从无人敢做库存到反思国产替代——2023中国芯片设计业生态面面观

即将过去的2023年，多数芯片设计公司都感受到了市场的寒意。根据中国半导体行业协会集成电路设计业分会（以下简称“中半协”）的统计，2023年集成电路设计业全行业销售额为5774亿元（注：此数字并非实际销售数字，为协会通过企业上报数字的统计结果），增长8%。虽然数字上成功保八，但也创下了自1999年有该统计数字以来的增长率新低。

从上市企业来看，情况也比较糟糕。中半协统计的108家芯片设计上市公司里面，半年报盈利企业66家，亏损企业42家，亏损率达到38.9%，而2023年前十大设计企业进入门槛也从2022年的70亿下降到65亿，这些都说明了规模以上企业在半导体行业周期的下行期间遭遇到的困难。

以上市企业为代表的规模以上设计公司体量大、资金实力强，近两年的下行周期虽然困难，但只要运营得当，熬一熬怎么也能熬过。对不少尚未脱离初创阶段的芯片设计企业来说，这两年是生死考验：融资困难，市场需求低迷，新生品牌的产品就更难卖，一旦资金续不上，这类企业可选的出路并不多。

寒意已经从芯片设计公司传导到上游。

没有人敢做库存

速石科技高级技术总监张大成在接受采访时表示，在当前市场大环境下，芯片设计初创型公司比前几年面临更大的困难，因而其在资金控制、成本控制以及效率提升方面，对于EDA的要求就更高了。

“近半年接触到的大部分fabless客户，基本上以守为主，（客户要）保证一定的资金和自己供应链的安全，（资源重心）放在产品这一端，所以在IT和CAD这一层，就会走得比较稳。”张大成指出，在下行周期，芯片设计公司在开支上更为保守，如何为设计企业省钱，成为芯片设计公司上游产业链的竞争力，他说：“这是我们接触这一层次的人能感觉到的一些变化，当然我们也是调整了我们自己产品的一些方向，包括落地的方案，帮助初创公司从资金、成本、效率几个点上面去控制企业支出，也是帮助企业能够走更远。”

锐成芯微CEO沈莉也观察到，当前阶段部分芯片设计公司，特别是还处于发展初期的公司，在制程的选择上趋于保守，在项目规模和应用领域的选择上会更谨慎，会更关注项目落地的可能性；相较于最先进的工艺制程，他们现在更倾向于在能打开市场的、够用的范围里作选择。

在这次下行周期之前，半导体行业经历了一个史无前例的超级繁荣期，在那个超级繁荣期，有库存即意味着有钱赚，这就让很多企业拼了命抢产能，积库存，以两三倍正常产能规划去晶圆厂要产能的现象比比皆是，这种不理智的堆库存行为，最终造成了供需逆转。

“现在短期的波动，是过去三年疫情期间大家抢货的后遗症，你抢货抢得越久，去库存的时间就要越久。”台积电（中国）总经理罗镇球表示，在手机、物联网、电视等应用市场，确实看到了复苏的迹象，但“绝大部分客户，以及客户的客户，都被过去一年的库存吓到了，没有人愿意做库存。”

据罗镇球介绍，台积电现在看到的订单多是急单，平常交货周期是三个月，现在的急单往往要两个月交货，这种急单，意味着芯片设计公司的客户也是没货了，才向芯片设计公司下单。他说：“库存消化已经改善，但客户对消费者的信心还不够，全世界都在攒钱，而不是像过去一样积极消费，这是最根本的问题。”

从探索科技（ID：TechSugar）在今年走访企业与从业者的反馈来看，当前市场也确实是寒意阵阵，不少从业者把市场恢复预期调至了明年下半年或以后。

不过，下行周期拉长也未必是坏事。在笔者看来，周期性的波动正是半导体产业生生不息且规模持续扩大的外在表现，每一个小周期的下行周期，都是在为下一次繁荣蓄力，如果下行周期市场不够冷，时间不够长，下一次繁荣的质量往往就不高。

下行周期，也正是企业“练内功”的好时机。

以产品为中心

芯耀辉董事长曾克强就表示，在当前比较困难的时段，正是需要企业攻坚克难的时候。“我总结八个字，‘志不求易，事不避难’，”曾克强强调，从成立开始，芯耀辉的目标就是去做市场需要、有难度且当前国内没有解决又好用的国产解决方案的产品方向，芯耀辉的IP产品以高可靠性和强兼容性著称，并与本土龙头公司一起定义新一代产品，以更贴合本土公司的差异性需求，他说：“当前真的需要我们去攻坚克难做实事，芯耀辉就是把我们专注的IP产品做好，给产业链形成有力的支撑。”

