EDA初創企業面臨的挑戰

（本文編譯自Semiconductor Engineering）

電子設計自動化(EDA)行業是一個成熟的行業，但同時也是一個不斷變化的行業。每個工藝節點和封裝技術的進步，都會對現有工具提出新的要求和限制。此外，不斷變化的設計問題和模式也會改變設計團隊的運作方式以及他們需要實現的目標。

對於一個規模相對較小的行業而言，EDA需要投入大量研發資金。在該行業的早期，大部分研發工作都是在大學或初創公司中完成的。但在20世紀90年代和21世紀的艱難時期，當新啓動的設計項目數量急劇下降時，該行業只剩下少數幾家大型企業。幾乎所有初創公司要麼倒閉，要麼被收購。創新生態系統就此消失。

此外，在此期間，EDA領域面臨的問題也開始演變。Quadric首席營銷官Steve Roddy表示：“20年前，EDA已經有40年的歷史，是一個成熟的行業。現在，它在大多數餐廳都能享受老年人折扣了。20年前和現在的差異，反映了EDA工具本身的複雜性和相互關聯性。20年前，用戶至少在複雜的數字片上系統（SoC）領域，可以針對設計流程的每一個主要步驟挑選最優秀的‘點工具’。”

隨着半導體行業再次發生變化，如今它需要更高的專業化程度，這使得新啓動的設計項目數量出現了轉機。最複雜的設計所需的電路數量，已超出單個芯片所能承載的範圍，這導致製造工藝發生了重大變化。隨着問題空間的轉變，該行業發現自身無法做出充分應對。反過來，這又刺激了更多的內部創新，但這些創新仍未能完全填補空白。

在其他行業，這個問題可以通過新的初創公司的涌現來解決。但那些行業的失敗成本沒有那麼高。如果一款芯片研發失敗，其財務和機會成本可能會非常高。“半導體行業之所以比較保守，是因爲將新芯片或新產品推向市場需要鉅額資本支出，”Innergy Systems創始人兼首席執行官Ninad Huilgol表示，“犯錯的代價很高。這導致利益相關者需謹慎決策，這可能意味着新工具的銷售週期可能會更長，也讓現有產品很難被替代，要讓人們考慮其他替代解決方案變得困難得多。”

這對初創公司和老牌企業來說都是個問題。老牌企業更傾向於專注於那些更容易應用的漸進式創新。他們投資於市場最大、盈利時間最快的領域。西門子EDA技術解決方案銷售副總裁Paul Brownlee表示：“核心EDA技術受到了主要EDA公司大量的研發關注，這使得初創公司很難涉足這些領域。傳統上，初創公司會專注於與這些核心EDA技術互補的小衆和新興開發應用領域。”

但這讓初創公司面臨的問題加倍了。Rise Design Automation聯合創始人兼首席執行官Badru Agarwala表示：“初創企業不僅要應對技術挑戰，還要說服保守的行業參與者採用新的解決方案。這可能是一個緩慢而艱鉅的過程。”

EDA初創企業獨立取得成功的概率極低。“大多數IC和系統公司都會限制對EDA初創公司的投資和依賴程度，”西門子的Brownlee說道，“這意味着許多初創公司只有在被大型公司收購後，纔有可能擴大規模。”

但這並不會削弱它們的重要性。Cadence戰略和新業務集團總監Rob Knoth表示：“縱觀整個生態系統——學術界、初創公司、中型企業、大型EDA公司以及半導體公司——我們在這個團隊中扮演着不同的角色，每個角色都至關重要。初創公司尤爲關鍵，因爲傳統上他們會承擔不同的風險，而且其認真程度是團隊中其他參與者都無法比擬的。”

這會影響到每一個參與者。“EDA初創公司的成功率越低，意味着潛在創業者的參與度就越低，創新也就越少，”Innergy的Huilgol說道，“大型EDA公司會受到很大影響，因爲他們不得不更多地依賴內部開發的解決方案。這也會影響他們的估值，因爲華爾街尋求的是由創新的新解決方案推動的更快營收增長。”

