文章来源于《财经十一人》感谢《财经十一人》对新思科技的关注
技术迭代的脚步，丝毫没有因为摩尔定律放缓而停滞，反而以更快速度前进。市场方面，半导体行业的硅周期下行，伴随着智能化革命带来的芯片结构性需求激增，机遇与挑战并存。对于身处其中的企业而言，如何穿越周期，保持竞争力，是关键而急迫的命题。“速度太快了。”新思科技总裁兼首席运营官Sassine Ghazi认为。作为全球市场份额第一的EDA公司总裁，Sassine有机会与产业链各环节的客户深入交流，从而能够第一时间感受到市场上发端于青萍之末的变化，敏锐作出反应，“对技术演进角度的研究、与行业领先客户的沟通，让我获得创新灵感。”新思科技所在领域──EDA，即电子设计自动化。这是指利用计算机辅助设计（CAD）软件，来完成超大规模集成电路芯片的功能设计、综合、验证、物理设计（包括布局、布线、版图、设计规则检查等）等流程的设计方式。EDA贯穿整个集成电路生产流程，位于整个行业的最上游，半导体的设计、设备的研发、芯片的生产和制造，都需要用到EDA工具。这样的产业链位置，也给Sassine全局视角。不同产业链客户的需求，每天都能给Sassine带来新的启发。“我们身处一个最好时代中最好的行业，它有无限催化能力，让过去许多不可能的事变为现实。”Sassine说。人工智能、虚拟现实、高性能计算、物联网等一系列技术创新正在迸发，很多机会正在这些技术交叉点之间涌现。一直以来，新思科技通过技术布局以及投资，构筑起一条完整的全链条EDA的护城河。如今，几乎没有一家芯片公司能够绕开新思科技，进行芯片的生产。作为EDA赛道中的领先企业，这也意味着新思科技的技术创新和迭代需要越来越快。梳理新思科技的发展史，更像是一次与摩尔定律的赛跑。Sassine反复说起技术创新与新的变化，这些让他感到兴奋。创新存在于软硬件交叉点摩尔定律引领了半导体产业半个多世纪，被产业链中的企业奉为圭臬，它给企业一条极为明确的技术路径。“因为有摩尔定律，我们一直都知道未来在哪里。”一位半导体行业设备研发专家表示。而EDA软件，则是这个定律最为领先的实践者，并持续引领该定律前进。EDA工具的市场规模只有100亿美元左右，相比于5000亿美元的半导体产业，九牛一毛。根据第三方研究机构华经产业研究院数据，2020年全球EDA市场规模为115亿美元。但没有哪个领域如EDA这般，深入到各环节的毛细血管，虽然市场规模不大，但不可或缺。
若没有EDA，全球所有芯片设计公司将直接停摆，半导体金字塔就会坍塌。EDA软件的工作，就是要在芯片那么小的空间进行布局、走线和事前分析，这如同在一个米粒上刻出航空母舰模型那样。EDA和IP核，是半导体的核心。下面这幅图描述了这个关系。
技术发展方向清晰可见，但越往前走，道路越艰难，因此EDA工具所要面对和解决的问题就越多、越复杂，研发投入越大。从设计规模来说，至3纳米时代，芯片设计规模比28纳米时代增加了几十倍，往往能达到十亿甚至几十亿晶体管的级别，所涉及EDA工具种类保守估计在上百种。每个从事EDA工具研发的公司都希望自己的产品组合能够尽可能覆盖芯片生产全流程，但全球只有新思科技能够做到，这背后是大量的技术积累、IP沉淀。对Sassine来说，技术创新是一个结构化过程。新思科技内部有一个严丝合缝、一环扣一环的创新方法。这个内部团队，专门研究和预判未来技术发展趋势和演进状态，例如工艺、物理材料特性、设备、硬件发展趋势等。这不光需要了解前沿技术，进入无人区，还需要判断技术商业化的可能性。Sassine进一步解释，第一个阶段，就是概念生成，所有人头脑风暴、集思广益。第二阶段，就是基于概念，建立原型。这个阶段，他们会和有限的客户合作，共同验证。很多创新的想法，会在第一第二阶段之间，被否定掉，因为他们不够实用。到了第三步，就进入了产品化阶段。“我们需要在研发上投入更多，同时也要确保我们的合作伙伴，例如代工厂，可以提前一步跟上技术创新的节奏。”Sassine说。一个典型的例子是，新思科技进行AI设计工具研发，新思科技的科学家团队花了两年时间研究人工智能技术如何应用到芯片设计中。这个过程包括从概念走到原型，再到与少数客户进行验证。紧接着又花了两年时间才将这个概念变成产品。
