SoC當(dāng)?shù)溃珽DA發(fā)展趨勢面面觀

EDA(電子設(shè)計(jì)自動化)工具對于IC設(shè)計(jì)領(lǐng)域而言，由于可以利用計(jì)算機(jī)軟件工具將復(fù)雜的電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程自動化，以縮短產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間，并且協(xié)助工程師設(shè)計(jì)電子產(chǎn)品，提高其市場競爭力，故對IC設(shè)計(jì)公司與半導(dǎo)體而言，可說是必備之設(shè)計(jì)工具，也因此更視為IC設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)的背后推手。

雖然EDA工具在IC設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)的推動而成長，其市場成長在近兩年產(chǎn)值卻是成長緩慢，大多數(shù)觀察家則認(rèn)為，2004年EDA產(chǎn)業(yè)成長形勢不很樂觀，在面對這樣的困境下，EDA工具業(yè)者也使出渾身解數(shù)，包括以并購方式擴(kuò)張自己、開拓新的市場領(lǐng)域、以及發(fā)展新應(yīng)用工具等等，其目的就是在受局限的環(huán)境中卯進(jìn)全力，開創(chuàng)市場商機(jī)。本文除將介紹2004年的EDA市場外，將以國外、臺灣地區(qū)EDA業(yè)者的角度，來探討EDA市場的機(jī)會與挑戰(zhàn)。

高度挑戰(zhàn)的EDA市場

隨著電子產(chǎn)品的生命周期變化快速，公司成立、競爭、與淘汰是IC設(shè)計(jì)公司的宿命，雖然如此，在IC設(shè)計(jì)公司的背后，一定要有EDA工具的輔助，以縮短開發(fā)及驗(yàn)證時(shí)間，達(dá)到IC量產(chǎn)的最終目的。然EDA的流程繁雜，主要分為兩大項(xiàng)，包括前段流程(CAE)與后段流程(CAD)。

在前段流程方面包括設(shè)計(jì)輸入(Design Entry)、仿真器(Simulator)、分析工具(Analysis)、合成器(Synthesis)、仿真器(Emulator);后段則包括布局(Layout)、繞線(Routing)、實(shí)體設(shè)計(jì)(Physical Design)、驗(yàn)證(Verification)，EDA軟件的需求者為IC制造、設(shè)計(jì)業(yè)之研發(fā)及測試驗(yàn)證人員。

特別是在SoC的整合風(fēng)潮下，所有的IC組件都將整合于一顆芯片之內(nèi)，對于數(shù)字訊號、模擬訊號、以及混合訊號的處理，其整合的難度更是有加倍效應(yīng)，而IC設(shè)計(jì)者要解決這樣的困擾，都將依賴EDA工具的支持。從另外一方面來看，EDA要符合SoC的環(huán)境需求，其本身的整合能力也將勢必提升，而如何整合各種功能的EDA、及要整合要何種地步的EDA工具，都將是EDA廠商未來要挑戰(zhàn)的地方。

在EDA工具方面，目前全球提供EDA工具解決方案的公司，主要包括有Cadence(益華計(jì)算機(jī))、Synopsys(新思科技)以及Mentor(明導(dǎo))，這三家公司的市場占有率總和超過60%。臺灣地區(qū)EDA領(lǐng)導(dǎo)者為思源科技，之后也有陸續(xù)投入的業(yè)者如華騰科技與華凱科技等，都紛紛摩拳擦掌搶進(jìn)此市場。

EDA真的后繼乏力?

在全球半導(dǎo)體市場今年仍有15%~20%的成長空間時(shí)，身為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的背后推手EDA工具市場，其市場潛力卻遠(yuǎn)不如半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)亮麗，甚至還有多數(shù)觀察家認(rèn)為2004年EDA產(chǎn)業(yè)成長形勢不很樂觀。而根據(jù)EDAC(EDA Consortium)的數(shù)據(jù)指出，2003年第三季全球EDA產(chǎn)業(yè)營收為9.5億美元，與第二季的9.46億美元相較僅成長0.4%。唯有2003年第四季全球EDA市場規(guī)模達(dá)10億2100萬美元，比上年同一季度增加了13%，并且闖過10億美元大關(guān)，這是自從2001年第一季度以來首次比上年同一季度增加10%以上，重振IT泡沫所帶來的不景氣。

