圖片來源@視覺中國
電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（以下簡稱EDA）軟件工具行業(yè)，正成為中國尋求解決芯片產(chǎn)業(yè)鏈短板問題的重要突圍領(lǐng)域。
這個(gè)行業(yè)全球市場規(guī)模不足百億美元，凈利潤率低于15%，卻能動(dòng)5000億美元半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈，被中國的先行者們視為一個(gè)重大機(jī)遇。
2020年3月，EDA巨頭Synopsys（新思科技）中國區(qū)擔(dān)任副總經(jīng)理的王禮賓，在EDA行業(yè)工作20年后決定辭職，創(chuàng)立國產(chǎn)EDA公司“芯華章”，擔(dān)任公司創(chuàng)始人、董事長兼CEO。
他告訴鈦媒體App，從Synopsys離職創(chuàng)業(yè)有兩個(gè)原因：
一是看到國家大力支持EDA行業(yè)的“國產(chǎn)替代”，他對EDA技術(shù)未來前景十分看好；
另外一個(gè)原因則是，他認(rèn)為有過去20年的產(chǎn)業(yè)上下游經(jīng)驗(yàn)和市場關(guān)系，對客戶的想法、需求有所了解，這些契機(jī)都能幫助芯華章實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。
與王禮賓有相似創(chuàng)業(yè)經(jīng)歷的還有概倫電子董事長劉志宏，芯禾科技聯(lián)合創(chuàng)始人代文亮，以及博達(dá)微創(chuàng)始人兼CEO李嚴(yán)峰，三人都曾在EDA三巨頭之一的Cadence（楷登電子）擔(dān)任過重要職位，而后辭職創(chuàng)立國產(chǎn)EDA公司。
去年10月16日，在獲得政府引導(dǎo)資金支持后，王禮賓創(chuàng)立的“芯華章”宣布獲億元Pre-A輪融資；11月9日芯華章再完成近億元Pre-A+輪融資；12月9日完成超2億元的A輪融資，間隔均不足一個(gè)月。三輪共引入云暉、真格、高榕、高瓴、五源資本（原晨興資本）、中芯聚源、松禾等多個(gè)知名基金。
除芯華章外，很多國產(chǎn)EDA公司都已“扎堆”籌集到了資金。2020年4月，概倫電子宣布已完成數(shù)億元人民幣的A輪融資；9月，國微集團(tuán)旗下的“國微思爾芯”宣布完成數(shù)億元融資，投方包括國際大基金下設(shè)的芯鑫融資租賃、上海半導(dǎo)體裝備材料產(chǎn)業(yè)投資基金等政府投資機(jī)構(gòu)。
資本升溫并非偶然。
時(shí)間回溯到2019年5月，美國商務(wù)部稱全面限制華為采購美國軟件和技術(shù)生產(chǎn)的半導(dǎo)體零部件。受此影響，EDA三巨頭與華為的合作先后終止。
海外EDA三巨頭指的是Synopsys、Cadence、Mentor（西門子旗下）三家美國公司，他們占據(jù)全球超64%的EDA市場份額。
EDA工具是芯片IC設(shè)計(jì)中不可或缺的重要組件，也是集成電路設(shè)計(jì)最上游、壁壘最高的部分。涵蓋了集成電路設(shè)計(jì)、布線、驗(yàn)證和仿真等所有流程。利用其可連接成極其復(fù)雜的電路圖，從而制造出強(qiáng)大的CPU、GPU芯片。
在AI、邊緣計(jì)算等復(fù)雜技術(shù)不斷演進(jìn)的背景下，百億規(guī)模的EDA行業(yè)正成為撬動(dòng)5000億美元半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的重要“基石”，EDA也被行業(yè)內(nèi)稱為“芯片之母”。
因此，華為與三巨頭終止合作意味著，芯片將沒有與之匹配的先進(jìn)制程國產(chǎn)EDA軟件工具，海思則就造不出下一代“麒麟芯”。東興證券在報(bào)告中形容EDA是“美國限制華為的封喉之劍”，凸顯了該技術(shù)的重要性。
在中國芯片制造生態(tài)急需“補(bǔ)課”的大背景下，一場充滿機(jī)遇與冒險(xiǎn)的游戲已悄然開始。
公開數(shù)據(jù)顯示，2019年中國EDA市場規(guī)模約為5.4億，僅占全球規(guī)模102.5億美元的5.3%。
