EDA公司新思科技的“新思”：半導體公司如何穿越周期

莊洲

半導體產業從未如此動蕩。

技術迭代的腳步，絲毫沒有因摩爾定律放緩而停滯，反以更快速度前進。市場方面，硅周期下行，伴隨著智能化革命帶來的芯片結構性需求激增，半導體行業進入冰火兩重天的境地，機遇與挑戰并存。

對于企業而言，如何穿越周期，保持競爭力，關鍵而急迫。

“速度太快了。”

新思科技總裁兼首席運營官Sassine Ghazi認為。

作為全球市場份額第一的EDA公司總裁，Sassine有機會與產業鏈各環節的客戶深入交流，第一時間感受到市場上的變化，并作出反應。

新思科技所在領域——EDA，即電子設計自動化。這是指利用計算機輔助設計（CAD）軟件，來完成超大規模集成電路芯片的功能設計、綜合、驗證、物理設計（包括布局、布線、版圖、設計規則檢查等）等流程的設計方式。EDA貫穿整個集成電路生產流程，位于整個行業的最上游，半導體的設計、設備的研發、芯片的生產和制造，都需要用到EDA工具。

不同產業鏈客戶的需求，每天都能給Sassine帶來新的啟發。“我們身處一個最好時代中最好的行業，它有無限的催化能力，讓過去許多不可能的事變為現實。”Sassine說。AI、AR/VR、HPC、IoT等一系列技術創新正在迸發，很多機會正在這些技術交叉點之間涌現。

一直以來，新思科技通過技術布局以及投資，構筑起一條完整的全鏈條EDA的護城河。如今，幾乎沒有一家芯片公司能夠繞開新思科技進行芯片的生產。作為EDA賽道中的領先企業，新思科技的技術創新和迭代需要越來越快。

創新存在于軟硬件交叉點

摩爾定律被半導體企業奉為圭臬，它指明了一條極為明確的技術路徑。

根據第三方研究機構華經產業研究院數據，2020年全球EDA市場規模為115億美元。相比于5000億美元的半導體產業，可謂九牛一毛。但沒有哪個領域如EDA這般深入到各環節，雖市場規模不大，但不可或缺。EDA軟件，是摩爾定律最領先的實踐者。

對Sassine來說，技術創新是一個結構化過程。新思科技內部有一個嚴絲合縫、一環扣一環的創新方法。這個內部團隊專門研究和預判未來技術發展趨勢和演進狀態，同時判斷技術商業化的可能性。

“我們的研發需要更大的投入，同時也要確保合作伙伴，可以提前一步跟上技術創新的節奏。”Sassine說。

研發投入是衡量半導體公司創新能力的指標之一，在過去七年時間，新思科技的研發投入占比一直保持在33%-36%的區間。

除了自身的技術創新，新思科技的另一個進入新技術的方法是并購。

EDA由一個個點工具組合而成，單靠一家公司無法覆蓋整個半導體發展的產品鏈條。國內某EDA公司的一位研發專家評價，融合正在成為EDA公司發展的趨勢。

梳理新思科技的并購史，其較高頻率的并購主要發生在近十年。并購壯大的前提條件是自身的產品和市場能力足夠強大。EDA工具鏈差異非常大，前端驗證工具分工很細，算法和后端也不同，彼此整合很難。收購一家新公司和新技術，并不是短期的資金投入，而需要對工具進行吸收、整合及后續研發，這也要求母公司有足夠的技術底蘊和人才積累。

“軟硬件的交叉點是最值得投資的地方。”Sassine說，過去5年-7年，從芯片物理制程尋求紅利的時代已經過去，企業開始追求系統級別的優化，這就是軟硬件交叉的地方。

傳統芯片設計是工程師從底層電路板設計開始，有了抽象化的技術之后，工程師可直接采用高級語言設計電路板，通過邏輯綜合工具把抽象設計自動轉化成機器語言，形成由各種邏輯門組成的電路組合，抽象化成為產業界標準。這種方法論也為之后新思科技能夠成為“SysMoore”的提出者和引領者奠定基礎。

