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文/寇敏 魏一哲 楊健楷
來源:遠川科技評論(ID:kechuangych)
上個世紀90年代初,在北京國營712廠一個年代久遠的五樓,王陽元院士為正在埋頭苦干的EDA攻堅小組加油打氣:這是我們科技人員報效祖國的最好機遇!隨后,王院士身邊的助手拿出一包海參和肘子放在桌上,房間里響起了一片歡呼聲。
EDA,電子設計自動化,一個最近頻繁出現(xiàn)的名詞,早在80年代引起了中國科技界的關(guān)注。彼時,中央傾全國財力支持的華晶,從日本引進彩電模擬芯片生產(chǎn)線,EDA成為芯片設計掣肘的關(guān)鍵。這個新興的細分行業(yè),對于芯片產(chǎn)業(yè)來說發(fā)揮三個作用:出設計圖紙、出施工圖紙和施工過程輔助。
可以說,沒有EDA,就只能用手去畫一個又一個晶體管,人力的極限不過數(shù)百上千個,一旦過萬,便已非人力所及。更不用說,現(xiàn)在一顆5nm的臺積電芯片,包含上百億個晶體管。
因此對華晶來說,EDA不可或缺,但巴統(tǒng)禁運阻礙了對這類軟件的進口,無奈之下,國家只能自行研發(fā)。EDA的國產(chǎn)化工程,從全國17個單位調(diào)來117名學者和技術(shù)人員,聘請之前專門從事EDA行業(yè)的海外博士作為總設計師。對EDA完全沒有概念的年輕人孫堅,從C語言、數(shù)據(jù)庫學到版圖編輯,直到把自己學成了一個芯片通才。
經(jīng)過長達四年的努力,1993年,中國第一個自研EDA面世。為了紀念研發(fā)人員長期熬夜形成的黑眼圈,這套國產(chǎn)EDA系統(tǒng)被命名為“熊貓系統(tǒng)”。熊貓一經(jīng)出世,便將中國與世界水平拉至只有5年的差距,而且國內(nèi)單位踴躍使用,短時間內(nèi),熊貓EDA被裝至20家設計公司,完成近200個芯片品種。
證明熊貓系統(tǒng)獲得巨大成功的,莫過于此前巴統(tǒng)對中國EDA的封禁解除了。熊貓出世不到一年,外國EDA公司紛紛來華。
但歷史吊詭的地方就在于,二十多年后,當普羅大眾談起華為斷供,耳熟能詳?shù)拿~還是:EDA。既然我國的EDA早在九幾年實現(xiàn)了突破,為什么今天依然被卡脖子?解決卡脖子問題的,除了往往以悲劇性歷史面孔示人的國產(chǎn)老兵,還有其他力量可以倚靠么?
中國EDA產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷史,或許可以為我們提供耳目一新的線索。
1、順流而下:兩大EDA巨頭入華
1994年,人民大會堂見證了兩家外資EDA公司的來華。首先是跑步前進的楷登,緊接著是新思。楷登和新思,是彼時也是現(xiàn)在最為強大的EDA公司。在上個世紀九十年代,EDA產(chǎn)業(yè)勃興之初,兩大EDA公司順利渡過產(chǎn)品化階段,開始頻繁收購,并網(wǎng)羅了一批芯片產(chǎn)業(yè)的革命性人才。
楷登的CEO是東南亞的華人風險投資家陳立武,他入主之時,正值楷登業(yè)績有所下滑。陳立武與客戶開了上百次會議,逢人便問,楷登的產(chǎn)品打幾分?幾個嚴苛的客戶直言不諱,D或F。陳立武深受觸動,轉(zhuǎn)變楷登銷售驅(qū)動的策略,定期與客戶開聯(lián)席會,與合作伙伴深度綁定。
新思的副總裁陳志寬,則是EDA業(yè)另一位銳意進取的美籍華人。他師從英特爾CPU業(yè)務線職級最高的華人高管,虞有澄。到新思后,陳志寬深受創(chuàng)始人信任,短短數(shù)年,被提升為副總裁。
