1986年7月,一場春風刮進了電子產(chǎn)業(yè),新中國第一批集成電路設計中心分別在北京、上海、無錫成立。機電部在無錫召開“八五”集成電路發(fā)展戰(zhàn)略研討會,提出了“振興集成電路產(chǎn)業(yè),形成規(guī)模生產(chǎn)”的方針,但此時遇到一個棘手的問題,打開芯片大門的那把鑰匙在外國人手里。
國產(chǎn)EDA的黃金時代
受制于巴統(tǒng)協(xié)議的限制,中國無法買到芯片設計所需的最新EDA軟件,國內(nèi)的ICCAD工具研發(fā),停留在眾多Ⅰ級系統(tǒng)和Ⅱ級系統(tǒng)。為了擺脫這種受制于人的狀態(tài),國家拿出兩彈一星的精神,動員了全國17個單位,200多名專家聚集北京集成電路設計中心,開發(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,并獲得國家科技進步一等獎,同時在國外聲名鵲起,斬獲兩項國際大獎,一舉沖破了國外的技術封鎖,國外EDA軟件不得不降價,最高降幅達60%。熊貓系統(tǒng)的發(fā)布,使我國與國際先進水平的差距只有五年,但后來事情的發(fā)展卻是,中國EDN卻沉寂了15年。
落后從造不如買開始
正如許多高科技項目一樣,中國造出來國外就立刻解禁降價,封鎖了5年的EDA軟件在熊貓系統(tǒng)出來后兩個月就被解禁,國際EDA的巨頭Cadence公司與Synopsys(新思)趁勢火速在北京設立辦事處。面對國外更為成熟的EDA工具,國內(nèi)IC設計企業(yè)紛紛投入巨頭們的懷抱,這其中包括參與開發(fā)熊貓系統(tǒng)的北京集成電路設計中心,清華大學等。國外EDA巨頭們的觸手伸的更長更廣,他們與國內(nèi)高校合作,將EDA引入學生的課堂,培養(yǎng)了一批熟悉國外軟件的未來工程師。
(新思科技在人民大會堂舉辦向清華大學捐贈的儀式)
國外EDA的開放,使得國內(nèi)“造不如買”的思想出現(xiàn)竄動,后來長期占據(jù)上風,這種想法也成為扼殺國產(chǎn)EDA的罪魁禍首。熊貓系統(tǒng)之于國產(chǎn)EDA,留下的不僅是教訓,還有一絲微弱的火苗。如今華大九天、華天中匯、圣景微,廣立微等國產(chǎn)EDA向上都可追溯到當年熊貓系統(tǒng)的身影。
15年之后再啟程
等待了15年的國產(chǎn)EDA,終于在2008年迎來了它的轉折點,此時核高基項目成立,華大九天的EDA部門被獨立出來,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,在液晶領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能夠全流程FPD(平板)設計解決方案的供應商。
另一家國產(chǎn)EDA企業(yè)概倫電子,也成立于核高基項目提出時期,多年來一直致力于提升先進半導體工藝下高端芯片設計工具的效能。2019年概倫電子收購了另一家EDA公司博達微科技,成為國內(nèi)第一個有規(guī)模的EDA企業(yè)整合,博達微創(chuàng)始人李嚴峰系出名門,曾在美國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,上個月英特爾與興橙資本共同領投概倫電子A輪,金額達到數(shù)億人民幣。
國產(chǎn)EDN沖擊科創(chuàng)板
與概倫電子相比,芯愿景成立時間無疑更早,起步于2002年的芯愿景,最初將自己定位為一家集成電路EDA軟件供應商,聚焦于IC技術分析所需的EDA軟件的研發(fā)與推廣,但是對于小企業(yè)來說,光靠EDA是無法自力更生的。2004年之后,芯愿景將戰(zhàn)略目標調(diào)整為以自有EDA軟件為核心工具,為IC設計企業(yè)提供綜合性技術服務,即實現(xiàn)從軟件工具開發(fā)商向分析服務提供商的轉型。
科創(chuàng)板的成立給了國產(chǎn)半導體一個機會,同時也給了國產(chǎn)EDA一個機會,5月19日,上交所受理了芯愿景的科創(chuàng)板上市申請,這標志著國產(chǎn)EDA企業(yè)打響了沖鋒科創(chuàng)板第一槍。根據(jù)芯愿景的招股書說明顯示,2019年公司營收1.55億元,其中EDA軟件授權收入僅為442.07萬元,占比僅為2.85%。芯愿景的營收支柱是基于EDA軟件的IC分析服務以及IC設計服務。2019年,公司IC分析服務、IC設計服務營收占比分別為83.13%、14.02%。
EDA不是一門好生意
EDA從不是一門好生意,甚至被認為是一個夕陽產(chǎn)業(yè),但卻是一門必須要做的生意,因為EDA是整個半導體產(chǎn)業(yè)的基石。
EDA本身是半導體領域中產(chǎn)值很小的一部分,2018年全球的EDA規(guī)模僅有97.15億美元,而當年全球半導體的產(chǎn)值為4767億美元,EDA只占2%,且5年內(nèi)的復合增長率只有7%不到,這是一個利潤與重要性不成正比的產(chǎn)業(yè),同時也是一個高度壟斷的產(chǎn)業(yè)。
Synopsys、Cadence及Mentor Graphics(2016年被西門子并購)三家企業(yè)把持著全球60%,中國95%的EDA市場,通俗點說,中國的IC設計企業(yè)幾乎沒有不用他們產(chǎn)品的,無論盜版還是正版。而且三巨頭有著一般企業(yè)難以逾越的知識鴻溝,這些鴻溝并不僅僅是靠自身的技術沉淀與自主研發(fā)得來的,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,一共涉及到90多種不同的技術。在這些技術里面,密密麻麻地分布了420家公司。而按照美國《半導體工程》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。