作為全球最大的電子元件產(chǎn)銷市場，EDA三巨頭的產(chǎn)品在國內(nèi)占了85%以上的市場份額（實(shí)際接近90%），國產(chǎn)EDA軟件產(chǎn)銷占比僅不足10%。
目前國內(nèi)EDA軟件公司主要有華大九天、國微集團(tuán)、芯華章、博達(dá)微電子、芯禾科技、概倫電子等，數(shù)量和規(guī)模都十分稀少。
由鈦媒體App編輯統(tǒng)計(jì)并制表
背后的原因，主要是EDA行業(yè)的技術(shù)門檻高，成本彈性大，產(chǎn)業(yè)高度集中，導(dǎo)致國產(chǎn)技術(shù)發(fā)展緩慢，人才緊缺，無法形成全鏈條EDA工具，從而形成如今中國IC設(shè)計(jì)行業(yè)越來越離不開EDA三巨頭的尷尬局面。
事實(shí)上，從EDA行業(yè)發(fā)展來看，中國也曾經(jīng)歷過鼎盛時(shí)期。
冷戰(zhàn)期間，中國EDA軟件技術(shù)被“巴統(tǒng)”禁運(yùn)的壓力下，1986年成功研制出中國首個(gè)自有的集成電路計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工具——“熊貓系統(tǒng)”（熊貓IC CAD系統(tǒng)），并在1993年全面問世。
這標(biāo)志著中國在研制EDA系統(tǒng)方面實(shí)現(xiàn)“零”的突破，打破了外國對中國的EDA工具封鎖，并為中國集成電路設(shè)計(jì)行業(yè)發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
熊貓系統(tǒng)一經(jīng)發(fā)布，便在市場中引起較大反響。由于價(jià)格僅為同類產(chǎn)品的1/10，導(dǎo)致美國芯片廠商也一度選擇“熊貓系統(tǒng)”。
不過，隨著“巴統(tǒng)”解散、禁運(yùn)解除，1995年，海外EDA三巨頭大舉進(jìn)入中國市場，便以技術(shù)成熟、價(jià)格便宜、免費(fèi)贈(zèng)送、多方合作等策略，快速收割市場份額。加上中國開始積極推動(dòng)WTO全球化，“造不如買”的策略使得國產(chǎn)EDA陷入了長達(dá)十三年的沉寂。
盡管國家2008年啟動(dòng)“核高基”重大專項(xiàng)計(jì)劃，華大九天、芯愿景等第一批國產(chǎn)EDA企業(yè)相繼成立并被重點(diǎn)扶持。但EDA是一個(gè)投入周期長、利潤率低的高技術(shù)型產(chǎn)業(yè)，中國缺乏長期資金、人才和產(chǎn)業(yè)鏈支持，國產(chǎn)EDA發(fā)展依舊步履艱難。
舉個(gè)例子，過去十年間，華大九天在研發(fā)投入方面所投資金只有不足5億元人民幣。而海外EDA三巨頭則高歌猛進(jìn)，僅2018年Synopsys研發(fā)投入高達(dá)10.8億美元，Cadence約為8.7億美元，兩家累計(jì)所投研發(fā)資金超127億元人民幣，差距十分懸殊。
收購層面，在數(shù)字EDA領(lǐng)域三巨頭收購上百家公司，獲得了SoC設(shè)計(jì)主流程的數(shù)百個(gè)EDA工具。
而在中國，由于EDA產(chǎn)業(yè)起步晚，“造不如買”理念中錯(cuò)失了在激烈競爭中以戰(zhàn)養(yǎng)戰(zhàn)的機(jī)會(huì)。盡管在模擬IC方面已經(jīng)有了一定發(fā)展，但在數(shù)字EDA方面卻幾乎為零。
目前，國內(nèi)的EDA工具很分散，提供不了全套的工具鏈，而國際EDA公司提供給芯片企業(yè)的一般都是全套工具。
關(guān)注半導(dǎo)體行業(yè)部分投資人對鈦媒體App表示，雖然EDA國產(chǎn)替代這個(gè)理想很豐滿，但現(xiàn)實(shí)很骨感。在下游芯片制造環(huán)節(jié)中，先進(jìn)制程工藝依然是市場和客戶關(guān)心的主旋律。因此，EDA工具將依然是自給自足、與三巨頭點(diǎn)工具混搭的局面。
接受鈦媒體App采訪的芯片下游廠商負(fù)責(zé)人稱，未來十年內(nèi)三巨頭的EDA工具依然將占據(jù)市場主流，國內(nèi)EDA技術(shù)將無法跟上“替代”。