展望2004年，雖然半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)仍然有強(qiáng)烈的成長能力，不過受制于全球購買EDA工具的預(yù)算仍只有小幅度的成長，預(yù)期今年全球EDA產(chǎn)業(yè)仍只有個(gè)位數(shù)成長。此外，也由于近年來景氣不佳，許多投入ASIC的案子也因?yàn)锳SIC的光罩費(fèi)用及License等問題而逐漸減少設(shè)計(jì)或停擺，這也會直接影響到EDA市場的營運(yùn)，種種都是造成2004年EDA產(chǎn)業(yè)成長趨緩的因素。

雖然EDA市場的成長受到了限制，但是還是有相當(dāng)多的產(chǎn)品機(jī)會與市場商機(jī)存在。在產(chǎn)品的發(fā)展上，隨著SoC的設(shè)計(jì)愈來愈多樣化，困難度也日益增加，甚至超過50%的設(shè)計(jì)時(shí)間是用于IC設(shè)計(jì)的驗(yàn)證身上。為了加速設(shè)計(jì)者更容易達(dá)到實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的高量率，可制造性設(shè)計(jì)工具(DFM)也將是EDA產(chǎn)業(yè)的明日之星，除此之外，模擬訊號與混合訊號的設(shè)計(jì)大幅被市場應(yīng)用，加上FPGA等設(shè)計(jì)的起飛，都可帶動EDA市場的商機(jī)。

在具有潛力市場方面，在亞洲區(qū)域市場，中國大陸挾帶著龐大的消費(fèi)性市場、及剛起步的設(shè)計(jì)環(huán)境，所以將是EDA繼臺灣之后被重視的區(qū)域。還有一區(qū)域就是印度市場，此市場是全球IC設(shè)計(jì)的重要之地，尤其近幾年許多國際性大廠投入下，更讓印度的發(fā)展腳步迅速成長，甚至有EDA廠商預(yù)估，印度在未來的幾年內(nèi)將會追上臺灣，也因此EDA廠商對于印度市場特別賦予關(guān)愛態(tài)度。

至于臺灣是全球IC設(shè)計(jì)產(chǎn)值僅次于美國的地區(qū)，投入IC設(shè)計(jì)領(lǐng)域的業(yè)者更超過百余家，對于臺灣IC設(shè)計(jì)的產(chǎn)業(yè)推動，為臺灣政府近年來大力推動的重點(diǎn)項(xiàng)目，在IC設(shè)計(jì)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速的環(huán)境下，對于國內(nèi)外投入EDA工具的廠商來說，臺灣市場成為布局的重點(diǎn)區(qū)域，再加上大陸及印度等新市場地區(qū)，都成為EDA工具的市場新商機(jī)。

另外還有一個(gè)市場，也是EDA相當(dāng)重視的領(lǐng)域，就是日本區(qū)域。根據(jù)調(diào)查顯示，日本2003年第四季的營業(yè)額達(dá)到1.58億萬美元，比上年同一季度增加了9%。日本2003年全年的營業(yè)額達(dá)到7.49億萬美元，比上年大幅增加了28%。因此日本在全球EDA營業(yè)額中所占比率超過了20%。

IC Layout注入強(qiáng)心針

目前EDA工具的產(chǎn)品應(yīng)用范圍，包括Computer-Aided Engineering(CAE)、IC Layout以及PCB三大領(lǐng)域市場，而根據(jù)EDA Consortium預(yù)估，在2001年至2006年這段期間之內(nèi)，CAE工具仍會占EDA市場的大宗，不過在排名第二的IC Layout市場有后來居上的態(tài)勢，其復(fù)合成長率也超越CAE市場，躍居三者之冠，也成為業(yè)界非常注意的發(fā)展方向。至于PCB工具應(yīng)用方面，無論是市場占有率或是復(fù)合成長率依然位居第三名。

