从落后5年到休克15年,国产EDA打响冲击科创板第一枪
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1986年7月,一场春风刮进了电子产业,新中国第一批集成电路设计中心分别在北京、上海、无锡成立。机电部在无锡召开“八五”集成电路发展战略研讨会,提出了“振兴集成电路产业,形成规模生产”的方针,但此时遇到一个棘手的问题,打开芯片大门的那把钥匙在外国人手里。
国产EDA的黄金时代
受制于巴统协议的限制,中国无法买到芯片设计所需的最新EDA软件,国内的ICCAD工具研发,停留在众多Ⅰ级系统和Ⅱ级系统。为了摆脱这种受制于人的状态,国家拿出两弹一星的精神,动员了全国17个单位,200多名专家聚集北京集成电路设计中心,开发属于自己的EDA,并将其命名为“熊猫系统”,寓意EDA的珍贵且稀有。
3年的奋战,熊猫系统原型在1991年成功面世,并获得国家科技进步一等奖,同时在国外声名鹊起,斩获两项国际大奖,一举冲破了国外的技术封锁,国外EDA软件不得不降价,最高降幅达60%。熊猫系统的发布,使我国与国际先进水平的差距只有五年,但后来事情的发展却是,中国EDN却沉寂了15年。
落后从造不如买开始
正如许多高科技项目一样,中国造出来国外就立刻解禁降价,封锁了5年的EDA软件在熊猫系统出来后两个月就被解禁,国际EDA的巨头Cadence公司与Synopsys(新思)趁势火速在北京设立办事处。面对国外更为成熟的EDA工具,国内IC设计企业纷纷投入巨头们的怀抱,这其中包括参与开发熊猫系统的北京集成电路设计中心,清华大学等。国外EDA巨头们的触手伸的更长更广,他们与国内高校合作,将EDA引入学生的课堂,培养了一批熟悉国外软件的未来工程师。
(新思科技在人民大会堂举办向清华大学捐赠的仪式)
国外EDA的开放,使得国内“造不如买”的思想出现窜动,后来长期占据上风,这种想法也成为扼杀国产EDA的罪魁祸首。熊猫系统之于国产EDA,留下的不仅是教训,还有一丝微弱的火苗。如今华大九天、华天中汇、圣景微,广立微等国产EDA向上都可追溯到当年熊猫系统的身影。
15年之后再启程
等待了15年的国产EDA,终于在2008年迎来了它的转折点,此时核高基项目成立,华大九天的EDA部门被独立出来,专注于EDA软件的研发。华大九天承载了熊猫系统的技术,在液晶领域这一还未被巨头们重视地方找到了突破口,如今华大九天是全球唯一一个能够全流程FPD(平板)设计解决方案的供应商。
另一家国产EDA企业概伦电子,也成立于核高基项目提出时期,多年来一直致力于提升先进半导体工艺下高端芯片设计工具的效能。2019年概伦电子收购了另一家EDA公司博达微科技,成为国内第一个有规模的EDA企业整合,博达微创始人李严峰系出名门,曾在美国Cadence/PDF Solutions任研发职位。概伦电子的发展引起了英特尔的兴趣,上个月英特尔与兴橙资本共同领投概伦电子A轮,金额达到数亿人民币。
国产EDN冲击科创板
与概伦电子相比,芯愿景成立时间无疑更早,起步于2002年的芯愿景,最初将自己定位为一家集成电路EDA软件供应商,聚焦于IC技术分析所需的EDA软件的研发与推广,但是对于小企业来说,光靠EDA是无法自力更生的。2004年之后,芯愿景将战略目标调整为以自有EDA软件为核心工具,为IC设计企业提供综合性技术服务,即实现从软件工具开发商向分析服务提供商的转型。
科创板的成立给了国产半导体一个机会,同时也给了国产EDA一个机会,5月19日,上交所受理了芯愿景的科创板上市申请,这标志着国产EDA企业打响了冲锋科创板第一枪。根据芯愿景的招股书说明显示,2019年公司营收1.55亿元,其中EDA软件授权收入仅为442.07万元,占比仅为2.85%。芯愿景的营收支柱是基于EDA软件的IC分析服务以及IC设计服务。2019年,公司IC分析服务、IC设计服务营收占比分别为83.13%、14.02%。
EDA不是一门好生意
EDA从不是一门好生意,甚至被认为是一个夕阳产业,但却是一门必须要做的生意,因为EDA是整个半导体产业的基石。
EDA本身是半导体领域中产值很小的一部分,2018年全球的EDA规模仅有97.15亿美元,而当年全球半导体的产值为4767亿美元,EDA只占2%,且5年内的复合增长率只有7%不到,这是一个利润与重要性不成正比的产业,同时也是一个高度垄断的产业。
Synopsys、Cadence及Mentor Graphics(2016年被西门子并购)三家企业把持着全球60%,中国95%的EDA市场,通俗点说,中国的IC设计企业几乎没有不用他们产品的,无论盗版还是正版。而且三巨头有着一般企业难以逾越的知识鸿沟,这些鸿沟并不仅仅是靠自身的技术沉淀与自主研发得来的,更多的是依靠商业手段拿下的。
