「チップの母」EDAの国産化への道

チップ設計に必要なソフトウェアツールとして、EDA（電子設計自動化）は「チップ産業の王冠上の真珠」であり、IC設計産業の最上流、最上位の一環とされてきた。

現在、世界のEDA市場は主に米国の大手3社が8割近くのシェアを占めており、ビッグスリー間のシェアは毎年やや変動するが、寡占の傾向はほぼ形成されている。

対照的に、国内EDA会社のスタートはやや遅れているが、ここ数年、華為海思、中興マイクロエレクトロニクスを含む先導的な国内半導体設計会社が続々と強くなり、産業生態間の共生が土壌を共有するようになったことに伴い、関連EDA会社もここ2年来、科学イノベーションボードへの上陸を続々と準備し始めた。

SEMI電子システム設計連盟が発表したデータによると、中国企業のEDAの売上高の世界的な割合はかつてより非常に小さく、現在は北米との差を急速に縮小しており、後者は依然として最大の市場である。

客観的に言えば、会社の設立時期だけから計算すると、現在国内市場シェアが最も高い華大九天は2009年に設立されたが、前述のビッグスリーの設立時期は1980年代だった。重ね合わせムーアの法則は数十年間のプロセスプロセスの急速な反復の進行を支えており、これは我が国がこの分野で依然として大きな追いかけ空間を持っていることを意味している。ポストムーアの法則時代に入って新技術路線を探索することは、国内企業が追い上げを加速させる可能性があるとされている。

大手独占EDA

EDAが重要なのは、従来のソフトウェアとは異なり、設計や使用中にバグを修正し続けることができるからです。チップ製品は一度製造されると変更できないので、EDAソフトウェアを利用する必要があります。

EDAソフトウェアで仮想的に設計、シミュレーション、シミュレーションなどの一環を行うことにより、間違いがないことを確認してから、正式な流体片になる。一方、チップ設計者はEDAツールを利用して数十万乃至数十億のトランジスタを設計することが多く、これによりチップ設計と製造全体の資金と時間コストを削減することができる。

賽迪智庫の統計によると、我が国のEDAツール市場の競争構造を見ると、新思科技（Synopsys）と楷登電子（Cadence）はそれぞれ30%前後のシェアを占め、シーメンス傘下の会社はこの3年間で約15%前後のシェアを占めている。このうち、楷登電子の国内シェアはここ2年間で1～3%程度上昇し、市場全体のシェアは新思をやや上回った。

TrenForce集邦コンサルティングアナリストの姚嘉洋氏は、21世紀の経済報道記者に、新思科技、楷登電子の2社のここ数年の運営戦略には少し異なる点があり、新思はSoftware integrity Product（ソフトウェア統合型製品）の発展、そして傘下の各製品ラインの製品実力を平均的に発展させるため、買収合併動作が頻繁であり、同時に収益表現を強化することができる、逆に楷書登を見ると、買収合併の動きは相対的に少なく、EDA関連分野での収入も安定的に成長している。

「この点からもわかるように、EDAに楷書が登場した製品ラインの実力は比較的しっかりしており、徐々に顧客の信頼を得ている。」彼はさらに記者に指摘した。そのためEDAの売上高の表現だけで見ると、楷登は新思よりやや勝っている。しかし、総収入で言えば、新思科学技術小勝楷登である。

姚嘉洋氏は、EDA業界では海外の大手3社の経営はすでに年を取っており、全体の業界の発展もかなり成熟しており、技術が大きく突破できなかった場合、3社のシェアの差は小さく、互いの間に絶対的なシェアを持つ寡占企業が現れることはないと考えている。

しかし、これらのヘッド企業の現在の発展はEDA業界自体に限らない。産業の一環から見ると、EDAは自身の規模は高くないが、巨大な下流チップ市場をこじ開けることができる重要な細分化業界であるため、その粗金利は極めて高く、約90%前後が一般的である。

EDA自体が大きな業界ではないだけに、国際的な上位2社の新思科学技術と楷登電子は、今ではEDA+IP並列のモデルに発展している。

クラウドキャピタルの李俊超上級マネージャは21世紀の経済報道記者に、EDA+IP発展モデルを採用したのは、EDA社が直面している下流の顧客がチップ設計会社やウエハ工場であり、上流にある異なる一環、例えばEDAやIP会社であり、異なる能力を統合すれば、強い相乗効果をもたらすだろうと伝えた。

「2つの産業段階が共同で介入することで、市場空間と売上高を拡大することもできる」と同氏は続けるが、新しい産業段階に入ることができたのも、単一の会社の自生技術が蓄積されたからではなく、例えば、新思科技はIP類会社を大量に買収することで現在の2つの業務の並行発展路線を実現した。将来的には、国内EDA社のさらなる発展に伴い、類似の経路を辿りたければ、自己研究と業界統合を並行するルートで推進することもできる。

国産EDA直追

歴史資料によると、我が国のEDA分野でのスタート時間は遅くはなく、開放的な市場環境の下で、国内でEDAを育成する土壌は深くなく、一定の時間の停滞期があった。

華大の9日間の株式募集書は、国内のEDA産業の発展過程を大まかに描いている。1970～80年代、海外禁輸規制の影響で中国は海外のEDAツールを購入できなかったため、自主研究開発と難関突破を始め、1988年に国産EDAツール「パンダシステム」の研究開発を開始した。

90年代初め、華大9日間の初期チームの一部のメンバーは、中国史上初の自主知的財産権を持つEDAツール「パンダICCADシステム」の開発に成功した。しかしその後、国外は我が国のEDAツールの封鎖を解除し、国外のEDAツールが大量に中国に進出し、政策と市場の支持を欠いた国内のEDAツールの研究開発と応用が低迷した。

