從無人敢做庫存到反思國產(chǎn)替代——2023中國芯片設(shè)計業(yè)生態(tài)面面觀

即將過去的2023年，多數(shù)芯片設(shè)計公司都感受到了市場的寒意。根據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會集成電路設(shè)計業(yè)分會（以下簡稱“中半?yún)f(xié)”）的統(tǒng)計，2023年集成電路設(shè)計業(yè)全行業(yè)銷售額為5774億元（注：此數(shù)字并非實際銷售數(shù)字，為協(xié)會通過企業(yè)上報數(shù)字的統(tǒng)計結(jié)果），增長8%。雖然數(shù)字上成功保八，但也創(chuàng)下了自1999年有該統(tǒng)計數(shù)字以來的增長率新低。

從上市企業(yè)來看，情況也比較糟糕。中半?yún)f(xié)統(tǒng)計的108家芯片設(shè)計上市公司里面，半年報盈利企業(yè)66家，虧損企業(yè)42家，虧損率達到38.9%，而2023年前十大設(shè)計企業(yè)進入門檻也從2022年的70億下降到65億，這些都說明了規(guī)模以上企業(yè)在半導(dǎo)體行業(yè)周期的下行期間遭遇到的困難。

以上市企業(yè)為代表的規(guī)模以上設(shè)計公司體量大、資金實力強，近兩年的下行周期雖然困難，但只要運營得當，熬一熬怎么也能熬過。對不少尚未脫離初創(chuàng)階段的芯片設(shè)計企業(yè)來說，這兩年是生死考驗：融資困難，市場需求低迷，新生品牌的產(chǎn)品就更難賣，一旦資金續(xù)不上，這類企業(yè)可選的出路并不多。

寒意已經(jīng)從芯片設(shè)計公司傳導(dǎo)到上游。

沒有人敢做庫存

速石科技高級技術(shù)總監(jiān)張大成在接受采訪時表示，在當前市場大環(huán)境下，芯片設(shè)計初創(chuàng)型公司比前幾年面臨更大的困難，因而其在資金控制、成本控制以及效率提升方面，對于EDA的要求就更高了。

“近半年接觸到的大部分fabless客戶，基本上以守為主，（客戶要）保證一定的資金和自己供應(yīng)鏈的安全，（資源重心）放在產(chǎn)品這一端，所以在IT和CAD這一層，就會走得比較穩(wěn)?！睆埓蟪芍赋?，在下行周期，芯片設(shè)計公司在開支上更為保守，如何為設(shè)計企業(yè)省錢，成為芯片設(shè)計公司上游產(chǎn)業(yè)鏈的競爭力，他說：“這是我們接觸這一層次的人能感覺到的一些變化，當然我們也是調(diào)整了我們自己產(chǎn)品的一些方向，包括落地的方案，幫助初創(chuàng)公司從資金、成本、效率幾個點上面去控制企業(yè)支出，也是幫助企業(yè)能夠走更遠?！?/p>

銳成芯微CEO沈莉也觀察到，當前階段部分芯片設(shè)計公司，特別是還處于發(fā)展初期的公司，在制程的選擇上趨于保守，在項目規(guī)模和應(yīng)用領(lǐng)域的選擇上會更謹慎，會更關(guān)注項目落地的可能性；相較于最先進的工藝制程，他們現(xiàn)在更傾向于在能打開市場的、夠用的范圍里作選擇。

在這次下行周期之前，半導(dǎo)體行業(yè)經(jīng)歷了一個史無前例的超級繁榮期，在那個超級繁榮期，有庫存即意味著有錢賺，這就讓很多企業(yè)拼了命搶產(chǎn)能，積庫存，以兩三倍正常產(chǎn)能規(guī)劃去晶圓廠要產(chǎn)能的現(xiàn)象比比皆是，這種不理智的堆庫存行為，最終造成了供需逆轉(zhuǎn)。

“現(xiàn)在短期的波動，是過去三年疫情期間大家搶貨的后遺癥，你搶貨搶得越久，去庫存的時間就要越久。”臺積電（中國）總經(jīng)理羅鎮(zhèn)球表示，在手機、物聯(lián)網(wǎng)、電視等應(yīng)用市場，確實看到了復(fù)蘇的跡象，但“絕大部分客戶，以及客戶的客戶，都被過去一年的庫存嚇到了，沒有人愿意做庫存。”

