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[導(dǎo)讀]國(guó)產(chǎn)EDA的落后,是從“造不如買”開(kāi)始的……

1986年7月,一場(chǎng)春風(fēng)刮進(jìn)了電子產(chǎn)業(yè),新中國(guó)第一批集成電路設(shè)計(jì)中心分別在北京、上海、無(wú)錫成立。機(jī)電部在無(wú)錫召開(kāi)“八五”集成電路發(fā)展戰(zhàn)略研討會(huì),提出了“振興集成電路產(chǎn)業(yè),形成規(guī)模生產(chǎn)”的方針,但此時(shí)遇到一個(gè)棘手的問(wèn)題,打開(kāi)芯片大門的那把鑰匙在外國(guó)人手里

國(guó)產(chǎn)EDA的黃金時(shí)代

受制于巴統(tǒng)協(xié)議的限制,中國(guó)無(wú)法買到芯片設(shè)計(jì)所需的最新EDA軟件,國(guó)內(nèi)的ICCAD工具研發(fā),停留在眾多Ⅰ級(jí)系統(tǒng)和Ⅱ級(jí)系統(tǒng)。為了擺脫這種受制于人的狀態(tài),國(guó)家拿出兩彈一星的精神,動(dòng)員了全國(guó)17個(gè)單位,200多名專家聚集北京集成電路設(shè)計(jì)中心,開(kāi)發(fā)屬于自己的EDA,并將其命名為“熊貓系統(tǒng)”,寓意EDA的珍貴且稀有。


3年的奮戰(zhàn),熊貓系統(tǒng)原型在1991年成功面世,并獲得國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng),同時(shí)在國(guó)外聲名鵲起,斬獲兩項(xiàng)國(guó)際大獎(jiǎng),一舉沖破了國(guó)外的技術(shù)封鎖,國(guó)外EDA軟件不得不降價(jià),最高降幅達(dá)60%。熊貓系統(tǒng)的發(fā)布,使我國(guó)與國(guó)際先進(jìn)水平的差距只有五年,但后來(lái)事情的發(fā)展卻是,中國(guó)EDN卻沉寂了15年。

落后從造不如買開(kāi)始

正如許多高科技項(xiàng)目一樣,中國(guó)造出來(lái)國(guó)外就立刻解禁降價(jià),封鎖了5年的EDA軟件在熊貓系統(tǒng)出來(lái)后兩個(gè)月就被解禁,國(guó)際EDA的巨頭Cadence公司與Synopsys(新思)趁勢(shì)火速在北京設(shè)立辦事處。面對(duì)國(guó)外更為成熟的EDA工具,國(guó)內(nèi)IC設(shè)計(jì)企業(yè)紛紛投入巨頭們的懷抱,這其中包括參與開(kāi)發(fā)熊貓系統(tǒng)的北京集成電路設(shè)計(jì)中心,清華大學(xué)等。國(guó)外EDA巨頭們的觸手伸的更長(zhǎng)更廣,他們與國(guó)內(nèi)高校合作,將EDA引入學(xué)生的課堂,培養(yǎng)了一批熟悉國(guó)外軟件的未來(lái)工程師。


(新思科技在人民大會(huì)堂舉辦向清華大學(xué)捐贈(zèng)的儀式)

國(guó)外EDA的開(kāi)放,使得國(guó)內(nèi)“造不如買”的思想出現(xiàn)竄動(dòng),后來(lái)長(zhǎng)期占據(jù)上風(fēng),這種想法也成為扼殺國(guó)產(chǎn)EDA的罪魁禍?zhǔn)?。熊貓系統(tǒng)之于國(guó)產(chǎn)EDA,留下的不僅是教訓(xùn),還有一絲微弱的火苗。如今華大九天、華天中匯、圣景微,廣立微等國(guó)產(chǎn)EDA向上都可追溯到當(dāng)年熊貓系統(tǒng)的身影。

15年之后再啟程

等待了15年的國(guó)產(chǎn)EDA,終于在2008年迎來(lái)了它的轉(zhuǎn)折點(diǎn),此時(shí)核高基項(xiàng)目成立,華大九天的EDA部門被獨(dú)立出來(lái),專注于EDA軟件的研發(fā)。華大九天承載了熊貓系統(tǒng)的技術(shù),在液晶領(lǐng)域這一還未被巨頭們重視地方找到了突破口,如今華大九天是全球唯一一個(gè)能夠全流程FPD(平板)設(shè)計(jì)解決方案的供應(yīng)商。