研发投入是衡量半导体公司创新能力的指标之一，在过去7年时间，新思科技的研发投入占比一直保持在33%-36%的区间，营业收入逐年增长，研发投入随之增加。要知道，在半导体行业，如果以芯片设计公司为例，平均研发投入占比为20%左右。除了自身的技术创新，新思科技的另一个进入新技术布局的方法就是并购。国际半导体产业的发展史，也是一部并购史，并购在EDA领域更为常见。EDA工具有极为庞杂的分类，由一个个点工具组合而成。根据美国从事EDA咨询的公司GSEDA统计，EDA工具一共涉及到90多种不同的技术，而在这些技术中，分布了420家公司。美国的《半导体工程》杂志的清单列举中，EDA软件一共有900多家小公司。技术迭代之快，单靠一家公司显然无法完全覆盖整个半导体发展的产品链条。国内某EDA公司的一位研发专家评价称，融合正在成为EDA公司发展的趋势。值得注意的是，梳理新思科技的并购史，其较高频率的并购主要是发生在近十年。可以说，是经过了20多年丰富的技术积累之后，新思科技才开始以并购方式成长。通过其三十多年的成长史我们可以发现，并购壮大的前提条件是自身的产品和市场能力足够强大。EDA工具链差异非常大，前端验证工具分工非常细，加上算法和后端也不同，彼此整合并不容易。收购一家新公司和新技术，不是短期的资金投入，能够对工具进行吸收、整合及后续研发才是重中之重，这也要求母公司要有足够的技术底蕴和长期的人才积累。“软硬件的交叉点，是最值得投资的地方。”Sassine说，过去5-7年，从芯片物理制程寻求红利的时代已经过去，企业开始追求系统级别的优化。这对于新思科技来说，既是机遇，也是挑战。而软件定义硬件的方法论，恰恰是新思科技一直以来的优势。之前，传统的芯片设计都是工程师从底层的电路板设计开始。有了抽象化的技术之后，设计师可以直接采用高级语言“设计电路板”，然后通过逻辑综合工具把抽象的设计，自动转化成机器语言，形成由各种逻辑门组成的电路组合。新思科技之所以能够在创办之初就引领行业技术优势，很大原因是它推进了抽象化的发展，使得整个行业的设计前进了一大步。抽象化成为产业界的标准，也进一步扩展了芯片设计群体。这种方法论也为之后新思科技能够成为“SysMoore”的提出者和引领者奠定了基础──这种思想刻在新思科技的基因里。新思科技收购布局的主要方向为两个，一是按照摩尔定律的演进，不断提高物理制程；二是考虑不同应用对芯片的需求。对Sassine来说，令他兴奋的，是那些颠覆性创新。“AI帮助开发系统的方面，我们做了创新，4年之前，我们推出AI驱动系统来改善芯片开发的生产率。”2021年，新思科技收购了AI驱动的实时性能优化领导企业Concertio，扩充了芯片在应用端和系统端的动态优化功能 。此外，新思科技收购了BISTel半导体和平板显示方案，扩展了制造流程方案领先优势。Sassine还谈到了Chiplet（芯粒），这是新思科技在过去5年-6年时间里主要布局的方向之一。Chiplet指的是，将芯片的不同功能分区制作成裸芯片，再通过先进封装的形式，将裸芯片堆叠起来，通过使用基于异构集成的封装技术，带来性能、功耗和面积的优势。其对封装工艺提出了更高的要求。“过去这些年，我们花了超过20亿美元进行收购，扩展我们的产品和服务的组合，从芯片到系统再到软件层面，加强我们的能力。”
五六年前，新思科技在Chiplet上做了很多投资，这是因为他们看到了这样一个趋势——系统公司正在试图放入更多芯片来优化他们的软件；越来越多应用都在强调安全，在SOC层面，通过新思科技的IP，来确保系统层面的安全。
过去几年，新思科技不断加大投资，从芯片设计开始，覆盖到系统级别、软件级别，到现在，新思科技可以提供“从芯片到软件”的全方位一体化解决方案。
Sassine Ghazi
总裁兼首席运营官
