難中之難，工業(yè)軟件到底難在哪里？

如前所述，科協(xié)年會主論壇十大工程難題居然就有三個和工業(yè)軟件強相關(guān)，而且各部位在列舉難啃的硬骨頭時，工業(yè)軟件時不時會排在尖端集成電路和精密儀器之前，被稱為“難中之王”，原因何在？

首先，相關(guān)專業(yè)人才匱乏，培養(yǎng)周期和成本過高。

工業(yè)軟件需要長時間的研發(fā)積累和龐大的工程師不斷在實操中提煉knowhow，這是軟硬件仿真、驗證環(huán)節(jié)能落地的基本前提，無論是工業(yè)母機還是大硅片制造、量測均需要打通前端制造和后端測試的數(shù)據(jù)耦合，以DTCO理念構(gòu)建工業(yè)母機和大硅片的全生命周期視野，這一理念牽扯到物理學(xué)、數(shù)學(xué)、電磁、熱力學(xué)和計算機編程等繁雜的學(xué)科，客觀上推高了人才培訓(xùn)和儲備成本。

目前國內(nèi)雄心勃勃，有志于在制造類EDA多物理場仿真工具大干一場的企業(yè)，在人才招聘市場上往往會遭遇這樣的靈魂發(fā)問：你們需要如此復(fù)雜的工程基礎(chǔ)學(xué)科背景和相關(guān)理論素養(yǎng)的人才，但我只要掌握一兩種專業(yè)知識，比如計算機編程，就可以在互聯(lián)網(wǎng)公司拿到一份高薪，何必要進到集成電路和工業(yè)母機這樣的苦逼行業(yè)？這些行業(yè)又苦又累，工資也不比互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)高多少。

其次，資本市場的逼問。眾所周知，無論一級市場還是二級市場，細分賽道的成長性、估值等尤其為投資者所看重。然而工業(yè)軟件的尷尬之處就在于，其總統(tǒng)市場規(guī)模往往沒看上去那么大。

以集成電路為例，諸多EDA供應(yīng)商賣的是軟件授權(quán)而非tape out的量，全球集成電路總市場突破6000億美元大關(guān)時，EDA+IP市場不過才150億美元，大型EDA公司的營收的增量往往被并購的業(yè)務(wù)整合貢獻了大頭，很多時候還是存量之爭。近年來異軍突起的國內(nèi)EDA點工具供應(yīng)商，其中不少一開始志存高遠，不畏困難，發(fā)力啃一些EDA must工具鏈條（所謂must工具鏈，即EDA從集成電路設(shè)計到制造、封測全流程所必須的點工具）中40多個中的一兩個，希望以情懷加持獲得投資方的青睞。

但投資機構(gòu)也有他們的靈魂發(fā)問：“這幾個點工具市場都被你吃干抹凈也不過才不到10億人民幣規(guī)模，就算讓你拿到100%市占份額。然后呢？”“然后呢”就代表了成長性，這三個字折射出了國內(nèi)點工具EDA供應(yīng)商融資過程中的尷尬和無奈。

2021全球EDA市占率和2020-2024增長率分析@Trendforce

第三，客戶驗證之難。工業(yè)軟件需要實驗室，但必須要走出實驗室接受市場閉環(huán)的考驗，才能在激烈的市場競爭中站穩(wěn)腳跟。某一家軟硬件集成設(shè)備商上個月告訴筆者，為了贏得某大型客戶的驗證資格和獲取足夠多的軟件調(diào)試一線數(shù)據(jù)，很多同行不得不把姿態(tài)放得很卑微，甚至和晶圓廠簽署免費導(dǎo)入合同，只求賺取一點可憐的加工費。

以晶圓前端制造所必須的離子注入機為例，離子注入是半導(dǎo)體前端工序極為重要的一步，需要多物理場仿真工具如TCAD等對蒙特卡洛（Monte-Carlo）方法進行仿真模擬，但離子注入的工藝結(jié)果驗證困難，不能像其他設(shè)備一樣通過光學(xué)檢測查看產(chǎn)品質(zhì)量，只能等到三個月后芯片做完測試電性能時才知道注入結(jié)果，因此初次使用未經(jīng)驗證的設(shè)備對于Fab風(fēng)險很大，甚至有企業(yè)高管在考慮是否需要簽署金融對賭條款以換取TCAD工具配合離子注入機進行客戶驗證。

綜上所述，工業(yè)軟件不僅難在人才儲備，還難在上下游商用生態(tài)建設(shè)，這毫無疑問都需要一個相當長期的過程。

結(jié)語 有信心打贏工業(yè)軟件關(guān)鍵戰(zhàn)

今年以來，國家集成電路大基金二期動作頻頻，先后入股EDA解決方案提供商全芯智造、九同方微電、IP供應(yīng)商牛芯半導(dǎo)體等，同時，工業(yè)母機龍頭企業(yè)華中數(shù)控等上市后將再融資，引入國家制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級基金戰(zhàn)投等，意味著具備技術(shù)優(yōu)勢和“殺手锏”產(chǎn)品的企業(yè)，即使估值較高，也會因其獨特價值而受到投資方的青睞。

同時在AIGC產(chǎn)業(yè)浪潮之下，工業(yè)軟件算法迭代的范式正在迎來重大機遇期。在AI加持下的軟件云網(wǎng)運維、數(shù)據(jù)保護和仿真、驗證自動化程度的不斷提高，讓原本看似難以超越的工業(yè)軟件突破難點，至少看上去不再那么遙不可及。集成電路前端設(shè)計所需要的EDA驗證環(huán)節(jié)，往往占據(jù)整個流程近乎一半的時間成本，如何借力AI，全速優(yōu)化EDA工具驗證尤其是形式驗證過程，是目前全球各主要EDA公司共同需要探索的課題。除此之外，3D可視化工具輔助工業(yè)軟件，對期間模擬和材料應(yīng)力變化以數(shù)字孿生的方式呈現(xiàn)，也為國產(chǎn)工業(yè)軟件“換道超車”提供了更多可能。

可以說，有國家意志主導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)政策打底，資本市場的強力扶持，再加上相對完善、豐富的AIGC產(chǎn)品生態(tài)，我國工業(yè)軟件必將克服目前所能遭遇的重大難題，向著更高層面上的征途前進。

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