(nèi)800多家的芯片公司提供服務(wù)，并完成1000+個tape out?！?/p>

摩爾精英董事長兼CEO張競揚(yáng)

產(chǎn)業(yè)復(fù)蘇時？

前面提到半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的下行周期有望在2024年出現(xiàn)轉(zhuǎn)折，這一話題也是此次ICCAD 2023期間大家關(guān)注較多、集中討論的。

產(chǎn)業(yè)能否復(fù)蘇，市場需求是最根本的原因，而消費(fèi)類市場無疑是最重要的驅(qū)動力，過去近2年的產(chǎn)業(yè)低迷最主要的動因也源于消費(fèi)類尤其是手機(jī)市場的景氣值大跌。Tower Semiconductor中國區(qū)運(yùn)營副總裁秦磊提到，2023年3季度開始手機(jī)市場出現(xiàn)一波需求拉動，但這種需求爆發(fā)能否持續(xù)大家并不十分樂觀，歸根結(jié)底是圍繞手機(jī)的功能和技術(shù)迭代已經(jīng)進(jìn)入一個瓶頸期，沒有殺手級的應(yīng)用，就無法刺激消費(fèi)者的換機(jī)意愿。

在其他消費(fèi)領(lǐng)域，芯原股份創(chuàng)始人、董事長兼總裁戴偉民博士認(rèn)為，“手機(jī)和無線藍(lán)牙耳機(jī)都是存量市場?！倍鱾ッ窈颓乩诙继岬搅薃R/VR，在戴偉民看來，“AR眼鏡是‘手機(jī)+無線藍(lán)牙耳機(jī)’的組合，當(dāng)AR/VR眼鏡的用戶體驗(yàn)感做好后，可以大幅減少人們對手機(jī)的依賴，人機(jī)交互變得更加自然，即可便捷大家的生活，也不失可以成為一個很好的社交工具，這是一個增量市場。”談及這類產(chǎn)品的突破性技術(shù)，兩位都提到了顯示，秦磊介紹，“有一個非常有突破的芯片就是微顯示，我們現(xiàn)在的顯示都是在玻璃上面，如果要做到在更小的顯示屏上實(shí)現(xiàn)像電視4K這樣的分辨率是達(dá)不到了，因此要在微顯示芯片技術(shù)上實(shí)現(xiàn)突破，這會給整個行業(yè)需求帶來沖擊的一波影響?！贝鱾ッ褚脖硎荆霸陲@示方面要關(guān)注兩個關(guān)鍵技術(shù)，一個是MicroLED，第二個是光波導(dǎo)。”

芯原股份創(chuàng)始人、董事長兼總裁戴偉民博士

產(chǎn)業(yè)總有周期，不管這種周期性波動是否趨緩，作為參與其中的企業(yè)，正如凌琳所說，“我們的看法是充滿希望，在低迷和下行周期更要注重創(chuàng)新和研發(fā)，在行業(yè)變好的時候才能夠占據(jù)相應(yīng)的份額，只是在低端重復(fù)是沒有用的，我們更希望看到大家可以協(xié)同起來，通過良好的生態(tài)系統(tǒng)一起克服困難，大家都能這樣想的話，產(chǎn)業(yè)就會好。”