據(jù)羅鎮(zhèn)球介紹，臺積電現(xiàn)在看到的訂單多是急單，平常交貨周期是三個月，現(xiàn)在的急單往往要兩個月交貨，這種急單，意味著芯片設(shè)計公司的客戶也是沒貨了，才向芯片設(shè)計公司下單。他說：“庫存消化已經(jīng)改善，但客戶對消費者的信心還不夠，全世界都在攢錢，而不是像過去一樣積極消費，這是最根本的問題?！?/p>

從探索科技（ID：TechSugar）在今年走訪企業(yè)與從業(yè)者的反饋來看，當前市場也確實是寒意陣陣，不少從業(yè)者把市場恢復(fù)預(yù)期調(diào)至了明年下半年或以后。

不過，下行周期拉長也未必是壞事。在筆者看來，周期性的波動正是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)生生不息且規(guī)模持續(xù)擴大的外在表現(xiàn)，每一個小周期的下行周期，都是在為下一次繁榮蓄力，如果下行周期市場不夠冷，時間不夠長，下一次繁榮的質(zhì)量往往就不高。

下行周期，也正是企業(yè)“練內(nèi)功”的好時機。

以產(chǎn)品為中心

芯耀輝董事長曾克強就表示，在當前比較困難的時段，正是需要企業(yè)攻堅克難的時候?！拔铱偨Y(jié)八個字，‘志不求易，事不避難’，”曾克強強調(diào)，從成立開始，芯耀輝的目標就是去做市場需要、有難度且當前國內(nèi)沒有解決又好用的國產(chǎn)解決方案的產(chǎn)品方向，芯耀輝的IP產(chǎn)品以高可靠性和強兼容性著稱，并與本土龍頭公司一起定義新一代產(chǎn)品，以更貼合本土公司的差異性需求，他說：“當前真的需要我們?nèi)ス钥穗y做實事，芯耀輝就是把我們專注的IP產(chǎn)品做好，給產(chǎn)業(yè)鏈形成有力的支撐?！?/p>

芯華章CTO傅勇也認為，行業(yè)出現(xiàn)寒流不是壞事，他說：“我認為這是一種理性的回歸，在這種理性回歸的過程中，會讓我們走得更健康，我非常堅信這一點，我相信國產(chǎn)EDA一定會發(fā)展地更茁壯?！?/p>

西門子EDA中國區(qū)總經(jīng)理凌琳的觀點與前面兩位相呼應(yīng)，他表示，下行周期正是芯片設(shè)計企業(yè)做好研發(fā)的關(guān)鍵期，把握好這個階段，才能在繁榮期有好的產(chǎn)品賣。

在ICCAD2023開幕式報告中，魏少軍教授強調(diào)芯片設(shè)計企業(yè)要堅持“以產(chǎn)品為中心”的發(fā)展理念，引發(fā)參會企業(yè)熱議。國微芯、思爾芯、合見工軟、摩爾精英、Tower Semiconducor、榮芯半導(dǎo)體和芯易薈等與會企業(yè)代表都表示，芯片設(shè)計企業(yè)需要以產(chǎn)品為中心，為芯片設(shè)計企業(yè)服務(wù)的EDA、IP、晶圓代工和封測服務(wù)等領(lǐng)域的企業(yè)，也要以產(chǎn)品為中心，才能真正在市場競爭中發(fā)展壯大。

芯耀輝曾克強以可靠性和兼容性為例來說明IP公司如何做到以產(chǎn)品為中心。在可靠性方面，芯耀輝會針對IP進行溫度、電壓以及制造工藝的拉偏測試，并且還會進行ESD靜電防護能力測試以及長時間的高溫老化測試，確保IP在客戶芯片量產(chǎn)上沒有良率的問題。同時芯耀輝也會針對客戶實際應(yīng)用場景，以及積累多年的非標準場景，進行極端環(huán)境下（比如高通道損耗，長時間不間斷傳輸?shù)龋┑腎P性能測試，保障IP具備高度的可靠性。