另一家國(guó)產(chǎn)EDA企業(yè)概倫電子,也成立于核高基項(xiàng)目提出時(shí)期,多年來(lái)一直致力于提升先進(jìn)半導(dǎo)體工藝下高端芯片設(shè)計(jì)工具的效能。2019年概倫電子收購(gòu)了另一家EDA公司博達(dá)微科技,成為國(guó)內(nèi)第一個(gè)有規(guī)模的EDA企業(yè)整合,博達(dá)微創(chuàng)始人李嚴(yán)峰系出名門,曾在美國(guó)Cadence/PDF Solutions任研發(fā)職位。概倫電子的發(fā)展引起了英特爾的興趣,上個(gè)月英特爾與興橙資本共同領(lǐng)投概倫電子A輪,金額達(dá)到數(shù)億人民幣。


國(guó)產(chǎn)EDN沖擊科創(chuàng)板

與概倫電子相比,芯愿景成立時(shí)間無(wú)疑更早,起步于2002年的芯愿景,最初將自己定位為一家集成電路EDA軟件供應(yīng)商,聚焦于IC技術(shù)分析所需的EDA軟件的研發(fā)與推廣,但是對(duì)于小企業(yè)來(lái)說(shuō),光靠EDA是無(wú)法自力更生的。2004年之后,芯愿景將戰(zhàn)略目標(biāo)調(diào)整為以自有EDA軟件為核心工具,為IC設(shè)計(jì)企業(yè)提供綜合性技術(shù)服務(wù),即實(shí)現(xiàn)從軟件工具開(kāi)發(fā)商向分析服務(wù)提供商的轉(zhuǎn)型。 

科創(chuàng)板的成立給了國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體一個(gè)機(jī)會(huì),同時(shí)也給了國(guó)產(chǎn)EDA一個(gè)機(jī)會(huì),5月19日,上交所受理了芯愿景的科創(chuàng)板上市申請(qǐng),這標(biāo)志著國(guó)產(chǎn)EDA企業(yè)打響了沖鋒科創(chuàng)板第一槍。根據(jù)芯愿景的招股書(shū)說(shuō)明顯示,2019年公司營(yíng)收1.55億元,其中EDA軟件授權(quán)收入僅為442.07萬(wàn)元,占比僅為2.85%。芯愿景的營(yíng)收支柱是基于EDA軟件的IC分析服務(wù)以及IC設(shè)計(jì)服務(wù)。2019年,公司IC分析服務(wù)、IC設(shè)計(jì)服務(wù)營(yíng)收占比分別為83.13%、14.02%。

EDA不是一門好生意

EDA從不是一門好生意,甚至被認(rèn)為是一個(gè)夕陽(yáng)產(chǎn)業(yè),但卻是一門必須要做的生意,因?yàn)镋DA是整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的基石。

EDA本身是半導(dǎo)體領(lǐng)域中產(chǎn)值很小的一部分,2018年全球的EDA規(guī)模僅有97.15億美元,而當(dāng)年全球半導(dǎo)體的產(chǎn)值為4767億美元,EDA只占2%,且5年內(nèi)的復(fù)合增長(zhǎng)率只有7%不到,這是一個(gè)利潤(rùn)與重要性不成正比的產(chǎn)業(yè),同時(shí)也是一個(gè)高度壟斷的產(chǎn)業(yè)。

Synopsys、Cadence及Mentor Graphics(2016年被西門子并購(gòu))三家企業(yè)把持著全球60%,中國(guó)95%的EDA市場(chǎng),通俗點(diǎn)說(shuō),中國(guó)的IC設(shè)計(jì)企業(yè)幾乎沒(méi)有不用他們產(chǎn)品的,無(wú)論盜版還是正版。而且三巨頭有著一般企業(yè)難以逾越的知識(shí)鴻溝,這些鴻溝并不僅僅是靠自身的技術(shù)沉淀與自主研發(fā)得來(lái)的,更多的是依靠商業(yè)手段拿下的。