美國的EDA歷史就是一部并購史,僅僅由3巨頭發(fā)起的并購就達到驚人的200次,平均每家收購次數(shù)達到70次左右,如果考慮許多并購公司在此之前也是吃東吃西,總并購次數(shù)大約在300次左右。正是靠著這種百川匯海的并購,三巨頭們才形成了一道不可逾越的知識鴻溝。
避開鋒芒
博達微科技(去年被概倫電子收購)創(chuàng)始人兼CEO李嚴峰認為,面對三巨頭的全面優(yōu)勢,國產(chǎn)EDA要一個一個補課的話,很難成功,中國目前所具備的優(yōu)勢是局部,單點突擊。比如華大九天的選擇進入液晶面板設計,這一還未被巨頭開墾的領域。
天津藍海微科技,其宗旨就是“當大部分EDA公司都在開發(fā)競爭激烈的工具產(chǎn)品時,決戰(zhàn)大眾市場時,藍海微力求尋找小眾客戶群體,避開紅海,尋找藍?!?。 而芯愿景2004年之后就定位以自有EDA軟件為核心工具,為IC設計企業(yè)提供綜合性技術服務,即實現(xiàn)從軟件工具開發(fā)商向分析服務提供商的轉型。
但是不管如何深耕細分市場,所有的EDA企業(yè)如果要持續(xù)深耕下去,都必須深入EDA軟件工具領域,與巨頭們正面較量是避不開的話題,加之EDA行業(yè)入門門檻高,成本彈性大,對性能依賴性強,想要突破重圍十分困難。
如果時間倒回到熊貓系統(tǒng)研發(fā)成功之時,假設那時沒有放棄EDA這塊陣地,現(xiàn)在的情況會不一樣嗎?但是現(xiàn)實是無法假設的,EDA再難也需要有人做。03年之后就沒有了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帶領通用電氣工程師團隊創(chuàng)立,在2008年成為全球排名第一的EDA軟件工具領導廠商,為全球電子市場提供技術先進的集成電路設計與驗證平臺。
Synopsys在EDA行業(yè)的市場占有率約30%,它的邏輯綜合工具DC和時序分析工具PT在全球EDA市場幾乎一統(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通過不斷擴展、兼并、收購,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)品涵蓋了電子設計的整個流程,包括系統(tǒng)級設計、功能驗證、集成電路綜合及布局布線、IC物理驗證、模擬混合信號及射頻集成電路設計、全定制集成電路設計、PCCE設計和硬件仿真建模等。全球知名半導體與電子系統(tǒng)公司均將Cadence軟件作為其全球設計的標準。Cadence的Virtuso工具歷經(jīng)27年不衰,成為業(yè)內(nèi)傳奇。
Mentor Graphics(明導國際,2016年被德國西門子收購)1981年成立,90年代遇到經(jīng)營困境,軟件的研發(fā)嚴重落后于進度,大量長期客戶流失。直到94年公司組織結構大調(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領導者,主要提供電子設計自動化先進系統(tǒng)電腦軟件與模擬硬件系統(tǒng)。Mento的工具雖沒有前兩家全面,沒有涵蓋整個芯片設計和生產(chǎn)環(huán)節(jié),但在有些領域,如PCB(印刷電路板)設計工具等方面有相對獨到之處。
國內(nèi)EDA企業(yè)
華大九天:規(guī)模最大,世界唯一提供全流程FPD設計解決方案的供應商,具有較強市場競爭力,布局領域:IC設計、IC產(chǎn)品、平板顯示電路設計。
芯愿景:集成電路技術分析能力始終緊跟半導體行業(yè)最先進工藝制程的發(fā)展步伐,目前已成功實現(xiàn)7nm FinFET芯片的工藝分析和電路分析,布局領域:IP核、EDA軟件、集成電路分析設計平臺。
廣立微電子:在良率分析和工藝檢測的測試機方面產(chǎn)品具有明顯優(yōu)勢,布局領域:高效測試芯片自動設計、高速電學測試和智能數(shù)據(jù)分析的、全流程平臺。
概倫電子:在SPICE建模工具及噪聲測試系統(tǒng)方面技術處于領先地位,業(yè)內(nèi)稱“黃金標準”,布局領域:高端集成電路設計、先進半導體工藝開發(fā)。
博達微科技(被概倫電子收購):以SPICE Model參數(shù)提取著稱,現(xiàn)重點轉向數(shù)據(jù)端,從加速仿真轉為加速測試,測試主要以學習算法來驅動,競爭力在于測試速度比傳統(tǒng)測試高一個數(shù)量級,布局領域:半導體參數(shù)測試、器件建模與驗證。
芯禾科技:專注仿真工具、集成無源器件IPD和系統(tǒng)級封裝SiP微系統(tǒng)的研發(fā),布局領域:設計仿真工具、集成無源器件。
藍海微科技:在PcellQA工具領域技術實力雄厚,具有自動化程度高、檢查項全面、準確性高和支持先進工藝特殊處理等多項優(yōu)勢,布局領域:集成電路工藝設計包。
奧卡思微電:專精形式化功能驗證,可編程邏輯驗證,低能耗設計優(yōu)化及驗證等技術,布局領域:形式驗證工具,全流程設計工具。
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