而在兼容性方面，芯耀輝不同的接口IP都會和市場上主流的相關(guān)外設(shè)做互聯(lián)互通兼容測試。以DDR5為例，芯耀輝會收集如韓國的三星、SK海力士，美國美光，以及國內(nèi)成熟廠商合肥長鑫等國內(nèi)外主流存儲器供應(yīng)商的內(nèi)存顆粒，針對不同的速率、不同的內(nèi)存條（DIMM）做全面的遍歷測試，測試場景除了標準的讀寫測試，芯耀輝會進行反復(fù)初始化，考驗產(chǎn)品的訓(xùn)練過程和性能。這樣做的目的就是幫助客戶的產(chǎn)品一次量產(chǎn)成功，有效地幫助客戶降低產(chǎn)品風(fēng)險，縮短產(chǎn)品上市時間。

如魏少軍在報告中所言，堅持以產(chǎn)品為中心，敢于在市場競爭中磨礪拼殺，才能走向成功。

要做好產(chǎn)品，就離不開技術(shù)積累，臺積電羅鎮(zhèn)球認為，半導(dǎo)體行業(yè)沒有一蹴而就的事情，要做好產(chǎn)品，就要花錢、花精力、花人力，慢慢地一步一步往前走。

AI與Chiplet

在開幕式的演講中，羅鎮(zhèn)球強調(diào)了研發(fā)的重要性。據(jù)他介紹，臺積電2022年研發(fā)人員超過8000人，研發(fā)投入55億美元，主要研究方向如下：從2D微縮到3D整合的工藝演進路線、提升能效、設(shè)計工藝共同優(yōu)化（DTCO）、立體封裝（2.5D/3D先進封裝）、光電一體集成和系統(tǒng)級優(yōu)化（STCO）等。

先進封裝是當前半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)界的熱點話題，尤其是Chiplet（芯粒）技術(shù)，當前英偉達、AMD等廠商應(yīng)用于人工智能領(lǐng)域的超大SoC都采用了Chiplet技術(shù)。對此，羅鎮(zhèn)球表示，Chiplet翻譯成“小芯片”不合適，實際上這種SoC中用到的Chiplet并不小，每一個Chiplet的面積基本上接近可制造的單裸晶（Die）面積極限，即830平方毫米，單個Chiplet就集成了上百億個晶體管，然后再用先進封裝技術(shù)將多個Chiplet堆疊起來。

在對Chiplet技術(shù)的支持上，本土IP公司也非常積極，芯耀輝和奎芯等已經(jīng)公布了各自的Chiplet路線圖。

Chiplet不僅僅是在一個封裝內(nèi)，板級算力疊加靠的是C2C（Chip-to-Chip，芯片到芯片）互連。芯耀輝具備完整的Chiplet D2D和C2C的解決方案，例如支持片間互連的D2D(Die-to-Die) UCIe 8G/16G/32G IP，支持D2D和短距C2C的112G XSR IP，還有支持長距C2C的MP10G/20G/32G IP等。既能支持2.5D/3D先進封裝，也能支持傳統(tǒng)的標準封裝。

基于UCIe協(xié)議和HBM接口，奎芯的M2link方案力求將HBM與SoC主芯片進行解耦，其方法是在標準模塊中把HBM接口協(xié)議轉(zhuǎn)化成UCIe協(xié)議，然后把它做成一個標準模組，然后通過普通基板和SoC進行封裝，這樣芯粒距離可以拉大，也不需要和主SoC耦合和綁定。

奎芯副總裁唐睿表示，M2link的主要優(yōu)勢是減少了對2.5D先進封裝的依賴，也把HBM從主芯片上分離出去，進一步降低了主芯片的成本。唐睿告訴探索科技，該產(chǎn)品預(yù)計明年推向市場，主要面向的市場是人工智能（AI）訓(xùn)練以及人工智能推演芯片。

半導(dǎo)體不僅支撐了人工智能應(yīng)用發(fā)展，反過來也受益于人工智能技術(shù)的發(fā)展，AI在EDA領(lǐng)域就已經(jīng)得到普遍應(yīng)用。