EDA有着极其庞杂的分类,根据美国专门从事EDA咨询给公司GSEDA(2018年已经卖给另外一家咨询公司)统计,一共涉及到90多种不同的技术。在这些技术里面,密密麻麻地分布了420家公司。而按照美国《半导体工程》杂志的清单列举中,EDA软件一共有900多家小公司,许多公司的存活仅有几年而已。
美国的EDA历史就是一部并购史,仅仅由3巨头发起的并购就达到惊人的200次,平均每家收购次数达到70次左右,如果考虑许多并购公司在此之前也是吃东吃西,总并购次数大约在300次左右。正是靠着这种百川汇海的并购,三巨头们才形成了一道不可逾越的知识鸿沟。
避开锋芒
博达微科技(去年被概伦电子收购)创始人兼CEO李严峰认为,面对三巨头的全面优势,国产EDA要一个一个补课的话,很难成功,中国目前所具备的优势是局部,单点突击。比如华大九天的选择进入液晶面板设计,这一还未被巨头开垦的领域。
天津蓝海微科技,其宗旨就是“当大部分EDA公司都在开发竞争激烈的工具产品时,决战大众市场时,蓝海微力求寻找小众客户群体,避开红海,寻找蓝海”。 而芯愿景2004年之后就定位以自有EDA软件为核心工具,为IC设计企业提供综合性技术服务,即实现从软件工具开发商向分析服务提供商的转型。
但是不管如何深耕细分市场,所有的EDA企业如果要持续深耕下去,都必须深入EDA软件工具领域,与巨头们正面较量是避不开的话题,加之EDA行业入门门槛高,成本弹性大,对性能依赖性强,想要突破重围十分困难。
如果时间倒回到熊猫系统研发成功之时,假设那时没有放弃EDA这块阵地,现在的情况会不一样吗?但是现实是无法假设的,EDA再难也需要有人做。03年之后就没有了EDA企业上市,此次芯愿景上市,算是将EDA重新拉回大家的视野,再次让国产EDA得到重视。
EDA企业名单
Synopsys(新思科技)成立于1986年,由Aart de Geus带领通用电气工程师团队创立,在2008年成为全球排名第一的EDA软件工具领导厂商,为全球电子市场提供技术先进的集成电路设计与验证平台。
Synopsys在EDA行业的市场占有率约30%,它的逻辑综合工具DC和时序分析工具PT在全球EDA市场几乎一统江山。
Cadence(铿腾电子)是EDA行业销售排名第二的公司,在1988年由SDA与ECAD两家公司兼并而成,Cadence通过不断扩展、兼并、收购,到1992年已占据EDA行业龙头地位,但到2008年被Synopsys超越。
Cadence产品涵盖了电子设计的整个流程,包括系统级设计、功能验证、集成电路综合及布局布线、IC物理验证、模拟混合信号及射频集成电路设计、全定制集成电路设计、PCCE设计和硬件仿真建模等。全球知名半导体与电子系统公司均将Cadence软件作为其全球设计的标准。Cadence的Virtuso工具历经27年不衰,成为业内传奇。
Mentor Graphics(明导国际,2016年被德国西门子收购)1981年成立,90年代遇到经营困境,软件的研发严重落后于进度,大量长期客户流失。直到94年公司组织结构大调整后,才重新崛起。
MentorGraphics是一家EDA软件和硬件公司,也是电路板解决方案的市场领导者,主要提供电子设计自动化先进系统电脑软件与模拟硬件系统。Mento的工具虽没有前两家全面,没有涵盖整个芯片设计和生产环节,但在有些领域,如PCB(印刷电路板)设计工具等方面有相对独到之处。
国内EDA企业
华大九天:规模最大,世界唯一提供全流程FPD设计解决方案的供应商,具有较强市场竞争力,布局领域:IC设计、IC产品、平板显示电路设计。
芯愿景:集成电路技术分析能力始终紧跟半导体行业最先进工艺制程的发展步伐,目前已成功实现7nm FinFET芯片的工艺分析和电路分析,布局领域:IP核、EDA软件、集成电路分析设计平台。
广立微电子:在良率分析和工艺检测的测试机方面产品具有明显优势,布局领域:高效测试芯片自动设计、高速电学测试和智能数据分析的、全流程平台。
概伦电子:在SPICE建模工具及噪声测试系统方面技术处于领先地位,业内称“黄金标准”,布局领域:高端集成电路设计、先进半导体工艺开发。
博达微科技(被概伦电子收购):以SPICE Model参数提取著称,现重点转向数据端,从加速仿真转为加速测试,测试主要以学习算法来驱动,竞争力在于测试速度比传统测试高一个数量级,布局领域:半导体参数测试、器件建模与验证。
芯禾科技:专注仿真工具、集成无源器件IPD和系统级封装SiP微系统的研发,布局领域:设计仿真工具、集成无源器件。
蓝海微科技:在PcellQA工具领域技术实力雄厚,具有自动化程度高、检查项全面、准确性高和支持先进工艺特殊处理等多项优势,布局领域:集成电路工艺设计包。
奥卡思微电:专精形式化功能验证,可编程逻辑验证,低能耗设计优化及验证等技术,布局领域:形式验证工具,全流程设计工具。
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