2008年から、国家層はEDA業界の発展に対してますます重視し、その後、国内のEDA会社が続々と出現し、市場に参入した。これまでの技術蓄積に基づいて、華大は9日間で現在国内最大規模、製品ラインが最も完備したEDA研究開発企業となった。

財報から見ると、国内EDA会社の発展にはまだ一定の違いがある。華大の9日間の株式募集書によると、同社の2018-2020年の営業収入は1億5100万元から4億1500万元に増加し、年平均複合成長率は65.86%だった。ここ数年、同社の収益の95%以上がEDAツールソフトウェアの販売と関連サービスを提供している。

概倫電子の株式募集書によると、2018年から2020年の間、会社の売上高はそれぞれ5194.86万元、6548.66万元、13748.32万元だった。会社は、経営規模が小さく、会社が支えることができる研究開発、販売、買収合併などの活動への投資総額をある程度制限していると告白した。収入構成を見ると、製造系EDAツールの収入の割合は58%から43%に縮小し、設計系EDAツールの収入の貢献は25%から29%の間で変動した。

これまで上場廃止を決定していたコアビジョンの開示によると、同社は2017-2019年の間に収入の占める割合が最も高かった事業は「IC分析サービス」で、収入の約80%前後に貢献した。EDAソフトウェアライセンスからの収益貢献度は約3～6%です。会社のこの3年間の全体収入は約7000万元から1億5500万元に上昇した。

現段階では、EDAビジネスを通じて大きなビジネス成長を実現することは依然として難しいが、国内の多くの企業が新たな転換点を迎えていることは間違いない。

国産生態の台頭

前述のように、今年第1四半期の中国市場からのEDA収入が急速に上昇したことは、国内生態が連携して産業間により多くの発展の助力をもたらしていることを意味している。

李俊超氏は21世紀経済報道記者に対し、今年第1四半期の中国市場からのEDAの売上高が高い伸び率を示したのは、国内のこれまでの指標の基数が低いことによるものだと述べた。これまでアジア太平洋地域では、日本、韓国、台湾地域のEDAの調達量が大きかった。しかし、ここ数年、ますます多くのシステム級会社がチップの自己研究に参加し始めたことに伴い、国内の先進的なプロセスチップに対する需要量と研究開発マスはますます大きくなり、EDAソフトウェアの購入量も自然に大幅に増加した。

「このようにして良い循環が形成されるだろう」と同氏は指摘した。現在、アジア太平洋地域におけるEDA社の売上高の割合のうち、中国市場の割合は約10%前後であり、チップ設計市場の急速な台頭に伴い、将来のアジア太平洋地域における中国市場の需要量の割合は40%-50%に達する見込みだ。

国内EDAソフトウェアメーカーの現在の発展にも不均衡な現象があるのは確かだ。李俊超氏は21世紀経済報道記者に対し、客観的に言えば、国内EDAソフトウェア会社は現在、チッププロセスの反復要求がそれほど高くないアナログチップ分野に焦点を当てており、関連会社はすでにこの分野の一部の細分化段階で一定の地位を占めていると述べた。

しかし、デジタルチップ分野のEDAソフトウェアは、国内ではフロントエンドとバックエンドの段階で相対的に配備が不足している。これは、トップチップ設計会社やウェハ工場と共同で調整する必要があるため、これまで国内では成熟した共生環境が不足していたが、現在では国内の産業基盤が構築されている。

「だからこの時は国内EDA社の発展に良いきっかけをもたらしました。李俊超氏は、アナログチップとデジタルチップに用いられるEDAソフトウェアの違いは、主にプロセスプロセスの複雑さ、プロセスの調整の容易さに表れていると付け加えた。具体的には、アナログチップに必要なEDAプロセスは少ない、デジタルチップは各段階でEDAソフトウェアを使用する必要があり、需要量が大きく、作業量と設計の難易度も高い。

「難点は、EDAソフトウェアによるチップ設計の過程で、大量の既存のデータがEDAツールとマッチングして調整される必要があることです。国内では現在、アナログチップ分野での先進的なプロセスデータの備蓄量にはまだ上昇の余地があるが、アナログチッププロセスの反復時間が遅いため、国際大手のペースに比較的追いかけやすくなる。」と分析した。

具体的には、国内EDA社のチップの異なるプロセスの分布状況について、李俊超氏は21世紀の経済報道記者に、現在、国内EDA社のチップ製造端での能力蓄積は相対的に多いが、チップ設計のEDAソフトウェアの敷居が高いため、まだ発展時間が必要だと話した。

「現在、デジタルチップの設計には、国内の複数のEDAソフトウェア会社の能力と合わせて直列に行う必要がありますが、アナログチップでは国内のヘッド企業のソフトウェアだけで完全なプロセスを設計することができます。全体的に言えば、現在の国内のEDAソフトウェアについては、研究開発の実力を絶えず深め、一定の成熟段階に達した後、より良い相乗効果をもたらす必要があり、その時、産業間では相互の能力統合の話題を考慮することができると指摘した。「例えば、新思科学技術も、発展が成熟した後、買収合併を通じてより豊富なEDAソフトウェアの一環を連結し、今の大手になった」。

特にポストムーアの法則時代に入って、李俊超氏は、これは中国の会社にとって、カーブで追い越すチャンスになると考えている。「ムーアの法則の下で反復的に発展し続けると、世代間格差の問題がずっと存在するだろう」と指摘したが、ムーアの法則を超えた理論の下で、Chiplet、3 Dパッケージなどの新技術路線が登場することは、世界的にも新しい課題であり、接近するスタートラインにあると言えるだろう。