在鴻芯微納首席技術(shù)官&聯(lián)合創(chuàng)始人王宇成博士看來，在EDA領(lǐng)域應(yīng)用AI有內(nèi)生式（AI Inside）和外延式（AI Outside）兩種。

相對而言，外延式AI更成熟一些。據(jù)筆者所知，新思科技的DSO.ai和TSO.ai等工具，就是在開發(fā)數(shù)字設(shè)計和測試領(lǐng)域應(yīng)用的AI技術(shù)。

王宇成認為，AI技術(shù)在這些應(yīng)用中的主要作用是替代人工進行各種繁復(fù)的EDA工具的調(diào)參工作，其效果現(xiàn)在已經(jīng)在國際廠商的產(chǎn)品中得到了驗證。

而內(nèi)生式AI就是在EDA產(chǎn)品開發(fā)時引入機器學(xué)習(xí)等技術(shù)，來提升EDA的算法性能。內(nèi)生式AI涉及到產(chǎn)品定義的路線，所以鴻芯微納還在開展進一步探索，以擴大應(yīng)用范圍與提高應(yīng)用效果。

芯行紀資深技術(shù)副總裁邵振也對此話題做出探討：AI在EDA工具發(fā)揮的空間有多大，往往決定于具體應(yīng)用和環(huán)節(jié)。在布局布線領(lǐng)域，這個工具涉及到的技術(shù)和環(huán)節(jié)是非常多的，AI在某些步驟可以大幅優(yōu)化性能，但在其他步驟應(yīng)用機器學(xué)習(xí)就有點局促，甚至是適得其反。

邵振表示，AI在EDA調(diào)參、優(yōu)化方面的潛力毋庸置疑，但要發(fā)揮出這個技術(shù)的潛力，就要拼EDA技術(shù)的同時也要結(jié)合豐富的設(shè)計經(jīng)驗，他說：“誰能看得越細、做得越智能化，誰就能掌握平臺最佳PPA的鑰匙?！?/p>

本土廠商需要試錯空間

技術(shù)與產(chǎn)品是本土芯片公司生存之本的理念在從業(yè)者中已有共識，但不少芯片設(shè)計企業(yè)上游的EDA公司還是郁悶地發(fā)現(xiàn)，有了好技術(shù)與好產(chǎn)品，也不一定能讓客戶買單，因為客戶切換供應(yīng)商的機會成本非常高，所以很多企業(yè)不敢采用國產(chǎn)EDA。

“你送給我，我也許還不敢用。”炬芯董事長兼CEO周正宇表示，做消費級產(chǎn)品的芯片設(shè)計公司，產(chǎn)品上市窗口期特別重要，引入新的EDA工具，必然改變設(shè)計開發(fā)環(huán)境，而這種改變?nèi)绻麑?dǎo)致項目延誤，一代產(chǎn)品就面臨賣不出去的險境，這讓很多芯片設(shè)計公司不敢輕易嘗試。

周正宇認為，正由于消費電子市場的芯片設(shè)計公司容錯空間極小，所以在市場化競爭的背景下，沒有多少公司敢于更換供應(yīng)商，他說：“我們擔心的不是價格問題，而是切換新工具的過程，我們擔心發(fā)生重大事故，假如一顆芯片（因為EDA）錯了，整個公司會面臨怎樣的困境？”

根據(jù)筆者的觀察，在面對本土供應(yīng)鏈的心態(tài)上，除了不敢用，還有一種是不信任。社會上有一種聲音認為，本土EDA公司都在吹牛畫大餅，沒有真本事，要不然怎么和國際巨頭的出貨量和服務(wù)客戶數(shù)量差距那么大。

這種質(zhì)疑，和多年前有些本土系統(tǒng)公司質(zhì)疑本土芯片產(chǎn)品出貨量如出一轍，作為下游客戶，如果都沿襲以前的供應(yīng)體系，不去用本土供應(yīng)鏈的產(chǎn)品，本土供應(yīng)商自然就沒有出貨量，客戶再以出貨少、案例少為由拒絕本土供應(yīng)商，那就永遠無法構(gòu)建起有活力的本土供應(yīng)鏈。