新思科技有方向和节奏的投资，以及步伐紧凑的技术创新，构筑了一条严密的产品组合。根据第三方数据机构IPNest显示，目前新思科技的物理IP核解决方案占据了全球市场份额的41.3%，位居全球第一。在头部效应极为明显的半导体行业，毛利率在很大程度上反映了一家企业的挣钱能力。新思科技多年毛利率保持高位，在76%左右，成了最赚钱的芯片公司之一。
SysMoore：续写摩尔定律一些创新在Sassine的脑中碰撞。越来越多系统级公司开始做芯片了。这是Sassine这些年里观察到令他感到惊讶的变化之一。这里的系统级公司包括，互联网公司、车企、手机企业等。“系统级公司越来越像半导体公司了。”Sassine说。拥有海量数据和应用场景的互联网公司是自研芯片队伍中的“主力部队”之一，如今互联网公司自研芯片早已不是新闻。谷歌在2016正式推出了自己的定制芯片TPU（Tensor Processing Unit，张量处理单元），并计划自2023年起，在所有的Chromebook笔记本电脑上搭载自研芯片及CPU；2020年，亚马逊推出了自研云端AI训练定制新品AWS Tranium。在中国，阿里、百度、腾讯、字节跳动、快手，也纷纷基于自身的特定需求，宣布不同的自研芯片计划。手机公司中最早开始思考软件和芯片的是苹果。2008年，苹果宣布以2.78亿美元收购PA Semi，后来又收购了一家公司Intrinsity，这家公司的首款产品是面向苹果的处理器Exponential X704。自此苹果开始了自研芯片之路。2022年，苹果正式发布了新一代自研芯片M2，采用5纳米制程工艺，晶体管数高达200亿个。新思科技全球资深副总裁兼中国董事长葛群说，苹果的M2芯片，并不急于在工艺制程上推进，而是采用了软硬件结合的方式，实现性能的优化。随后，中国的手机公司，例如小米、OPPO、Vivo，都在宣布自研芯片。除了手机公司和互联网公司，越来越多车企也在考虑自研芯片这条路。2014年至2015年年初，特斯拉在整个汽车市场掀起颠覆性创新，再次将目光投向硬件，将汽车是为一个系统，通过软件进行优化。诸多系统级公司自研芯片的推动力在于，随着越来越多数据和应用场景的涌现，通用芯片很难实现他们各自纷繁复杂的需求，他们希望通过定制芯片，实现电子系统的差异化。而实现这一差异化的路径，就是定制自己的SoC（片上系统）。这是区别于传统芯片的一种芯片，片上系统指的是将整个电子系统的功能集成到一个芯片上，如果说中央处理器CPU是大脑，那么SoC就是包括大脑、心脏、五官的系统，将处理器（CPU）、模拟IP核、数字IP核和存储器集成在单一芯片上。为何SoC会成为趋势？一直以来，摩尔定律是依靠提升单个芯片上的晶体管数量，以满足芯片的三个需求，降低功耗、增加性能以及降低成本。但随着数据和场景的复杂度提高，市场对芯片的要求已经不再局限于一味追求通用性能的提升，而是变为移动靶向，综合考虑应用场景、软件、算法、硬件，对芯片的需求更多样。市场正在驱动新的芯片领域的创新。“从单纯提升晶体管数量的层面延伸开，站在系统的高度去优化，我们就能走出泥潭。”Sassine Ghazi说。基于此，新思科技提出了SysMoore的理念。这是从规模复杂性到系统复杂性到转变，Sassine说，而这两者的交叉点就是SysMoore，即从系统层面开展芯片设计。在传统芯片与系统之间进行优化。从此前的芯片定义应用软件，到软件定义芯片。SysMoore是新思科技基于当下趋势所提出的理念。SysMoore成功的关键，就是在设计时考虑低功耗或节能。
Sassine认为，用户希望硬件实现产品差异化这个趋势15年前就出现端倪。“在全球的科技公司中，新思科技是唯一一家能够考虑硅片级别、芯片级别和系统级别。因为我们有完整的产品组合。”Sassine说。
这也是新思科技提出SysMoore的底气。“我们不光有芯片设计工具、还有IP、软件上的方案，只有把这三方面技术结合在一起，才有能力提SysMoore。”葛群说。