EDA有著極其龐雜的分類,根據(jù)美國(guó)專門從事EDA咨詢給公司GSEDA(2018年已經(jīng)賣給另外一家咨詢公司)統(tǒng)計(jì),一共涉及到90多種不同的技術(shù)。在這些技術(shù)里面,密密麻麻地分布了420家公司。而按照美國(guó)《半導(dǎo)體工程》雜志的清單列舉中,EDA軟件一共有900多家小公司,許多公司的存活僅有幾年而已。

美國(guó)的EDA歷史就是一部并購(gòu)史,僅僅由3巨頭發(fā)起的并購(gòu)就達(dá)到驚人的200次,平均每家收購(gòu)次數(shù)達(dá)到70次左右,如果考慮許多并購(gòu)公司在此之前也是吃東吃西,總并購(gòu)次數(shù)大約在300次左右。正是靠著這種百川匯海的并購(gòu),三巨頭們才形成了一道不可逾越的知識(shí)鴻溝。 

避開(kāi)鋒芒

博達(dá)微科技(去年被概倫電子收購(gòu))創(chuàng)始人兼CEO李嚴(yán)峰認(rèn)為,面對(duì)三巨頭的全面優(yōu)勢(shì),國(guó)產(chǎn)EDA要一個(gè)一個(gè)補(bǔ)課的話,很難成功,中國(guó)目前所具備的優(yōu)勢(shì)是局部,單點(diǎn)突擊。比如華大九天的選擇進(jìn)入液晶面板設(shè)計(jì),這一還未被巨頭開(kāi)墾的領(lǐng)域。

天津藍(lán)海微科技,其宗旨就是“當(dāng)大部分EDA公司都在開(kāi)發(fā)競(jìng)爭(zhēng)激烈的工具產(chǎn)品時(shí),決戰(zhàn)大眾市場(chǎng)時(shí),藍(lán)海微力求尋找小眾客戶群體,避開(kāi)紅海,尋找藍(lán)海”。 而芯愿景2004年之后就定位以自有EDA軟件為核心工具,為IC設(shè)計(jì)企業(yè)提供綜合性技術(shù)服務(wù),即實(shí)現(xiàn)從軟件工具開(kāi)發(fā)商向分析服務(wù)提供商的轉(zhuǎn)型。

但是不管如何深耕細(xì)分市場(chǎng),所有的EDA企業(yè)如果要持續(xù)深耕下去,都必須深入EDA軟件工具領(lǐng)域,與巨頭們正面較量是避不開(kāi)的話題,加之EDA行業(yè)入門門檻高,成本彈性大,對(duì)性能依賴性強(qiáng),想要突破重圍十分困難。

如果時(shí)間倒回到熊貓系統(tǒng)研發(fā)成功之時(shí),假設(shè)那時(shí)沒(méi)有放棄EDA這塊陣地,現(xiàn)在的情況會(huì)不一樣嗎?但是現(xiàn)實(shí)是無(wú)法假設(shè)的,EDA再難也需要有人做。03年之后就沒(méi)有了EDA企業(yè)上市,此次芯愿景上市,算是將EDA重新拉回大家的視野,再次讓國(guó)產(chǎn)EDA得到重視。

EDA企業(yè)名單

Synopsys(新思科技)成立于1986年,由Aart de Geus帶領(lǐng)通用電氣工程師團(tuán)隊(duì)創(chuàng)立,在2008年成為全球排名第一的EDA軟件工具領(lǐng)導(dǎo)廠商,為全球電子市場(chǎng)提供技術(shù)先進(jìn)的集成電路設(shè)計(jì)與驗(yàn)證平臺(tái)。

Synopsys在EDA行業(yè)的市場(chǎng)占有率約30%,它的邏輯綜合工具DC和時(shí)序分析工具PT在全球EDA市場(chǎng)幾乎一統(tǒng)江山。  

Cadence(鏗騰電子)是EDA行業(yè)銷售排名第二的公司,在1988年由SDA與ECAD兩家公司兼并而成,Cadence通過(guò)不斷擴(kuò)展、兼并、收購(gòu),到1992年已占據(jù)EDA行業(yè)龍頭地位,但到2008年被Synopsys超越。

