10年前在蘇州吳江科創園的一個小房間里，芯禾科技（“芯和半導體”前身）的兩位創始人做了一個決定，決定投身“搞”國產EDA工具。

“當時我和凌博士（現芯和半導體創始人兼CEO）就在那個小房間里慢慢搞研發，到現在發展到100多人的團隊。十年時間很長，卻也很短，我們還是對產業充滿最初的激情。”芯和半導體聯合創始人兼工程副總裁代文亮博士談起公司十年的發展歷程，感慨決定創業做公司“仿佛就是昨天的事”。

如今，芯和已經成為國內EDA行業的領導者，集首創革命性的電磁場仿真器、人工智能與云計算等一系列前沿技術于一身，提供覆蓋芯片、封裝到系統的全產業鏈仿真EDA解決方案。經過十年的厚積薄發，從芯“禾”到芯“和”，用代文亮的話形容，公司正從最初的“小禾苗”逐漸成長起來。

站在下一個十年的起點，芯和對EDA軟件事業的定位進行了全面的升級——承擔串聯起從芯片設計到芯片制造的半導體生態鏈的重任，“和”EDA生態圈的各個伙伴無縫交互、“和”半導體產業鏈上下游的企業緊密融合，提供覆蓋芯片、封裝到系統設計的全面解決方案，更好地服務全中國乃至全球的客戶。

專攻EDA仿真工具 不做“Me Too”的產品

在仿真EDA的細分領域，芯和在過去十年里盡力做到極致，并且以此形成公司核心競爭力的基礎。

作為IC設計必需、也是最重要的集成電路軟件設計工具，EDA工具涵蓋了IC設計的方方面面——從仿真、綜合到版圖，從前端到后端，從模擬到數字再到混合設計，以及后面的工藝制造等。這一半導體產業最上游賽道，其門檻之高無須贅述。

經過三十余年長足發展，目前全球EDA產業競爭格局主要由Cadence、Synopsys和西門子旗下的Mentor Graphics壟斷，三大EDA企業占全球市場的份額超過60%。而十年前這一領域更鮮有中國本土創業團隊涉足，芯和的兩位創始人當年深知該領域的競爭之劇和難度之高。“當時甚至不少人覺得我們是不是瘋了，選擇這么難的賽道。”代文亮說，但是他們在摸索中找準了這其中的“利基市場”——EDA仿真工具。

“某種意義上，最大的核心競爭力是仿真能力。”代文亮對集微網指出，這就好比要建造一棟大樓前，設計圖紙的時候，工程師們必須要考慮各種工程問題，比如地基打多深、要多粗的鋼筋、防震級別等等，要想讓實際開工后出現的問題降到最小，仿真能力就極為關鍵，它可以大大減少迭代周期，實現效率提升。對于半導體產業更是如此。“而且EDA仿真工具上，市場容得下2到3家公司。”代文亮說，“不像畫圖工具、版圖工具上，IC設計廠商不會輕易切換。在仿真工具方面，只要我在某一點技術上比別人的好，廠商愿意切換工具使用。”

但代文亮指出，他們當時就意識到不能做“Me too”的產品，而要實現差異化——“客戶有痛點的，我們去做；大廠不愿做的，我們去做；大廠反應慢的，我們去做。”就像“敲釘子一樣”，從最初的一些點工具（Point tool）開始，他們漸漸進入到EDA生態中，不斷深入產業，并逐漸和Cadence、Synopsys等大廠形成競合關系，更在某些業務上形成了長期的合作伙伴關系。

EDA仿真技術始于上世紀70年代的SPICE電路仿真。隨著芯片、系統的高頻高速的發展，傳統的場、路仿真技術遠遠滿足不了先進工藝、先進封裝和復雜系統所帶來的新的需求，電磁場仿真也被引入到EDA仿真的流程，5G、數據中心、高性能計算使得電磁場仿真和電路仿真一樣重要。這給芯和這樣的后來者提供了趕超的機會。芯和專注的主要領域正是以電磁場為主的EDA仿真。

目前，在全球電磁場求解器的市場中，除幾家老牌美國廠商外，芯和是唯一擁有兼顧兩條產品線的國產EDA，并且延伸出了不同的產品線，能提供覆蓋芯片、封裝及系統的完整仿真EDA解決方案，擁有多項電磁、電路仿真自主創新技術，還囊括了新穎的并行云計算方案。

今年初，芯和發布其在亞馬遜Amazon Web Services（AWS）上的EDA云平臺，這是國內首家上云的EDA仿真平臺。代文亮指出，在先進工藝制程和先進封裝技術的推動下，從芯片到封裝到系統的設計和驗證EDA流程變得越來越復雜，將人工智能、云計算等技術應用在EDA軟件一定是未來重要的方向。而芯和將其EDA解決方案移植到AWS可以讓用戶利用AWS所提供的接近無限的計算、內存、存儲等資源，幫助用戶實現仿真作業的擴展，大大縮短設計周期和上市時間。

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下一個十年 做大產業生態“拼圖”

在半導體產業龐大生態圈里，EDA是基礎工具，它的成功取決于其與上游的設計、制造公司的密切互動、創造價值。談到公司創立發展十年來跨越的最艱難的門檻，代文亮認為，構建并融入產業生態是最難的一步。因為EDA最終落地，不僅僅是落實到代碼，還要懂工藝、半導體器件，EDA工具需要與產業相結合。