芯华章CTO傅勇也认为，行业出现寒流不是坏事，他说：“我认为这是一种理性的回归，在这种理性回归的过程中，会让我们走得更健康，我非常坚信这一点，我相信国产EDA一定会发展地更茁壮。”

西门子EDA中国区总经理凌琳的观点与前面两位相呼应，他表示，下行周期正是芯片设计企业做好研发的关键期，把握好这个阶段，才能在繁荣期有好的产品卖。

在ICCAD2023开幕式报告中，魏少军教授强调芯片设计企业要坚持“以产品为中心”的发展理念，引发参会企业热议。国微芯、思尔芯、合见工软、摩尔精英、Tower Semiconducor、荣芯半导体和芯易荟等与会企业代表都表示，芯片设计企业需要以产品为中心，为芯片设计企业服务的EDA、IP、晶圆代工和封测服务等领域的企业，也要以产品为中心，才能真正在市场竞争中发展壮大。

芯耀辉曾克强以可靠性和兼容性为例来说明IP公司如何做到以产品为中心。在可靠性方面，芯耀辉会针对IP进行温度、电压以及制造工艺的拉偏测试，并且还会进行ESD静电防护能力测试以及长时间的高温老化测试，确保IP在客户芯片量产上没有良率的问题。同时芯耀辉也会针对客户实际应用场景，以及积累多年的非标准场景，进行极端环境下（比如高通道损耗，长时间不间断传输等）的IP性能测试，保障IP具备高度的可靠性。

而在兼容性方面，芯耀辉不同的接口IP都会和市场上主流的相关外设做互联互通兼容测试。以DDR5为例，芯耀辉会收集如韩国的三星、SK海力士，美国美光，以及国内成熟厂商合肥长鑫等国内外主流存储器供应商的内存颗粒，针对不同的速率、不同的内存条（DIMM）做全面的遍历测试，测试场景除了标准的读写测试，芯耀辉会进行反复初始化，考验产品的训练过程和性能。这样做的目的就是帮助客户的产品一次量产成功，有效地帮助客户降低产品风险，缩短产品上市时间。

如魏少军在报告中所言，坚持以产品为中心，敢于在市场竞争中磨砺拼杀，才能走向成功。

要做好产品，就离不开技术积累，台积电罗镇球认为，半导体行业没有一蹴而就的事情，要做好产品，就要花钱、花精力、花人力，慢慢地一步一步往前走。

AI与Chiplet

在开幕式的演讲中，罗镇球强调了研发的重要性。据他介绍，台积电2022年研发人员超过8000人，研发投入55亿美元，主要研究方向如下：从2D微缩到3D整合的工艺演进路线、提升能效、设计工艺共同优化（DTCO）、立体封装（2.5D/3D先进封装）、光电一体集成和系统级优化（STCO）等。

先进封装是当前半导体产业界的热点话题，尤其是Chiplet（芯粒）技术，当前英伟达、AMD等厂商应用于人工智能领域的超大SoC都采用了Chiplet技术。对此，罗镇球表示，Chiplet翻译成“小芯片”不合适，实际上这种SoC中用到的Chiplet并不小，每一个Chiplet的面积基本上接近可制造的单裸晶（Die）面积极限，即830平方毫米，单个Chiplet就集成了上百亿个晶体管，然后再用先进封装技术将多个Chiplet堆叠起来。

在对Chiplet技术的支持上，本土IP公司也非常积极，芯耀辉和奎芯等已经公布了各自的Chiplet路线图。

Chiplet不仅仅是在一个封装内，板级算力叠加靠的是C2C（Chip-to-Chip，芯片到芯片）互连。芯耀辉具备完整的Chiplet D2D和C2C的解决方案，例如支持片间互连的D2D(Die-to-Die) UCIe 8G/16G/32G IP，支持D2D和短距C2C的112G XSR IP，还有支持长距C2C的MP10G/20G/32G IP等。既能支持2.5D/3D先进封装，也能支持传统的标准封装。

基于UCIe协议和HBM接口，奎芯的M2link方案力求将HBM与SoC主芯片进行解耦，其方法是在标准模块中把HBM接口协议转化成UCIe协议，然后把它做成一个标准模组，然后通过普通基板和SoC进行封装，这样芯粒距离可以拉大，也不需要和主SoC耦合和绑定。

奎芯副总裁唐睿表示，M2link的主要优势是减少了对2.5D先进封装的依赖，也把HBM从主芯片上分离出去，进一步降低了主芯片的成本。唐睿告诉探索科技，该产品预计明年推向市场，主要面向的市场是人工智能（AI）训练以及人工智能推演芯片。