無論是陳立武,還是陳志寬,兩位硅谷的半導體精英都意識到,中國市場代表著未來。彼時還屈居于楷登之后的新思,對于這個新興市場展現(xiàn)出了更強的渴望,接連打出一系列組合拳。
在人民大會堂舉辦的捐贈儀式上,陳志寬給清華大學周祖成教授送去了20套Design Compiler,這種EDA工具一套價值25萬美金。從一位剛在飛利浦工作的清華學生那里,周教授得知了價格,大為震驚。清華與新思的緣分,就此結(jié)下,雙方隨后在1995年成立了合辦的EDA中心。
新思與清華的合作,表面上看,只是一個美商私營公司與一所中國大學的合作,但這個合作深遠的影響了中國芯片業(yè)之后的走向,新思這步棋一舉三得:
首先是抓住標準的制定權(quán)。清華接到編寫芯片設計自動化教材的任務,當然少不了新思所提供的工具的幫助。后來,新思更加廣泛的參與中國本土EDA教材的編撰工作,先后引進了130余門本科與研究生課程。
其次是便利的產(chǎn)業(yè)擴散。清華在受新思捐助后,一舉成為北京乃至全國最好的EDA實驗室,當年電子工業(yè)部的各批人員,被送到清華培訓。借助于培訓中心的EDA,清華開始著手研發(fā)通訊專用芯片,讓本土業(yè)者開始見識到EDA的威力。由于清華EDA中心的名氣實在過響,海爾和華為設立設計中心的時候,都參考了清華的經(jīng)驗。
當然,最后也是最重要的,便是EDA在高等教育體系的普及。新思的臺灣工程師跑去給清華師生講課,生動形象,旁聽的清華教師深為受益,開始有意識的運用設計語言親自實踐,待他們精通之后,再及時教與微電子系的學生。中國最優(yōu)秀的芯片人才,在學校便接受了EDA的實踐,之后愈加難以擺脫了。
新思此舉,正是充分享受了中國市場自身蘊含的超級人才紅利。
從寫代碼到最終交給代工廠生產(chǎn)的版圖,EDA橫跨物理學、數(shù)學、半導體器件等學科,需求極為多樣的人才類型。中國的大學教育體系健全,培養(yǎng)出的一部分理工科人才,未來將從事芯片產(chǎn)業(yè),他們決定了本土的發(fā)展方向,往大學積極推廣,也就意味著預先培養(yǎng)他們的使用習慣,一方面奠定使用基礎(chǔ),另一方面,這些使用者天然是EDA產(chǎn)業(yè)人才的后備軍。
抓住標準制定權(quán)、在產(chǎn)業(yè)內(nèi)加快技術(shù)擴散、建立高等教育的人才后備軍,新思憑借三板斧在中國快速打開局面。進入新世紀后,新思在并購節(jié)奏上同步提高,2008年,新思超越楷登,成為全球最大的EDA廠商。
2、逆流而上:華大EDA赴美
兩大EDA巨頭在中國建立根據(jù)地的時候,熊貓EDA卻在國內(nèi)待不下去了,遠赴美國。
熊貓EDA在被發(fā)明出來后,再沒有爹疼娘養(yǎng),被拋給了國企華大集團。為了在美推廣中國的EDA,熊貓的研發(fā)骨干孫堅被派往美國負責海外銷售。在每一次通話前,孫堅都要把準備說的話寫下來,然后照著念,以免自己的嘴皮子不利索影響拓展客戶。長期堅持下,在世紀之初,國產(chǎn)EDA已在國外賣了不少客戶。
但是,一個本土誕生的EDA,為什么拋開國內(nèi)市場不搞,偏偏要跑到美國?答案是,國內(nèi)當時的市場環(huán)境,容不下一個正版的國產(chǎn)EDA。
國內(nèi)的芯片設計產(chǎn)業(yè),在起步之初完全處于一個逆向工程的階段,通俗來說就是抄別人的芯片,這也就不需要用來正向設計的EDA工具;同時,盜版EDA已經(jīng)可以滿足大部分低端需求;最后,那些僅存的中高端的付費用戶,當然要用就用好的外國EDA。