特別是IC Layout市場，由于傳統(tǒng)ASIC先天上的設(shè)計(jì)方法，是由邏輯與實(shí)體布局設(shè)計(jì)分離方式設(shè)計(jì)，所以設(shè)計(jì)者在RTL到GDSII逐步由上往下(Top-down Methodology)的設(shè)計(jì)流程上，無法準(zhǔn)確預(yù)測Routing Delay，導(dǎo)致必須多次遞歸執(zhí)行邏輯合成及自動實(shí)體布局與繞線達(dá)到時(shí)序收斂。因此2001年半導(dǎo)體廠商特別增加IC布局工具投資，以應(yīng)付0.13微米甚至以下先進(jìn)工藝技術(shù)的需求。

有鑒于IC Layout將慢慢追上CAE趨勢，預(yù)計(jì)IC Layout市場產(chǎn)值在2001至2004年之間，其成長力道最為強(qiáng)勁，CAGR為20.1%，而市場規(guī)模在2001年更首次突破10億美元。由此可見，IC實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)工具在整體IC Layout市場中占有舉足輕重的地位;根據(jù)Dataquest預(yù)測，2003年IC Layout營收額將一舉超越CAE的市場規(guī)模，達(dá)到16.67億美元，而各半導(dǎo)體廠商對于IC Layout工具的投資預(yù)計(jì)將在今年年中到達(dá)尖峰。

混合訊號后市看漲

在電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)環(huán)境愈來愈復(fù)雜之下，IC設(shè)計(jì)不是只有數(shù)字及模擬的特性而已，特別是對于混合訊號(Mixed Signal)的設(shè)計(jì)環(huán)境，有日益增加的趨勢，有鑒于此，EDA廠商近期積極推出延展性更佳的混合訊號功能驗(yàn)證平臺，以搶攻EDA市場的未來商機(jī)。

為迎接未來混合訊號的發(fā)展市場，明導(dǎo)深次微米部門副總裁暨總經(jīng)理陳志賢表示，該公司將開始供應(yīng)ADVance MSTM(ADMS)4.0版。ADMS 4.0還提供更強(qiáng)大的工具能力，工程師無論在數(shù)字為主(digital-centric)或是模擬為主(analog-centric)的設(shè)計(jì)流程中，都能驗(yàn)證設(shè)計(jì)，確認(rèn)其功能符合原始規(guī)格。

ADMS 4.0也整合Verisity SpecMan Elite，使得新型混合訊號設(shè)計(jì)所需的復(fù)雜驗(yàn)證策略更容易實(shí)行;這項(xiàng)整合讓設(shè)計(jì)人員可以更早驗(yàn)證他們的架構(gòu)或功能分割，并在整個(gè)設(shè)計(jì)流程中，做為測試平臺而不斷重復(fù)使用。這些優(yōu)點(diǎn)讓工程師更早而且更容易的找出及更正基本設(shè)計(jì)中的各種問題。

此外，在看好混合訊號應(yīng)用市場的后市，思源也積極參與臺灣行政院主導(dǎo)之硅導(dǎo)計(jì)劃推行，致力于EDA前瞻平臺開發(fā)計(jì)劃之發(fā)展，進(jìn)行開發(fā)混合訊號(Mixed-signal)IC設(shè)計(jì)自動化布局編輯系統(tǒng)」，并獲評該系統(tǒng)開發(fā)具有前瞻且關(guān)鍵性之技術(shù)。思源表示，整體計(jì)劃以兩年為期，預(yù)計(jì)2005年9月底完成，并將于2006年初產(chǎn)品化導(dǎo)入市場行銷。展望未來思源在原有EDA后端產(chǎn)品Laker系列持續(xù)暢銷之下，再添加此一新產(chǎn)品，將可使業(yè)績持續(xù)成長。

思源指出，在SOC設(shè)計(jì)中混合訊號所占的面積，一般小于整體面積的20%，但是布局所花費(fèi)的時(shí)間卻超過整個(gè)工作時(shí)程的80%。此產(chǎn)品即針對此關(guān)鍵性的問題予以解決，將「混合訊號」布局由人工提升為自動化，預(yù)計(jì)可縮減布局時(shí)程至少3至5倍的時(shí)間，大幅降低IC實(shí)體布局所耗費(fèi)的時(shí)間，提升產(chǎn)品導(dǎo)入量產(chǎn)與進(jìn)入市場的速度，并協(xié)助高頻或無線通訊產(chǎn)品設(shè)計(jì)公司解決多年來無法突破之關(guān)鍵技術(shù)。