新思科技收購布局的主要方向，一是按照摩爾定律的演進，不斷提高物理制程;二是考慮不同應用對芯片的需求。例如他們在AI幫助開發系統的方面進行創新和布局。

2021年，新思科技收購了AI驅動的實時性能優化領導企業Concertio，擴充了芯片在應用端和系統端的動態優化功能。

Chiplet（芯粒）也是新思科技在過去5年-6年時間里主要布局的方向之一。Chiplet指將芯片不同功能分區制作成裸芯片，再通過先進封裝，將裸芯片堆疊起來，通過使用基于異構集成的封裝技術，帶來性能、功耗和面積的優勢。其對封裝工藝提出更高要求。

“過去幾年，新思科技不斷加大投資，從芯片設計開始，覆蓋到系統級別、軟件級別，到現在，新思科技可以提供‘從芯片到軟件的全方位一體化解決方案。”Sassine說。

有方向和節奏的投資，以及步伐緊湊的技術創新，構筑了一條嚴密的產品組合。

在頭部效應極為明顯的半導體行業，毛利率在很大程度上反映了一家企業的掙錢能力。新思科技多年毛利率保持高位，在76%左右，成為最賺錢的公司之一。

SysMoore：續寫摩爾定律

隨著越來越多數據和應用場景的涌現，通用芯片很難滿足企業復雜的需求，越來越多系統級希望通過定制芯片，實現電子系統的差異化。“系統級公司越來越像半導體公司了。”Sassine說。

除了谷歌、亞馬遜，在中國，阿里、百度、騰訊等互聯網公司，也紛紛宣布自研芯片計劃。手機公司中最早開始思考軟件和芯片的是蘋果。隨后，中國手機公司，例如小米、OPPO、Vivo，都在宣布自研芯片。

車企也在考慮自研芯片。2014年至2015年初，特斯拉在整個汽車市場掀起顛覆性創新，再次將目光投向硬件，將汽車視為一個系統，通過軟件進行優化。

“這是從規模復雜性到系統復雜性到轉變。”Sassine說，而這兩者的交叉點就是SysMoore，即從系統層面開展芯片設計——在傳統芯片與系統之間進行優化，從此前的芯片定義應用軟件，到軟件定義芯片。SysMoore成功關鍵，就是在設計時考慮低功耗。

“在全球科技公司中，新思科技是唯一一家能夠考慮硅片級別、芯片級別和系統級別的公司。因為我們有完整的產品組合。”Sassine說。

SysMoore的方法論對于中國芯片產業發展也有重要意義。“我們也希望能夠幫助中國客戶采用成熟制程的工藝，創造出可能需要7納米、5納米芯片才能達到的性能。”新思科技全球資深副總裁兼中國董事長葛群說，“這很難，但如果能夠把這些技術的潛力發揮出來，對于行業而言意義重大。”

產業數字化下的新篇章

雙碳目標正在成為全球共識。

七年前，新思科技開始了一項叫做“高能效設計”的項目，將芯片能效最大化，同時在軟件層面進行能耗優化。

新思科技將其在芯片設計領域多年積累的能耗管理和數字建模能力復制到能源領域。一個芯片上就集成了幾十億、上百億晶體管，一個晶體管相當于一個用電單位，而一顆芯片，就是一個規模龐大的能源網絡。在能耗模型上，一個晶體管的復雜程度超過現實中一個家庭的用電模型。新思科技所做的，是將每個晶體管的能耗優化。“如果把這樣的模型映射到一個城市、一個國家，能夠幫助整個國家或城市去達到最低功耗，從而實現降低地球能耗的目的。”葛群說。

葛群做了估算，以中國為例，2021年，中國數據中心能源消耗量超過2000億度電，而整個中國用電量大概是8萬億度電，中國數據中心大概要占到總用電量的2.6%，這個比例將越來越高。到2025年，全球數據中心占整個全球用電量將占全球的20%。因此，在全球最領先科技公司中，最重要的一項技術方向就是如何能夠使它們的數據中心降低成本、節省能耗。

新思科技進入中國已有27年。葛群指出：“新思科技一直強調自己是一家全球化公司，在每一個市場針對本土消費者、客戶和生態系統建立一個更快的反應速度和更快的決策鏈，越本土化，越全球化。”在2022年三季度財報中，新思科技的收入中有15%來自中國大陸，僅次于美國。