如今，已經發生了一些變化。首先，人們開始將注意力從芯片轉移到系統上。系統市場從未有過封閉的工具市場。其次，更專業的設計可能會導致工具市場變得更加碎片化，這讓初創公司比大型EDA公司更具優勢，因爲大型EDA公司需要看到更大的市場機會纔會進行投資。

創新鏈

大學研究曾是EDA創新的沃土，但如今其對行業的影響力也在下降。“這種轉變部分是由於資金減少，以及將學術研究轉化爲可行的商業產品的複雜性和時間成本的增加，”Rise的Agarwala表示，“學術研究與初創企業之間的聯繫減少，可能是造成當前創新差距的原因之一。此外，我們看到來自學術界的新人才羣體正涌入軟件行業，該行業利用開源進行創新，並且它擁有更大的潛在市場，其收購目標否認估值也非常高。”

從大學科研成果轉化爲初創企業需要資金支持。“考慮到進入 EDA 行業所需的前期技術投資規模越來越大，而EDA行業整體規模雖在穩步增長，但總營收仍僅爲幾十億美元，”Quadric的Roddy表示，“有多少風險投資家願意爲創業者提供數億美元的啓動資金，只爲在這個不到100億美元的市場中分得一小杯羹呢？此外，退出途徑只有出售給三大行業巨頭之一。相比之下，有無數的SaaS和人工智能公司也在爭取同樣的風投資金，他們描繪着迅速發展到營收超十億美元的美夢，這些公司所處市場價值高達千億美元甚至更多。所以，在2024年創辦一家EDA公司，着實是一座難以攀登的大山。”

Innergy的Huilgol對此表示贊同。“即便在過去幾年聽聞半導體行業再度興起之後，直至今日，投資者對投資EDA仍十分謹慎。他們給出的理由是EDA市場規模小，銷售週期長，而且並不吸引人。因此，在EDA領域籌集資金非常困難，這意味着初創公司很難起步。雖然任何行業都需要市場驗證，但在EDA行業，獲得客戶青睞尤其重要。”

從大學衍生的初創公司還面臨另一個巨大障礙。“在銷售和市場營銷方面，行業資深人士與企業領導者溝通了數十年，”Rise聯合創始人Allan Klinck表示，“我們知道問題所在，知道哪些人面臨問題，清楚解決方案，也知曉行業的變化。如果你沒有現成的人脈網絡，那將非常困難。即使你有好的想法，要將其推廣到大公司是非常困難的，幾乎可以說是不可能的。”

但半導體設計領域正在發生的諸多變化，也帶來了一些新機遇。“隨着 3D - IC 的出現，市場發生了轉變，”Ansys產品營銷總監Marc Swinnen表示，“行業正向系統領域邁進，引發了諸多變革並催生了新的能力。3D-IC已經開闢了許多傳統EDA領域之外的新領域，例如麥克斯韋方程求解器。它曾經僅用於天線和雷達設計，如今被用於芯片分析。它與中介層和3D-IC一起，對大型中介層結構進行電磁分析。這爲大學開闢了新的研究領域。”

還可能爲大學提供創新框架。“我們通過高級綜合和開放的IR培育協作生態系統，”Agarwala表示，“這使得來自各個領域的用戶和合作夥伴（包括學術界、初創企業和成熟企業）在實際場景中試驗和驗證他們的想法。他們可以探索添加設計功能、開發新的領域特定語言，甚至從自己的工具生成IR，以充分實現硬件實現的優勢。這種方法使他們能夠專注於特定的專業領域，同時加速創新過程。”

然而，儘管這可能催生更多初創企業，但這隻解決了部分問題。他們仍然需要找到一種方法，發展到足夠的規模以獲得可觀的價值。西門子的Brownlee表示：“三大EDA公司的規模無疑使初創企業難以獲得足夠的營收，從大局來看難以形成重要影響。初創企業需要專注於相鄰領域和引人注目的市場空白，而不是試圖打造更好的普通產品。大型EDA公司仍會堅持自主創新或通過收購獲得創新，而收購的決定往往涉及成熟EDA公司核心競爭力領域之外的已獲驗證的初創企業。”