合并效益　大者恒大

EDA市場強(qiáng)調(diào)的是提供客戶完整的解決方案，無論是前段或后段支持，以及產(chǎn)品應(yīng)用的能力，都是目前客戶最需要的項(xiàng)目，所以為了提供更佳的解決方案，EDA廠商唯有不斷的增加本身實(shí)力、提升競爭優(yōu)勢，才能擴(kuò)張市場占有率，而為了達(dá)到此目標(biāo)，最好的方法就是不斷的購并，以補(bǔ)充本身不足的產(chǎn)品部分。

按照目前全球EDA工具的市場排名來看，其前三大廠也是業(yè)界熟悉的Cadence、Synopsys、及Mentor所主導(dǎo)的局面來看，短期應(yīng)沒有業(yè)者再撼動這三家廠商的市場地位，分析這三家廠商的發(fā)展策略，除早期就已經(jīng)跨入EDA領(lǐng)域之外，最主要就是尋找可以互補(bǔ)本身產(chǎn)品的EDA公司，以購并等方式來壯大自己，這樣的發(fā)展模式，由于前幾年已經(jīng)動作連連，因此近期的動作可能減緩，但未來仍會持續(xù)延續(xù)下去。

從這三大家EDA廠商來看，近三年的購并動作頻繁，各家也針對本身不足之處而特地強(qiáng)化(見表)，例如Synopsys在2003年3月購并Numerical公司，以提升該公司光罩技術(shù);對于工藝技術(shù)的提升上，Cadence在2002年6月購并Simplex Solutions以加強(qiáng)0.13微米設(shè)計(jì)技術(shù);而Mentor為了強(qiáng)化仿真加速能力，也在2002年3月購并Ikos;不過最重大影響市場占有率的案子，就是2002年6月Synopsys購并后段布局大廠Avant!，除了與本身產(chǎn)品線完成互補(bǔ)性之外，在2003年的營收上也一舉超越Cadence，成為市場占有率領(lǐng)先的EDA工具公司。

專攻Synthesis的美商穎想科技(Incentia)，未來EDA公司將發(fā)展成兩種型態(tài)：一種是猶如百貨公司的大型EDA公司，產(chǎn)品雖包羅萬象，但不一定適用于每家公司;另一種則是小而美的精品店，擁有一些能符合標(biāo)準(zhǔn)接口，又具有特色的產(chǎn)品，例如Incentia的timing tool速度比一般產(chǎn)品快上幾倍。當(dāng)精致型EDA公司能提供價(jià)格較低又具特色的產(chǎn)品，客戶則愿意選用，因此仍有其發(fā)展空間。

從這三家廠商近幾年來的購并動作來看，目前在產(chǎn)品的提供上似乎已經(jīng)底定，這三家廠商的主管也表態(tài)目前應(yīng)該不會再大舉購并動作，但這不表示未來不會有購并的事情發(fā)生。明導(dǎo)國際亞太區(qū)總裁楊正義表示，雖然該公司在EDA的前后段領(lǐng)域著墨較少，但以目前EDA前段標(biāo)準(zhǔn)化成熟度來看，就算是特別并購一家公司，然后推出前段產(chǎn)品也并非有利狀況。

在競爭激烈的的EDA市場環(huán)境中，只能說大者恒大提供一系列解決方案的業(yè)者占居優(yōu)勢。反觀，小廠或后繼者在面對大廠的夾擊下，在產(chǎn)品提供及未來的發(fā)展策略上，將是攸關(guān)勝敗的關(guān)鍵因素。