半导体不仅支撑了人工智能应用发展，反过来也受益于人工智能技术的发展，AI在EDA领域就已经得到普遍应用。

在鸿芯微纳首席技术官&联合创始人王宇成博士看来，在EDA领域应用AI有内生式（AI Inside）和外延式（AI Outside）两种。

相对而言，外延式AI更成熟一些。据笔者所知，新思科技的DSO.ai和TSO.ai等工具，就是在开发数字设计和测试领域应用的AI技术。

王宇成认为，AI技术在这些应用中的主要作用是替代人工进行各种繁复的EDA工具的调参工作，其效果现在已经在国际厂商的产品中得到了验证。

而内生式AI就是在EDA产品开发时引入机器学习等技术，来提升EDA的算法性能。内生式AI涉及到产品定义的路线，所以鸿芯微纳还在开展进一步探索，以扩大应用范围与提高应用效果。

芯行纪资深技术副总裁邵振也对此话题做出探讨：AI在EDA工具发挥的空间有多大，往往决定于具体应用和环节。在布局布线领域，这个工具涉及到的技术和环节是非常多的，AI在某些步骤可以大幅优化性能，但在其他步骤应用机器学习就有点局促，甚至是适得其反。

邵振表示，AI在EDA调参、优化方面的潜力毋庸置疑，但要发挥出这个技术的潜力，就要拼EDA技术的同时也要结合丰富的设计经验，他说：“谁能看得越细、做得越智能化，谁就能掌握平台最佳PPA的钥匙。”

本土厂商需要试错空间

技术与产品是本土芯片公司生存之本的理念在从业者中已有共识，但不少芯片设计企业上游的EDA公司还是郁闷地发现，有了好技术与好产品，也不一定能让客户买单，因为客户切换供应商的机会成本非常高，所以很多企业不敢采用国产EDA。

“你送给我，我也许还不敢用。”炬芯董事长兼CEO周正宇表示，做消费级产品的芯片设计公司，产品上市窗口期特别重要，引入新的EDA工具，必然改变设计开发环境，而这种改变如果导致项目延误，一代产品就面临卖不出去的险境，这让很多芯片设计公司不敢轻易尝试。

周正宇认为，正由于消费电子市场的芯片设计公司容错空间极小，所以在市场化竞争的背景下，没有多少公司敢于更换供应商，他说：“我们担心的不是价格问题，而是切换新工具的过程，我们担心发生重大事故，假如一颗芯片（因为EDA）错了，整个公司会面临怎样的困境？”

根据笔者的观察，在面对本土供应链的心态上，除了不敢用，还有一种是不信任。社会上有一种声音认为，本土EDA公司都在吹牛画大饼，没有真本事，要不然怎么和国际巨头的出货量和服务客户数量差距那么大。

这种质疑，和多年前有些本土系统公司质疑本土芯片产品出货量如出一辙，作为下游客户，如果都沿袭以前的供应体系，不去用本土供应链的产品，本土供应商自然就没有出货量，客户再以出货少、案例少为由拒绝本土供应商，那就永远无法构建起有活力的本土供应链。

据业内专家分析，芯片设计公司不敢用本土EDA产品主要来自两个原因：其一是有些客户不具备评估工具的能力，所以需要看到有知名客户用才敢用；其二是品牌意识与免责心态，如果用现有EDA巨头主导的主流开发环境出了问题，那不是工具选择者的问题，而采用了新工具一旦出问题，拍板选择新工具的相关负责人难辞其咎，这就让客户有很大顾虑。

对本土EDA企业来说，打磨好产品是一方面，润物细无声地去改变客户认知也是另一个要做的努力。究竟如何真正进入本土芯片设计公司的研发生态，还需要本土EDA公司更多摸索与尝试，更快试错迭代。

速石科技为普冉半导体等本土客户的解决方案就提供了一个成功案例，该方案是从调度器到研发平台的一套产品，替换了原来的海外方案，为客户带来直接的效率提升，还能提供对包括国产EDA在内的研发工具的调优和适配，为客户提供了更多尝试国产工具的机会。

速石科技张大成说：“交付以后，通过测试与验证，普冉半导体给到我们的评价是，速石科技的方案帮助普冉提高研发效率30%，在CAD上的精力开销减少40%，对加快企业的流片速度有非常显著的提升，而且像普冉这种对自主可控研发的需求是非常典型的案例，我们平台已经有不少客户在咨询，或者已经接入了一部分国产研发工具。”

但更多时候EDA公司还是缺乏试错机会，而只有在应用中不断迭代修改，EDA工具才能真正走向成熟，但大部分设计公司并不想当本土EDA工具的“小白鼠”，因而如何找到“小白鼠”用户，成为本土EDA厂商破局的关键点。