這樣一來,國內(nèi)市場實際上反倒沒有國內(nèi)正版EDA的事。
而這種尷尬局面的根源,在于本土晶圓制造與EDA的脫節(jié)。熊貓EDA為配套華晶而生,但是華晶在908工程遭遇重大挫折,之后的909工程和中芯國際在工藝制程上窮追猛打,自然要用最先進的EDA。如此,本土EDA還沒有大規(guī)模銷售,也不知道性能如何,就要面臨下一次工藝進步所帶來的激烈競爭,久而久之,陷入惡性循環(huán)。
也就是說,中國的芯片業(yè)從來是一個松耦合的局面:從晶圓代工、芯片設計再到封測,無不如此,這種上下游結(jié)合的疏松體制,導致每個環(huán)節(jié)都是各自目標最大化,國產(chǎn)EDA作為全局中最落后腿的那一個,自然不受待見。但是,發(fā)達的產(chǎn)業(yè)環(huán)境孕育出來的兩大EDA巨頭,往下滿足用戶需求卻是輕而易舉的事情。
于是,國產(chǎn)EDA行業(yè)天然處在了一個困境里面:
生態(tài)孱弱,占據(jù)賽道很小,熊貓EDA當時匹配華晶,局限于模擬芯片,門類太少,無法補齊,溢價能力弱;增值服務幾乎沒有,IP是EDA產(chǎn)業(yè)的自然外延,會加深設計客戶對于EDA公司的依賴,但本土EDA廠商極其缺乏,因為與晶圓代工廠是松耦合;正因為生態(tài)孱弱,增值服務幾乎沒有,本土EDA無法獲得客戶青睞,沒有正向循環(huán)的積累,追趕仍然乏力。
在美國頻頻斷供的背景下,EDA已經(jīng)關(guān)乎到產(chǎn)業(yè)安全。這個行業(yè)的問題出在know-how上,而這個東西又不是天上掉下來的。那么,該怎么辦?
3、中流砥柱:中國EDA的兩大支柱
從2020年到現(xiàn)在,國內(nèi)突然興起一波EDA熱潮。
在2020年,9月,思爾芯完成新一輪數(shù)億元融資,用于打造全流程數(shù)字EDA工具平臺。該公司創(chuàng)建于2003年,2018年被國微收購。值得一提的是,公司創(chuàng)始人林俊雄是一個日本人,從業(yè)30余年,創(chuàng)業(yè)前在美國公司工作。
11月,芯華章完成近億元Pre-A+輪融資。
12月,九同方獲得華為旗下哈勃投資,該公司聚焦射頻EDA領(lǐng)域,核心團隊為留美博士。
在2021年,1月,國產(chǎn)EDA公司概倫電子開始科創(chuàng)板輔導。
2月,熊貓EDA的主體公司華大九天公布創(chuàng)業(yè)板輔導消息。
熊貓之后,國產(chǎn)EDA陷入僵局,為什么在如此短的時間內(nèi),雨后春筍般冒出這么多的新選手?
答案是,這些動輒大手筆融資的新選手,大多是楷登和新思等美系EDA公司培養(yǎng)出來的高階經(jīng)理人所創(chuàng)辦。兩大EDA公司,都選擇了本土化研發(fā)和銷售并舉的策略,這為國內(nèi)培養(yǎng)了一批領(lǐng)軍人才。國產(chǎn)EDA明星的創(chuàng)始團隊,經(jīng)由一個全球化的環(huán)境培養(yǎng)與孕育,現(xiàn)在活躍于國產(chǎn)EDA行業(yè)的新興公司,都有兩大EDA的影子:
概倫電子總裁劉志宏曾任楷登副總裁。芯華章創(chuàng)辦人王禮賓,更是兩大EDA的骨干人才,先后做過工程師、銷售和高管,積累了20年工作經(jīng)驗,也積累了海思、展銳等國內(nèi)芯片大客戶的行業(yè)人脈。
為什么這些人才能夠在關(guān)鍵時刻站出來?
