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從落后5年到休克15年,國產EDA打響沖擊科創板第一槍

[導讀]國產EDA的從落創板落后,是后年從“造不如買”開始的……

1986年7月,一場春風刮進了電子產業,新中國第一批集成電路設計中心分別在北京、到休A打第槍上海、克年無錫成立。國產機電部在無錫召開“八五”集成電路發展戰略研討會,響沖提出了“振興集成電路產業,擊科形成規模生產”的從落創板方針,但此時遇到一個棘手的后年問題,打開芯片大門的到休A打第槍那把鑰匙在外國人手里。

從落后5年到休克15年,國產EDA打響沖擊科創板第一槍

國產EDA的克年黃金時代

受制于巴統協議的限制,中國無法買到芯片設計所需的國產最新EDA軟件,國內的響沖ICCAD工具研發,停留在眾多Ⅰ級系統和Ⅱ級系統。擊科為了擺脫這種受制于人的從落創板狀態,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,開發屬于自己的EDA,并將其命名為“熊貓系統”,寓意EDA的珍貴且稀有。


3年的奮戰,熊貓系統原型在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%。熊貓系統的發布,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IC設計企業紛紛投入巨頭們的懷抱,這其中包括參與開發熊貓系統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,他們與國內高校合作,將EDA引入學生的課堂,培養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“造不如買”的思想出現竄動,后來長期占據上風,這種想法也成為扼殺國產EDA的罪魁禍首。熊貓系統之于國產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EDA向上都可追溯到當年熊貓系統的身影。

15年之后再啟程

等待了15年的國產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。華大九天承載了熊貓系統的技術,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EDA企業概倫電子,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,成為國內第一個有規模的EDA企業整合,博達微創始人李嚴峰系出名門,曾在美國Cadence/PDF Solutions任研發職位。概倫電子的發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,金額達到數億人民幣。


國產EDN沖擊科創板

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軟件的研發與推廣,但是對于小企業來說,光靠EDA是無法自力更生的。2004年之后,芯愿景將戰略目標調整為以自有EDA軟件為核心工具,為IC設計企業提供綜合性技術服務,即實現從軟件工具開發商向分析服務提供商的轉型。 

科創板的成立給了國產半導體一個機會,同時也給了國產EDA一個機會,5月19日,上交所受理了芯愿景的科創板上市申請,這標志著國產EDA企業打響了沖鋒科創板第一槍。根據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業,但卻是一門必須要做的生意,因為EDA是整個半導體產業的基石。

EDA本身是半導體領域中產值很小的一部分,2018年全球的EDA規模僅有97.15億美元,而當年全球半導體的產值為4767億美元,EDA只占2%,且5年內的復合增長率只有7%不到,這是一個利潤與重要性不成正比的產業,同時也是一個高度壟斷的產業。

Synopsys、Cadence及Mentor Graphics(2016年被西門子并購)三家企業把持著全球60%,中國95%的EDA市場,通俗點說,中國的IC設計企業幾乎沒有不用他們產品的,無論盜版還是正版。而且三巨頭有著一般企業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得來的,更多的是依靠商業手段拿下的。

EDA有著極其龐雜的分類,根據美國專門從事EDA咨詢給公司GSEDA(2018年已經賣給另外一家咨詢公司)統計,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巨頭發起的并購就達到驚人的200次,平均每家收購次數達到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)創始人兼CEO李嚴峰認為,面對三巨頭的全面優勢,國產EDA要一個一個補課的話,很難成功,中國目前所具備的優勢是局部,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公司都在開發競爭激烈的工具產品時,決戰大眾市場時,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設計企業提供綜合性技術服務,即實現從軟件工具開發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企業如果要持續深耕下去,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研發成功之時,假設那時沒有放棄EDA這塊陣地,現在的情況會不一樣嗎?但是現實是無法假設的,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EDA得到重視。

EDA企業名單

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市場幾乎一統江山。  

Cadence(鏗騰電子)是EDA行業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EDA行業龍頭地位,但到2008年被Synopsys超越。

Cadence產品涵蓋了電子設計的整個流程,包括系統級設計、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公司均將Cadence軟件作為其全球設計的標準。Cadence的Virtuso工具歷經27年不衰,成為業內傳奇。  

Mentor Graphics(明導國際,2016年被德國西門子收購)1981年成立,90年代遇到經營困境,軟件的研發嚴重落后于進度,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電腦軟件與模擬硬件系統。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環節,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EDA企業

華大九天:規模最大,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最先進工藝制程的發展步伐,目前已成功實現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品具有明顯優勢,布局領域:高效測試芯片自動設計、高速電學測試和智能數據分析的、全流程平臺。

概倫電子:在SPICE建模工具及噪聲測試系統方面技術處于領先地位,業內稱“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。

博達微科技(被概倫電子收購):以SPICE Model參數提取著稱,現重點轉向數據端,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測試高一個數量級,布局領域:半導體參數測試、器件建模與驗證。

芯禾科技:專注仿真工具、集成無源器件IPD和系統級封裝SiP微系統的研發,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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