【芯历史】错失15年的中国EDA产业,最终走上崛起之路

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EDA工具素有“芯片之母”的美誉,是芯片制造最上游的产业,是衔接集成电路设计、制造和封测的关键纽带,对行业生产效率、产品技术水平都有重要影响。

回溯EDA工具的历史,它经历了怎样的演变历程?当今称霸EDA市场的海外三巨头是如何练就的?关于这部分历史,我们在【芯历史】一篇论文引发的EDA革命,催生三大国际巨头已经有所提及。

近年来,国产EDA产业受到国家高度重视,且涌现出了大量的EDA公司。而事实上,早在上世纪80年代,中国EDA产业也曾有过短暂的辉煌,但可惜,有如昙花一现,辉煌很快就沉寂下去,并长达15年之久,这段历史有着怎样的“隐情”?国产EDA产业的转折点又是从何时到来?本期我们让我们一起走进EDA的发展史下集。

03 中国EDA产业失去的15年(1994-2008年)

20世纪80年代,在国际三大EDA巨头成立之际,中国EDA产业也燃起了星星之火。

1978 年秋,“数字系统设计自动化”学术会议于桂林阳朔举行,有67个单位,140多名代表参加了会议,这次会议被誉为“中国EDA事业的开端”。参加本次会议的代表都成为了中国EDA事业的核心。此外,本次会议最终选出18 篇论文进行刊登,涵盖了自动逻辑综合、模拟技术、测试生成、电路分析、印制板布线及集成电路版图设计等各个方面,这也标志着中国EDA 事业在学术领域的萌芽。

以桂林会议为起点,“六五”期间,我国陆续开发了国产ICCAD一级系统和二级系统。

然而,国产EDA的黄金时代却受制于巴统协议的限制(建国初期,巴黎统筹委员会对中国实行禁运,国外EDA无法进入中国),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,停留在众多一级系统和二级系统。

为了摆脱这种受制于人的状态,1986年前后,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。

经过几年的刻苦钻研,终于,1993 年,中国自己的EDA工具问世,并被命名为“熊猫系统”,寓意EDA的珍贵且稀有。

“熊猫系统”的意义在于是中国第一个自主研发的ICCAD 系统,填补了我国在EDA 领域的空白,打破了外国对中国的EDA工具封锁。“熊猫系统”核心部分由28个设计工具组成,共180万行代码,具有集成电路设计所需要的行为功能级描述、版图编辑、逻辑和电路模拟、测试码生成、自动布局布线和版图验证等功能。

1993年,“熊猫系统”获得国家科学技术进步一等奖,并在20家设计公司和研究机构得到应用,共安装55套系统,开发完成近200个集成电路品种,建成了7个经过工艺验证的实用化单元库。

此外,“熊猫系统”由于价格仅为同类产品的1/10,导致美国芯片厂商也一度选择“熊猫系统”,在市场中引起较大反响。 

“熊猫系统”的出现,使我国EDA产业与国际先进水平的差距只有五年。就在国产EDA正要燃起更大火苗的时候,后来发生的事情,却让国产EDA沉寂了十五年。

冷战结束后,1994年“巴统”禁令取消,海外EDA三巨头大举进入中国市场,便以技术成熟、价格便宜、免费赠送、多方合作等策略,快速收割市场份额。“巴统”禁令刚刚解除,国际EDA的巨头Cadence公司,便立即到北京参加了1994年亚洲电子设计自动化及测试研讨展览会,不久之后就在人民大会堂宣布成立北京办事处。一个办公室的成立,都要在大会堂宣布,可见当时这也是一件隆重无比的大事。这也反映了国外公司的心思。紧接着,1995年Synopsys公司在中国大饭店宣布成立北京办事处。在办事处成立之前,北京集成电路设计中心、华晶半导体公司、电子部54所、清华大学、复旦大学等均已采用了Synopsys的产品和技术。

在“造不如买,买不如租”观念流行的社会背景下,国内EDA 产业缺少政策和市场支持。再加上中国开始积极推动WTO全球化,使得国产EDA工具研发和应用陷入低谷。

内忧外患之下,从1994至2008年,整整十五年的时间,国产EDA发展曲折而缓慢。与之鲜明对比的是,这十五年,国外的EDA厂商正在进行着“大鱼吃小鱼”的激烈兼并, EDA从自由竞争走向寡头垄断的时期。中国EDA却完全错失了在激烈竞争中以战养战的机会,连入场券都没有拿到。

而此后,一直到2008年,国产EDA几乎都在原地踏步。

04 百花齐放,国产EDA崛起之路(2008年后)

2008年起,EDA重新获得了国家的鼓励和支持,被列入《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)》所确定的十六个重大专项之一。2008年4 月,国家“核高基”(核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品)重大科技专项正式进入实施阶段,这期间,华大九天、芯愿景、概伦电子等第一批国产EDA 企业相继成立并被重点扶持。

其中,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。

而后,特别是2018年以来,受中美贸易摩擦影响,国内高新技术企业如华为、中兴等陆续受到美国制裁,芯片断供、EDA 软件停售等惩罚措施使得相关企业经营陷入停滞,同时国家层面也将对国内半导体产业的关注提升到新的高度。

毕竟,只有把关键核心技术掌握在自己手中,才能从根本上保障国家经济安全、国防安全和其他安全。作为关键基础软件,EDA国产化势在必行。

为此,国家出台了一系列针对EDA 产业的扶持政策,以加速行业成长。

其中就包括国务院于2020年8月发布的《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展若干政策的通知》(8号文)。”8号”文在财税、进出口、投融资、科研、人才、知识产权、市场应用、国际合作等八方面就半导体产业发展予以扶持。随着”8号”文发布,政策、资本对EDA领域的关注度愈加高涨。

在风口之下,也涌现出了不少新兴EDA企业,并开始在国产EDA舞台上展露头角。比如国产新兴EDA企业合见工软,短时间即发布了四款EDA产品,包括数字仿真器(UVS)、原型验证系统(UV APS)、协同设计环境(UVI),以及电子设计数据管理平台(EDMPro)等。关于这些新兴企业的介绍,此前集微网已经有所整理,详情请看:筚路蓝缕、砥砺前行 国产新兴EDA公司最全盘点

刚刚过去的2021年,中国EDA产业可以用一个词来形容,那就是“IPO”。国内4家EDA公司同时发起IPO,6月21日华大九天创业板上市受理;6月25日概伦电子科创板上市受理;6月30日广立微创业板上市受理;8月24日国微思尔芯科创板上市受理。四家EDA公司IPO拟募资约57亿元。

展望未来,华大九天、国微集团、芯华章、广立微、概伦电子、芯和半导体、合见工软等多家国产EDA公司已整装待发,期待能以厚积薄发的技术实力快速完善中国集成电路产业链,支持5G、人工智能、云计算等多项未来科技的发展。

回顾中国EDA产业,从桂林阳朔会议的萌芽,到熊猫系统的问世、巴统禁令的困局、国产品牌的沉寂,再到新兴企业百花齐放,一路跌跌撞撞,但从不畏惧前行,相信国产EDA产业也终以更强大的勇气和坚定的信念去攻克未来的难题,真正迎来属于自己的春天。(校对/holly)

责编: 刘燚
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