據(jù)業(yè)內(nèi)專家分析，芯片設(shè)計公司不敢用本土EDA產(chǎn)品主要來自兩個原因：其一是有些客戶不具備評估工具的能力，所以需要看到有知名客戶用才敢用；其二是品牌意識與免責心態(tài)，如果用現(xiàn)有EDA巨頭主導(dǎo)的主流開發(fā)環(huán)境出了問題，那不是工具選擇者的問題，而采用了新工具一旦出問題，拍板選擇新工具的相關(guān)負責人難辭其咎，這就讓客戶有很大顧慮。

對本土EDA企業(yè)來說，打磨好產(chǎn)品是一方面，潤物細無聲地去改變客戶認知也是另一個要做的努力。究竟如何真正進入本土芯片設(shè)計公司的研發(fā)生態(tài)，還需要本土EDA公司更多摸索與嘗試，更快試錯迭代。

速石科技為普冉半導(dǎo)體等本土客戶的解決方案就提供了一個成功案例，該方案是從調(diào)度器到研發(fā)平臺的一套產(chǎn)品，替換了原來的海外方案，為客戶帶來直接的效率提升，還能提供對包括國產(chǎn)EDA在內(nèi)的研發(fā)工具的調(diào)優(yōu)和適配，為客戶提供了更多嘗試國產(chǎn)工具的機會。

速石科技張大成說：“交付以后，通過測試與驗證，普冉半導(dǎo)體給到我們的評價是，速石科技的方案幫助普冉提高研發(fā)效率30%，在CAD上的精力開銷減少40%，對加快企業(yè)的流片速度有非常顯著的提升，而且像普冉這種對自主可控研發(fā)的需求是非常典型的案例，我們平臺已經(jīng)有不少客戶在咨詢，或者已經(jīng)接入了一部分國產(chǎn)研發(fā)工具?！?/p>

但更多時候EDA公司還是缺乏試錯機會，而只有在應(yīng)用中不斷迭代修改，EDA工具才能真正走向成熟，但大部分設(shè)計公司并不想當本土EDA工具的“小白鼠”，因而如何找到“小白鼠”用戶，成為本土EDA廠商破局的關(guān)鍵點。

芯原股份創(chuàng)始人、董事長兼總裁戴偉民提出了一種可能的思路，即由有高頻應(yīng)用EDA工具需求的企業(yè)聯(lián)合出資方（例如政府），為本土EDA工具廠商打造一個“EDA中試平臺”，通過實際項目來為本土工具進行迭代，把工具、流程和開發(fā)環(huán)境打磨好，為其他用戶提供用例，甚至三方還可以聯(lián)合提供云端EDA應(yīng)用服務(wù)。

從國產(chǎn)替代到泛國產(chǎn)替代

本土公司需要市場提供試錯空間，但這并不意味著過度的政策保護，更不意味著廠商可以打著“自主可控”的旗號在本土市場瘋狂內(nèi)卷。在這次會議上，多位受訪代表就表示，反對以“國產(chǎn)替代”之名，行“替代國產(chǎn)”之實。

芯華章傅勇直言，如果本土EDA公司僅考慮用“國產(chǎn)”、“情懷”去打動客戶，很難實現(xiàn)供應(yīng)鏈自主可控的目標，真正有競爭力的公司一定是從市場競爭中拼殺出來的。傅勇說：“對于客戶來講，根本上還是會從EDA工具的使用價值出發(fā)。高質(zhì)量的國產(chǎn)替代，不僅僅要填補產(chǎn)品布局的空白，更需要填補的是用戶尚未被完全滿足的需求。”

通過產(chǎn)品的差異化創(chuàng)新，滿足客戶沒有被充分滿足的需要，是芯華章打進客戶供應(yīng)鏈的重要策略之一。比如，傳統(tǒng)的軟件仿真工具以調(diào)試功能強大著名，但卻受限于仿真速度，不擅長處理系統(tǒng)級的大規(guī)模仿真驗證。芯華章通過并行化、分布式的算法創(chuàng)新，致力于讓邏輯仿真工具可以在RTL階段提前進行系統(tǒng)級仿真。