事實(shí)上，由于目前國產(chǎn)EDA相比美國EDA整體仍有較大差距，加上新EDA、新IP、新工藝及PDK，互相促進(jìn)、互為一體，原來的客戶很難輕易更換EDA軟件。
因此，很多企業(yè)家所幻想的國產(chǎn)EDA未來，變成了“泡沫賭注”。
也有業(yè)內(nèi)人士直言，在國際形式波譎云詭、變化莫測下，部分國產(chǎn)EDA企業(yè)渾水摸魚，存在一定的市場泡沫。
2020年5月19日，上交所受理了芯愿景（公司全稱為北京芯愿景軟件技術(shù)股份有限公司）的科創(chuàng)板上市申請，這標(biāo)志著國產(chǎn)EDA企業(yè)打響了沖鋒科創(chuàng)板第一槍。
不過歷時(shí)227天后，去年12月31日，芯愿景科創(chuàng)板IPO終止審核，背后原因或與其拖欠的557萬發(fā)票還未完全歸還有關(guān)。此外，該公司核心技術(shù)存在爭議，退出參股公司投資后仍參與股東大會(huì)的行為，或涉嫌信披違規(guī)等問題，都影響了該公司上市進(jìn)程。
芯愿景董事長丁柯博士對鈦媒體獨(dú)家回應(yīng)稱，在本次終止審核之后，該公司暫時(shí)沒有計(jì)劃再重啟科創(chuàng)板上市。
“在EDA行業(yè)最為核心的就是知識(shí)產(chǎn)權(quán)，但國內(nèi)EDA公司都不太注意。如果不注意就會(huì)踩坑，在這種情況下，很多公司都會(huì)和三巨頭來合作，那么，純國產(chǎn)EDA就無從談起。”上述業(yè)內(nèi)人士對鈦媒體App表示。
此外，在人才方面，中國與三巨頭差距懸殊。
公開資料顯示，中國約有1500名EDA軟件開發(fā)工程師，其中約有1200人在國際EDA公司的中國研發(fā)中心工作，真正為本土EDA做研發(fā)的人員只有300人左右。相比之下，Synopsys公司一家就有7000多名研發(fā)人員，其中有5000多人從事EDA的研發(fā)，行業(yè)核心人才大都在三巨頭處工作。
國微集團(tuán)聯(lián)席董事長兼總裁帥紅宇指出，中國高校至今幾乎沒有EDA相關(guān)培養(yǎng)方向及開設(shè)EDA相關(guān)課程，而且2010年后國內(nèi)幾乎完全沒有相關(guān)領(lǐng)域的論文發(fā)表，集成電路行業(yè)對口專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后進(jìn)入相關(guān)行業(yè)的僅占1/3，對EDA有了解和興趣者更是寥寥。
他強(qiáng)調(diào)，中國EDA人才緊缺背后主要原因是集成電路的“產(chǎn)學(xué)研”策略沒跟上，這是行業(yè)亟待解決的核心問題。
“盡管EDA市場份額由三巨頭占領(lǐng)，但國產(chǎn)EDA必須要有，而且會(huì)有所發(fā)展。”有多位行業(yè)分析師告訴鈦媒體App。
事實(shí)上，方正證券發(fā)布研報(bào)指出，盡管在模擬/數(shù)模混合/數(shù)字芯片EDA領(lǐng)域，以及全流程設(shè)計(jì)平臺(tái)上，EDA工具都被國際企業(yè)所壟斷，但國產(chǎn)EDA機(jī)會(huì)更多在以點(diǎn)工具為突破口，由點(diǎn)及面逐步發(fā)展。
在MEMS（8寸）晶圓短缺、需求旺盛已成行業(yè)共識(shí)的情況下，國產(chǎn)EDA正面臨著新的機(jī)遇。
上海國微思爾芯副總裁Ying（陳英仁）告訴鈦媒體App，目前汽車電子、FPGA、驅(qū)動(dòng)芯片、指紋辨識(shí)、電源管理、MOSFET、微控制器（MCU）等領(lǐng)域的非先進(jìn)（中低端）芯片需求強(qiáng)勁，下游8寸晶圓制造技術(shù)已十分成熟，已呈現(xiàn)市場供不應(yīng)求的局面。因此，這塊市場潛力巨大，是國產(chǎn)EDA工具核心發(fā)力點(diǎn)。
“隨著AI、5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、汽車電子、區(qū)塊鏈等領(lǐng)域的興旺，提出了很多特色鮮明的、尚未被EDA工具滿足的IC設(shè)計(jì)需求，這恰是國內(nèi)EDA工具廠商的新機(jī)會(huì)。”