近三年EDA大廠購并計(jì)劃及主要技術(shù)提升

本土EDA力爭上游

雖然亞太地區(qū)是目前全球EDA市場中成長最高的區(qū)域，加上臺灣本身擁有強(qiáng)大的IC設(shè)計(jì)能力與經(jīng)營團(tuán)隊(duì)，不過對于本土EDA的提供上，依然不足以與外商相抗衡，最主要的因素除跨入的時(shí)間較晚外，則是提供的解決方案，沒有外商來的完整。目前臺灣EDA的解決方案提供上，仍是以思源為領(lǐng)導(dǎo)者，該公司從早期前段除錯(cuò)工具起步，目前也已經(jīng)有提供后段布局的工具市場。而成立于美國的穎想科技(Incentia)，也已經(jīng)在臺灣市場設(shè)立分公司，正式進(jìn)軍臺灣及亞太區(qū)市場領(lǐng)域，可望帶動臺灣EDA業(yè)者的腳步，為本土EDA注入一股強(qiáng)心針。

思源科技表示，該公司的后段Layout新兵「Laker T1」日前宣布獲日本ASPLA公司認(rèn)證采用，由于ASPLA公司為日本NEC與Toshiba二大半導(dǎo)體龍頭大廠領(lǐng)軍，協(xié)同另9家半導(dǎo)體大廠合資組成的新公司，全力投入SoC相關(guān)技術(shù)發(fā)展并將工藝技術(shù)移轉(zhuǎn)給聯(lián)盟成員。此次成功打入世界級半導(dǎo)體大廠，對思源積極擴(kuò)展「Laker T1」全球潛在龐大商機(jī)，預(yù)期將是繼Debussy、Laker，另一營運(yùn)成長動力來源。

華騰為專精于IC測試和錯(cuò)誤仿真程序提供解決方案及相關(guān)技術(shù)咨詢服務(wù)的廠商。華騰表示，在過去的幾年中，SOC半導(dǎo)體測試成本一直持續(xù)的增加，而現(xiàn)在已成為主要生產(chǎn)芯片所需之成本項(xiàng)目。在不久的將來，平均SOC設(shè)計(jì)的大小，預(yù)期會增加到超過5佰萬個(gè)邏輯閘。所以產(chǎn)品像華騰科技的虛擬掃瞄器，必需降低應(yīng)用測試的時(shí)間和測試數(shù)據(jù)的體積。

華騰指出，該公司的虛擬掃瞄器，可以由芯片外的幾個(gè)特定接腳，虛擬的進(jìn)入SOC 里數(shù)目龐大的短小掃瞄煉。在芯片內(nèi)，華騰的專利電路設(shè)計(jì)是被使來傳送每一個(gè)外部掃瞄輸入煉到使用者所挑選之幾個(gè)內(nèi)部特定掃瞄煉，并把它們壓縮至原始的外部掃瞄煉中。

此外，華凱也專精技術(shù)在模擬、混合信號及SoC設(shè)計(jì)的仿真分析驗(yàn)證工具上。目前該公司經(jīng)營的主力產(chǎn)品為應(yīng)用在模擬、混合信號及名為AdiT的SoC設(shè)計(jì)模擬分析驗(yàn)證工具。

結(jié) 論

綜合以上觀點(diǎn)，EDA市場雖然在研究機(jī)構(gòu)發(fā)表中不盡理想，不過對于今年整體景氣及半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)復(fù)蘇之際，其市場產(chǎn)值仍有相當(dāng)大的機(jī)會后來居上，因此，現(xiàn)階段最重要的策略，就是廠商如何規(guī)劃未來的產(chǎn)品發(fā)展、及市場布局，諸如以購并方式加強(qiáng)產(chǎn)品齊全度，以擴(kuò)張本身競爭優(yōu)勢，或是尋求下波市場突起的應(yīng)用，等等都是攸關(guān)未來勝敗的關(guān)鍵因素。

臺灣EDA產(chǎn)業(yè)的發(fā)展程度不似半導(dǎo)體其它行業(yè)如此蓬勃，因此，不管是在公司員工人數(shù)、營收及產(chǎn)品線等規(guī)模上都顯得較為小型，而且產(chǎn)品多集中在前端主流技術(shù)的互補(bǔ)技術(shù)上。由此可知，臺灣的EDA廠商皆是循著先集中優(yōu)勢兵力針對某一環(huán)節(jié)研發(fā)EDA工具，確保在短中期保有生存的空間;至于長期發(fā)展就得靠它們站穩(wěn)腳步后，能否有效率性的經(jīng)營以及進(jìn)一步擴(kuò)展產(chǎn)品線，來創(chuàng)造另一高峰。