新問題，新機遇

儘管如此，變革也創造了機遇。“你需要解決大公司尚未解決的問題，或者擁有他們沒有的獨特技術，”Agarwala表示，“你還必須能夠將其推廣給那些已有既定流程和工藝的客戶，你的技術既要能融入其中，又要能對其有所改進。理想情況下，所解決的問題應能推動半導體行業的發展。”

這必然意味着要找出弱點。Verific Design Automation首席運營官Michiel Ligthart表示：“初創企業只有做出與現有解決方案不同或更好的東西纔有意義。它們需要具有顛覆性。最近，國際貿易關係是一個驅動因素，過去五年裡，中國EDA初創企業數量突然增加。競爭也刺激了創新。”

創新發生的領域與過去有所不同。Cadence的Knoth表示：“人工智能革命正在重新注入我們曾經失去的一些魔力，併爲新的初創企業創造條件。我看到我們的一些大型合作伙伴正在大力探索人工智能在半導體領域的作用。其中一些商業公司正在引進研究人員，帶來更多類似初創企業的理念。。這並不意味着不再需要初創企業。初創企業仍然是錘鍊工程師的重要熔爐。僅僅將他們納入EDA公司或半導體公司並不能複製這種效果，但這確實有助於解決相關問題。”

初創企業往往更加靈活。“初創企業可以非常靈活，能夠更快地開發並整合新技術，創造新的架構。”Agarwala表示。“這種靈活、快速和解決複雜挑戰的能力是獨一無二的，而且往往需要初創公司的環境。”

然而，人們的期望可能需要重新設定。“對於數字設計，對於數字設計，大家對做事方式的看法一致，但對於模擬設計，有大量不同的事情需要去做，”Ansys的Swinnen表示，“範圍如此之廣，一家公司不可能面面俱到。整個生態系統中，如小型夫妻店一樣的小公司，開發用於分析史密斯圖之類的小型實用程序，只需一兩個開發人員就足以，然後將其出售給所有射頻工程師，就可以做成一筆不錯的小生意。我認爲Cadence對進入這個小市場肯定不感興趣，但他們可以通過（Cadence的）SKILL爲客戶提供服務，在SKILL平臺上可以獲得這些實用程序，並將它們集成到軟件中。這表明這樣的體系在EDA領域能夠而且確實存在，這得益於SKILL。”

接口讓很多事情成爲可能。“接口對於創新很重要，但接口會拖慢速度，”Knoth表示，“接口存在損耗。會有精度損失、速度損失等各種問題，但它們仍然至關重要。但我們不應該希望回到過去。我們應該立足當下，展望未來，以過去爲指引。”

我們依賴大學進行創新。“我們需要重新激發大學之間的合作與發展活力，以解決我們目前面臨的人才嚴重短缺問題，”Agarwala表示，“行業必須探索促進創新的新方法，大學和初創企業也應參與其中。在大型EDA公司、初創企業和學術界之間建立合作伙伴關係可以重新點燃創新引擎。通過培育協作生態系統，而非孤立的專有生態系統，初創企業可以獲得克服進入壁壘所需的資源和專業知識，而老牌企業可以獲得新技術。”

半導體行業也依賴初創企業提供人才。“一個充滿活力的初創企業生態系統對於培養能夠改變世界的合適人才至關重要，”Knoth表示，“我有幸能與一些真正鼓舞人心、才華橫溢的人共事，如果沒有創業經歷，他們就不會是現在的他們。這對我們整個行業的健康發展至關重要，不僅僅是EDA領域，還有半導體和系統設計等領域。如果沒有充滿活力的初創企業生態系統，我們就沒有人才可以走向世界。培養這種生態系統真的很重要。這並不意味着初創企業生態系統必須像90年代那樣，那時幾乎沒有佈局佈線的初創企業。不一定要那樣，但必須是某種新形式的充滿活力的初創企業生態系統。我們的目標應該是確保有足夠多的初創企業從事有趣的工作，培養有趣的人才，生產出有助於我們解決新問題的有用產品。”