思爾芯是原型驗(yàn)證及仿真系統(tǒng)領(lǐng)域的本土EDA公司，在2018年10月被國微集團(tuán)所收購，并將“思爾芯”更名為“國微思爾芯”。
陳英仁強(qiáng)調(diào)，盡管在先進(jìn)制程IC設(shè)計(jì)方面，依舊是EDA三巨頭做主導(dǎo)，但國產(chǎn)EDA勢在必行。尤其在40nm、28nm制程工藝上，中國企業(yè)也已經(jīng)或?qū)⒑芸煺莆铡?ldquo;思爾芯在做的功能驗(yàn)證是屬于前端，相對的與制程工藝獨(dú)立。尤其在快速原型驗(yàn)證，思爾芯有著17年的積累，媲美EDA三巨頭。”
這同樣也是國產(chǎn)替代下，中國企業(yè)尋求的彎道超車機(jī)會(huì)。
王禮賓對鈦媒體App表示，目前在人工智能、云技術(shù)上，國產(chǎn)EDA可以站在當(dāng)今科技發(fā)展的高技術(shù)起點(diǎn)上，對EDA軟硬件框架和算法做創(chuàng)新、融合、重構(gòu)。他認(rèn)為，三巨頭壟斷下很難長期創(chuàng)新，而國產(chǎn)EDA企業(yè)處于“輕裝上陣”狀態(tài)，超越世界巨頭是“完全有可能的”。
為了應(yīng)對國際形勢以及EDA巨頭的挑戰(zhàn)，國內(nèi)企業(yè)也不斷動(dòng)作頻頻。
2019年，全球電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域最具有影響力的DAC大會(huì)上，華大九天、廣立微、概倫電子、芯禾科技四家中國EDA廠商聯(lián)袂出場，推出多個(gè)EDA產(chǎn)品，向世界展示了EDA領(lǐng)域的中國力量。
同年底，概倫電子則收購博達(dá)微，進(jìn)一步整合優(yōu)勢資源。而藍(lán)海微力求尋找小眾客戶群體，避開紅海，尋找藍(lán)海。
此外，巨頭們還在加大對中國的布局，不斷推進(jìn)本土化、“產(chǎn)學(xué)研”支持，通過支持國產(chǎn)EDA，形成更多考量。
1994年，Synopsys在人民大會(huì)堂向清華大學(xué)捐贈(zèng)了20套Design Compiler軟件，總價(jià)值約500萬美元。隨后該公司和清華成立了“清華大學(xué)——新思科技高層次電子設(shè)計(jì)中心”，開始推動(dòng)中國EDA人才的培養(yǎng)。
2018年和2019年，Synopsys分別成立了芯思原和全芯智造兩家合資公司，前者意在加強(qiáng)芯片IP領(lǐng)域的本土合作，助力本土晶圓廠和設(shè)計(jì)企業(yè)實(shí)現(xiàn)自主研發(fā)，掌握核心技術(shù)；后者旨在加強(qiáng)制造類EDA領(lǐng)域的本土合作，帶動(dòng)國內(nèi)技術(shù)能力。
Synopsys全球資深副總裁兼中國董事長葛群告訴鈦媒體，無論是人才培養(yǎng)、技術(shù)支持還是資本合作，新思所做的這些努力都是為了解決中國芯片產(chǎn)業(yè)的痛點(diǎn)。這一點(diǎn)，新思和其他國內(nèi)EDA公司的初心一致。
葛群強(qiáng)調(diào)，在中國數(shù)字社會(huì)轉(zhuǎn)型之際，新思以面向未來的新一代EDA根技術(shù)賦能更多科技應(yīng)用的落地，推動(dòng)整個(gè)芯片產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。“EDA行業(yè)需要打通內(nèi)外循環(huán)，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈相互促進(jìn)，協(xié)同發(fā)展，形成完整的生態(tài)系統(tǒng)，會(huì)有更好的發(fā)展空間。”
從目前來看，這場EDA“國產(chǎn)替代”之戰(zhàn)似乎會(huì)一直持續(xù)下去。
（本文首發(fā)鈦媒體App，作者 | 林志佳，編輯｜蔥蔥）
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