芯行紀邵振持相同立場，他說：“芯行紀的目標從來不是做單純的國產(chǎn)替代，我們的目標是做新一代EDA產(chǎn)品。以我們的布局布線工具為例，三年前在產(chǎn)品定義時，我們就把分布式計算和機器學(xué)習(xí)等熱門方向和技術(shù)趨勢納入考慮范圍，并放在底層的數(shù)據(jù)架構(gòu)里。”

芯原戴偉民則指出，半導(dǎo)體本土供應(yīng)鏈追求的是安全可控，并不意味著所有環(huán)節(jié)都需要自主創(chuàng)新，如果國產(chǎn)替代的結(jié)果是讓用戶去承擔比用國際供應(yīng)商更高的成本，那這種替代就有點得不償失，為此他提出了一個“泛國產(chǎn)”的概念。

戴偉民認為，國際廠商只要愿意在中國制造，為中國設(shè)計（Design for China），也可以得到本土廠商一樣的待遇。戴偉民說：“我們要開放，不能歧視，這種泛國產(chǎn)替代，也是安全的，而且對我們有好處，（本土廠商）可以就近學(xué)習(xí)?！?/p>

戴偉民的觀點獲得多位在場嘉賓認同，他們建議用“泛國產(chǎn)替代”概念取代“國產(chǎn)替代”概念，在本土市場維系國際競爭格局才能真正讓客戶受益，而有能力的本土廠商也要到海外市場去征戰(zhàn)，全球市場有更多的成長空間。

醞釀芯片市場“新國潮”

當前的EDA/IP廠商的市場遭遇，與十年前本土芯片設(shè)計廠商市場待遇相似，也與二十年前本土整機廠商市場待遇相似，所以雖然現(xiàn)在芯片行業(yè)還有這樣那樣的問題，但筆者對其發(fā)展前景一直持樂觀態(tài)度。

就算是被抱怨的“替代國產(chǎn)”，也有其積極因素，畢竟只有先發(fā)的國產(chǎn)芯片廠商進入了本土整機廠商供應(yīng)鏈，其他廠商才有機會替代國產(chǎn)。

對本土芯片產(chǎn)業(yè)而言，之前三五年的各種亂象，只是短暫干擾，隨著追逐熱點的資金撤離，行業(yè)會越來越走向正軌，人才薪資與企業(yè)估值更趨于合理，沖動投資將難以獲得市場認可。

但走向正軌并不意味著不卷，不意味著在政策上讓中小公司給龍頭公司讓路，摩爾定律的本質(zhì)就是拼命卷自己，提高芯片集成度從而在性價比上壓制住跟不上節(jié)奏的競爭對手，芯片行業(yè)過去幾十年里城頭變幻大王旗，沒有哪一家是天生拳王?，F(xiàn)在風(fēng)光無限的AMD，十年前正被英特爾按在地上反復(fù)摩擦，萬眾矚目的英偉達，也曾窘迫到只要一次流片失誤就得破產(chǎn)，如羅鎮(zhèn)球所言，在這個天然的自由競爭市場，芯片企業(yè)各憑本事，控制好成本，用心思，花心血，拼投入，一心一意好好干，都有做拳王的機會。

把時間拉長，在這個聚集了最優(yōu)秀人才的最尖端行業(yè)，產(chǎn)業(yè)紅利只獎勵那些真正熱愛這個行業(yè)，且一步一個腳印，兢兢業(yè)業(yè)按行業(yè)規(guī)律做事的企業(yè)，任何投機取巧的公司，終將讓自己成為歷史背景。

而且，在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)越來越豐富的生態(tài)中，不是只有拳王才能生存，很多細分領(lǐng)域都有供中小公司生存的機會，只要在技術(shù)和產(chǎn)品上不斷迭代升級，在性能和功能上追求極致，終將能化解整機廠商用“中國芯”只是政治任務(wù)或者降本需要的認知。

當“中國芯”在整機海報正中突出顯示而不是作為走量低端產(chǎn)品配置只能打個星標放在底部說明時，當舞臺上的雷軍和李想們對其產(chǎn)品中的“中國芯”參數(shù)娓娓道來時，當內(nèi)置“中國芯”成為新國潮設(shè)備的亮點被年輕用戶津津樂道時，國產(chǎn)替代或替代國產(chǎn)，將不再是一個問題。