芯原股份创始人、董事长兼总裁戴伟民提出了一种可能的思路，即由有高频应用EDA工具需求的企业联合出资方（例如政府），为本土EDA工具厂商打造一个“EDA中试平台”，通过实际项目来为本土工具进行迭代，把工具、流程和开发环境打磨好，为其他用户提供用例，甚至三方还可以联合提供云端EDA应用服务。

从国产替代到泛国产替代

本土公司需要市场提供试错空间，但这并不意味着过度的政策保护，更不意味着厂商可以打着“自主可控”的旗号在本土市场疯狂内卷。在这次会议上，多位受访代表就表示，反对以“国产替代”之名，行“替代国产”之实。

芯华章傅勇直言，如果本土EDA公司仅考虑用“国产”、“情怀”去打动客户，很难实现供应链自主可控的目标，真正有竞争力的公司一定是从市场竞争中拼杀出来的。傅勇说：“对于客户来讲，根本上还是会从EDA工具的使用价值出发。高质量的国产替代，不仅仅要填补产品布局的空白，更需要填补的是用户尚未被完全满足的需求。”

通过产品的差异化创新，满足客户没有被充分满足的需要，是芯华章打进客户供应链的重要策略之一。比如，传统的软件仿真工具以调试功能强大著名，但却受限于仿真速度，不擅长处理系统级的大规模仿真验证。芯华章通过并行化、分布式的算法创新，致力于让逻辑仿真工具可以在RTL阶段提前进行系统级仿真。

芯行纪邵振持相同立场，他说：“芯行纪的目标从来不是做单纯的国产替代，我们的目标是做新一代EDA产品。以我们的布局布线工具为例，三年前在产品定义时，我们就把分布式计算和机器学习等热门方向和技术趋势纳入考虑范围，并放在底层的数据架构里。”

芯原戴伟民则指出，半导体本土供应链追求的是安全可控，并不意味着所有环节都需要自主创新，如果国产替代的结果是让用户去承担比用国际供应商更高的成本，那这种替代就有点得不偿失，为此他提出了一个“泛国产”的概念。

戴伟民认为，国际厂商只要愿意在中国制造，为中国设计（Design for China），也可以得到本土厂商一样的待遇。戴伟民说：“我们要开放，不能歧视，这种泛国产替代，也是安全的，而且对我们有好处，（本土厂商）可以就近学习。”

戴伟民的观点获得多位在场嘉宾认同，他们建议用“泛国产替代”概念取代“国产替代”概念，在本土市场维系国际竞争格局才能真正让客户受益，而有能力的本土厂商也要到海外市场去征战，全球市场有更多的成长空间。

酝酿芯片市场“新国潮”

当前的EDA/IP厂商的市场遭遇，与十年前本土芯片设计厂商市场待遇相似，也与二十年前本土整机厂商市场待遇相似，所以虽然现在芯片行业还有这样那样的问题，但笔者对其发展前景一直持乐观态度。

就算是被抱怨的“替代国产”，也有其积极因素，毕竟只有先发的国产芯片厂商进入了本土整机厂商供应链，其他厂商才有机会替代国产。

对本土芯片产业而言，之前三五年的各种乱象，只是短暂干扰，随着追逐热点的资金撤离，行业会越来越走向正轨，人才薪资与企业估值更趋于合理，冲动投资将难以获得市场认可。

但走向正轨并不意味着不卷，不意味着在政策上让中小公司给龙头公司让路，摩尔定律的本质就是拼命卷自己，提高芯片集成度从而在性价比上压制住跟不上节奏的竞争对手，芯片行业过去几十年里城头变幻大王旗，没有哪一家是天生拳王。现在风光无限的AMD，十年前正被英特尔按在地上反复摩擦，万众瞩目的英伟达，也曾窘迫到只要一次流片失误就得破产，如罗镇球所言，在这个天然的自由竞争市场，芯片企业各凭本事，控制好成本，用心思，花心血，拼投入，一心一意好好干，都有做拳王的机会。

把时间拉长，在这个聚集了最优秀人才的最尖端行业，产业红利只奖励那些真正热爱这个行业，且一步一个脚印，兢兢业业按行业规律做事的企业，任何投机取巧的公司，终将让自己成为历史背景。

而且，在半导体产业越来越丰富的生态中，不是只有拳王才能生存，很多细分领域都有供中小公司生存的机会，只要在技术和产品上不断迭代升级，在性能和功能上追求极致，终将能化解整机厂商用“中国芯”只是政治任务或者降本需要的认知。

当“中国芯”在整机海报正中突出显示而不是作为走量低端产品配置只能打个星标放在底部说明时，当舞台上的雷军和李想们对其产品中的“中国芯”参数娓娓道来时，当内置“中国芯”成为新国潮设备的亮点被年轻用户津津乐道时，国产替代或替代国产，将不再是一个问题。