Cadence產(chǎn)品涵蓋了電子設(shè)計(jì)的整個(gè)流程,包括系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)、功能驗(yàn)證、集成電路綜合及布局布線、IC物理驗(yàn)證、模擬混合信號(hào)及射頻集成電路設(shè)計(jì)、全定制集成電路設(shè)計(jì)、PCCE設(shè)計(jì)和硬件仿真建模等。全球知名半導(dǎo)體與電子系統(tǒng)公司均將Cadence軟件作為其全球設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。Cadence的Virtuso工具歷經(jīng)27年不衰,成為業(yè)內(nèi)傳奇。  

Mentor Graphics(明導(dǎo)國(guó)際,2016年被德國(guó)西門子收購(gòu))1981年成立,90年代遇到經(jīng)營(yíng)困境,軟件的研發(fā)嚴(yán)重落后于進(jìn)度,大量長(zhǎng)期客戶流失。直到94年公司組織結(jié)構(gòu)大調(diào)整后,才重新崛起。

MentorGraphics是一家EDA軟件和硬件公司,也是電路板解決方案的市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者,主要提供電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化先進(jìn)系統(tǒng)電腦軟件與模擬硬件系統(tǒng)。Mento的工具雖沒(méi)有前兩家全面,沒(méi)有涵蓋整個(gè)芯片設(shè)計(jì)和生產(chǎn)環(huán)節(jié),但在有些領(lǐng)域,如PCB(印刷電路板)設(shè)計(jì)工具等方面有相對(duì)獨(dú)到之處。  

國(guó)內(nèi)EDA企業(yè)

華大九天:規(guī)模最大,世界唯一提供全流程FPD設(shè)計(jì)解決方案的供應(yīng)商,具有較強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,布局領(lǐng)域:IC設(shè)計(jì)、IC產(chǎn)品、平板顯示電路設(shè)計(jì)。

芯愿景:集成電路技術(shù)分析能力始終緊跟半導(dǎo)體行業(yè)最先進(jìn)工藝制程的發(fā)展步伐,目前已成功實(shí)現(xiàn)7nm FinFET芯片的工藝分析和電路分析,布局領(lǐng)域:IP核、EDA軟件、集成電路分析設(shè)計(jì)平臺(tái)。

廣立微電子:在良率分析和工藝檢測(cè)的測(cè)試機(jī)方面產(chǎn)品具有明顯優(yōu)勢(shì),布局領(lǐng)域:高效測(cè)試芯片自動(dòng)設(shè)計(jì)、高速電學(xué)測(cè)試和智能數(shù)據(jù)分析的、全流程平臺(tái)。

概倫電子:在SPICE建模工具及噪聲測(cè)試系統(tǒng)方面技術(shù)處于領(lǐng)先地位,業(yè)內(nèi)稱“黃金標(biāo)準(zhǔn)”,布局領(lǐng)域:高端集成電路設(shè)計(jì)、先進(jìn)半導(dǎo)體工藝開(kāi)發(fā)。

博達(dá)微科技(被概倫電子收購(gòu)):以SPICE Model參數(shù)提取著稱,現(xiàn)重點(diǎn)轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)端,從加速仿真轉(zhuǎn)為加速測(cè)試,測(cè)試主要以學(xué)習(xí)算法來(lái)驅(qū)動(dòng),競(jìng)爭(zhēng)力在于測(cè)試速度比傳統(tǒng)測(cè)試高一個(gè)數(shù)量級(jí),布局領(lǐng)域:半導(dǎo)體參數(shù)測(cè)試、器件建模與驗(yàn)證。

芯禾科技:專注仿真工具、集成無(wú)源器件IPD和系統(tǒng)級(jí)封裝SiP微系統(tǒng)的研發(fā),布局領(lǐng)域:設(shè)計(jì)仿真工具、集成無(wú)源器件。

藍(lán)海微科技:在PcellQA工具領(lǐng)域技術(shù)實(shí)力雄厚,具有自動(dòng)化程度高、檢查項(xiàng)全面、準(zhǔn)確性高和支持先進(jìn)工藝特殊處理等多項(xiàng)優(yōu)勢(shì),布局領(lǐng)域:集成電路工藝設(shè)計(jì)包。

奧卡思微電:專精形式化功能驗(yàn)證,可編程邏輯驗(yàn)證,低能耗設(shè)計(jì)優(yōu)化及驗(yàn)證等技術(shù),布局領(lǐng)域:形式驗(yàn)證工具,全流程設(shè)計(jì)工具。


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