這與EDA行業(yè)人才的自然流動不無關(guān)系。中國EDA行業(yè)一個頗為有趣的現(xiàn)象是,新思和楷登兩家公司都頗為“佛系”,兩個公司之間的中高階人才流動本已十分頻繁,這些人才出去創(chuàng)業(yè),老東家與他們的關(guān)系,也維持和平。這與芯片行業(yè)其他細分領(lǐng)域的激烈競爭,形成了一個鮮明對比。
而這種常態(tài)化的人才流動,將寶貴的行業(yè)知識和經(jīng)驗,外溢到了整個行業(yè)。從而,整個EDA行業(yè)唯獨在中國發(fā)生了大規(guī)模的“細胞裂變”。原有的EDA巨頭三十年的成長歷史,其實是不斷兼并、吸收、消化數(shù)十個中小技術(shù)實體的過程,很少再度發(fā)生自立門戶或者迎來新挑戰(zhàn)。中國市場的巨變,為古老的EDA行業(yè)注入了新鮮的血液。
在外資EDA紛紛出來創(chuàng)業(yè)之際,本土EDA熊貓升級而來的華大九天,也取得了突破。華大九天采取了三個策略:
由點到面突破,不再局限于只是解決個別點問題的工具,覆蓋全流程,增加定制化服務,提高粘性;由芯片擴展至面板領(lǐng)域,第一個針對面板做全流程的EDA方案,順利在國內(nèi)平板顯示器市場占下九成份額;繼續(xù)在日本等國全球化擴張,成為一些巨頭不可或缺的技術(shù)供應商。
外資EDA培養(yǎng)眾多本土人才,在新的時間節(jié)點開宗立派;國內(nèi)EDA擴展行業(yè)應用服務本土,同時高歌猛進一路出海。兩大EDA與華大九天看似是對立的競爭對手,但其實共同為中國的芯片行業(yè)做出了互為補充的貢獻。
4、尾聲
剛進入2021年,華為繼投資九同方之后,再次投資了一家新的EDA公司。這家被美國卡住脖子的站在全球科技樹上最高位置的中國企業(yè),為解決芯片技術(shù)的缺口問題,正在不遺余力拼命追趕。
在華為全國范圍內(nèi)搜獵EDA標的時,美國國防部旗下的高級研究計劃局(簡稱DARPA),也在傾心于先進EDA項目。DARPA希望能夠普及EDA開源,降低芯片設計成本。在二戰(zhàn)后的數(shù)十年,DARPA這樣的官營組織投入民間鮮少會愿意涉足的長線科研任務,或者說“共性關(guān)鍵技術(shù)”,然后在成熟時轉(zhuǎn)與私營公司,從互聯(lián)網(wǎng)革命到今天的航天革命,無不如此。
可以說,在華為與DARPA之間,差了好幾個數(shù)量級的人才。
自動駕駛領(lǐng)域的創(chuàng)業(yè)者劉少山,曾在哈佛肯尼迪政府學院研究美國科技政策,在他看來,DARPA組織之所以能夠長盛不衰,根源便在于,美國人打破了“體制墻”,科技人才在官營機構(gòu)與私營機構(gòu)之間的流動是暢通的,在人生的不同階段,這些精英會選擇為國效力還是財務自由,而不必在做出一個選擇時有過多顧慮。
由于中國“體制墻”仍然牢固存在,實際上導致,在尖端科技領(lǐng)域的兩軌不并行,也就是公私經(jīng)濟之間的差距過大,掣肘了如EDA領(lǐng)域的長期發(fā)展。
也正因如此,對于尖端技術(shù)的攻堅,把泰山之重的任務放在老同志的身上,是勉為其難的。科研體制的轉(zhuǎn)變是一個漫長的過程,其中充滿了掙扎和幻滅。但是摩爾定律不會等人,在自力更生的同時,中國建設尖端科技產(chǎn)業(yè)鏈還有另外一條路:在廣闊的本土市場上,利用好資本市場,做好知識產(chǎn)權(quán)保護,讓那些外資企業(yè)中成長起來的經(jīng)理人自發(fā)的參與市場競爭。
如此新老并用,齊頭并進,中國芯片產(chǎn)業(yè)的諸多卡脖子事項,可望一鼓作氣,快馬加鞭。
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