SysMoore的方法论对于中国的芯片生产也有重要意义。“我们也希望能够帮助中国客户采用成熟制程的工艺，创造出可能需要7纳米制程、5纳米制程的芯片才能达到的性能。”葛群说，“这很难，但如果能够把这些技术的潜力发挥出来，对于行业而言意义重大。”产业数字化下的新篇章如今，双碳目标正在成为全球共识，而如何达成这个目标，这对于每一个企业来说都是重大的挑战，对新思科技来说，这也是机遇。7年前，新思科技开始了一项叫做“高能效设计”的项目，将芯片的能效最大化，同时在软件层面也进行能耗的优化。其提出的原因是，智能汽车、智慧城市的实现，需要物联网以及大量互联设备作为支撑，这是一个巨大的计算量。因此需要建立巨大的数据中心，背后是大量能源的支持。“如果没有高能效设计，很难建成这么大的数据中心。”Sassine说。新思科技能够将其在芯片设计领域多年积累的能耗管理和数字建模能力，复制到能源领域。葛群如此描述这个路径，一个芯片上就集成了几十亿、上百亿的晶体管，一个晶体管相当于一个用电单位，而一颗芯片，就是一个规模庞大的能源网络。在能耗模型上，一个晶体管的复杂程度超过现实中一个家庭的用电模型。新思科技所做的，是将每个晶体管的能耗优化。“如果我们把这样的模型映射到一个城市，一个国家，用同样方式能够帮助整个国家整个城市去达到最低的功耗，这就实现了降低地球能耗的最终目的。”葛群说。葛群做了一个估算，以中国为例，2021年，中国数据中心能源消耗量超过2000亿度电，而整个中国用电量大概是8万亿度电。但到2021年，中国数据中心大概要占到总用电量的2.6%，这个比例会越来越高。到2025年，全球数据中心占整个全球用电量将要提升到全球的20%。因此，在全球最领先科技公司中，最重要的一项技术方向就是如何能够使他们的数据中心能耗降低，成本降低。
我们希望用EDA、算法，把所有数据中心用的芯片、网络所产生的能量降到最低，在同样电力下能够做更多运算，或是做同样运算可以用更少的电力，这样就能够降低碳排放。这是新思科技一直在做的事情。
葛群
全球资深副总裁兼中国董事长
新思科技新思科技进入中国已有27年。1994年，新思科技向清华大学捐赠了总价值约500万美元的20套Design Compiler软件。这是新思科技进入中国的第一年。葛群指出：“新思科技一直强调自己是一家全球化公司，在每一个市场针对本土的消费者、客户和生态系统建立一个更快的反应速度和更快的决策链对于我们而言是自然而然的事情， 对我们来说越本土化，越全球化。”进入中国27年，葛群在新思科技的时间就有16年，在2022年三季度财报中，新思科技的收入中有15%来自中国大陆，仅次于美国。
这几年，中国市场也在发生翻天覆地的变化。系统公司造芯的步伐加快，基于全球最大半导体销售市场的创新，正在不断催生新的需求。“他们太快了。”Sassine说，以至于人才极大不够用，“人才，将是这些公司所要面临的首要问题。”芯片行业的人才培养逻辑与互联网行业截然不同。中国电子信息产业发展研究院编制的《中国集成电路产业人才白皮书（2019-2020年版）》显示，到2022年，中国集成电路专业人才缺口将近25万，而且存在结构性失衡问题。半导体企业急需可以从系统、应用的角度整体统筹的技术人员。但现实是，这类人往往需要在行业有10年──20年的沉淀，并一直身处技术的一线。人才积累，是一个庞大的工程，需要有系统的基础学习，并在行业里摸爬滚打十几年。如今，新思科技针对中国本土的芯片人才赋能已经从高校下沉到青少年的STEM（科学（Science），技术（Technology），工程（Engineering），数学（Mathematics））教育，把芯片相关的知识与初高中生的数理化教育结合起来，通过科普教育更早启蒙青少年对于芯片创新的认知和探索，从而确保创新人才的可持续性。半导体行业十分需要坚持长期主义，无论是技术创新还是人才培养。在这两个关乎未来的重要领域，新思科技是长期主义的切实践行者和引领者。
"image" data-miniprogram-servicetype="" _href="#">
点击报名“2022新思科技开发者大会”