代文亮回憶，為了和產業對接，起步之初的芯和做過各種嘗試、經歷了不少拒絕。“其中的一個矛盾點就在于，當你去問IC設計公司能不能用我們的EDA工具，對方的第一反應就是，哪家晶圓（Foundry）廠支持這個工具？反之亦然。”

這需要經歷無數次與產業客戶間的調整打磨，這個過程中，芯和也越來越意識到與Foundry廠的深度對接對于本土EDA產業生態的建立和發展至為關鍵。代文亮指出，EDA工具是設計和工藝對接的紐帶，如果與晶圓制造廠沒有深度合作，就很難對工藝真正理解到位，難以針對先進工藝設計改良EDA軟件，這也是目前國內EDA廠商欠缺的部分。其中，在EDA工具與工藝結合的重要支撐——工藝設計套件（PDK）方面，國內的發展更是不足。而PDK開發非常復雜，需要較大投入，目前國內EDA廠商大多都比較缺乏PDK基礎，這與中國整個半導體生態不夠成熟直接相關，需要半導體行業整體的進步。

在多年的發展過程中，芯和在構建和融入產業生態上做了大量努力，漸漸構建起豐富的晶圓廠及合作伙伴生態系統，也這是芯和重要的護城河。目前芯和的EDA工具經過了像臺積電、三星、格芯、中芯國際、意法半導體等主流晶圓廠嚴格認證，包括傳統CMOS、FinFET、BiCMOS 、SOI、IPD等不同的工藝，都已經通過了技術認證；與此同時，芯和生態圈中還有眾多的EDA合作伙伴，包括Synopsys、Cadence、Mentor、Ansys等大廠，實現與主流設計流程的無縫銜接。

目前芯和一共有11款EDA工具，覆蓋從芯片、封裝到系統半導體全產業鏈，技術涵蓋先進工藝、先進封裝、高速數字、射頻毫米波及模擬芯片等五大領域，面向5G移動終端/基站、物聯網、數據中心/高性能計算、汽車電子四大終端市場。隨著多款工具在半導體先進工藝節點和先進封裝上不斷得到驗證，并在5G、智能手機、物聯網、人工智能和數據中心等領域得到廣泛應用，芯和EDA有效聯結了各大IC設計公司與制造公司。

而在縱深發展EDA仿真軟件全鏈路覆蓋的同時，芯和也將業務拓展至硬件層面。其通過自主創新的濾波器和系統級封裝（SiP）設計平臺為手機和物聯網客戶提供射頻前端濾波器和模組，并被Yole評選為全球集成無源器件（IPD）濾波器領先供應商。

值得一提，芯和是國內唯一自有濾波器IC設計和系統級封裝設計團隊的EDA公司。其內部的IC設計團隊就是芯和EDA工具上市前的第一個客戶，經過他們實際項目驗證的EDA工具發布后將能確保產品的效率和質量。

今年4月，芯和發布了首款國內自主開發的高頻體聲波濾波器產品，這款低插損、高抑制WiFi2.4GHz帶通濾波器基于高性能體聲波諧振器技術，以及全套晶圓級加工與封裝工藝技術，封裝尺寸僅為1.1mm×0.9mm×0.6mm，完全兼容當前主流1109的WiFi帶通濾波器尺寸。產品性能媲美同類國際領先產品，可滿足智能手機、無線終端、便攜路由器、無線模組等多種系統應用需求。

從EDA仿真軟件到濾波器，代文亮表示，這“一軟一硬”也將是芯和下一個十年繼續重點探索的領域，正好也都是國內半導體產業被卡脖子的部分。

“目前在濾波器領域，94%以上的市場被國外廠商把控。”代文亮指出，而5G時代對于射頻前端尤其是濾波器的要求特別高，需要集成各種不同技術的濾波器來實現在不同頻段和性能上的最佳應用，IPD濾波器被認為是在sub-6G和毫米波頻段上的最佳解決方案，也是芯和在未來幾年的爆發點之一。據Yole Development統計，2019年射頻濾波器的市場規模是128億美元，2025年將上升到約280億美元，年均增長率超20%。

EDA這個在集成電路產業領域內“小而精”的產業鏈環節，以其不到100億美元的產值撬動了全球4000多億美元的半導體市場產值。代文亮表示，對于芯和而言，下一個十年意味著更大的想象空間。但他也指出，當前國內的EDA產業還很弱。“我們只是做了其中的一小部分。”他希望接下去有越來越多的人投身國內EDA領域，這樣才能夠把產業生態的“拼圖”越做越完善，“半導體產業鏈太長，工藝、技術發展迅速，這是一個需要很多人長期堅持并且扎根下來的產業。”

【活動預告】

芯和半導體將于2020年12月10-11日參加在重慶舉辦的中國集成電路設計業2020年會暨重慶集成電路產業創新發展高峰論壇（ICCAD 2020），展位號為033-034。

在一年一度的中國集成電路設計行業盛會上，芯和半導體作為國內EDA行業的領軍企業之一，將在此次大會上展示其在EDA軟件、射頻前端濾波器芯片與模組設計方面的最新研發成果。芯和半導體的技術支持經理蘇周祥還將在12月11日的“EDA與IC設計創新”論壇上發表題為《先進工藝先進封裝電磁仿真的挑戰和應對》的演講，時間為13:10-13:30。
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