華為:被制裁兩年后,國產EDA業能提供芯片設計所需十分之一工具
對華為來說,2019年5月17日注定是一個難忘的日子。北京時間當天凌晨,華為突然被美國商務部列入“實體清單”,受到美國的第一輪打壓。第一輪的打壓手段主要是兩個:斷供美國芯片和軟件,斷供芯片設計必需的EDA(電子設計自動化)工具。
在中國“缺芯”之痛里,除了廣為人知的光刻機,EDA工具也是命門之一。這是一種對芯片進行自動設計的工具,特別是目前一顆芯片集成了幾億甚至幾十億的晶體管,肉眼難見,人工已經無法完成時,EDA自動化設計工具更是不可或缺。而目前國內85%的EDA市場份額被美國Synopsys、Cadence、Mentor三大巨頭壟斷。
自華為被制裁后,國產EDA工具進入戰時狀態。按照慣例,一個EDA工具簽訂購買合同,一般授權3年。事實上,被美國制裁后,華為內部也制定了一個EDA工具3年替代的方案。
如今兩年已經過去,我們獲悉,國產EDA在單點上取得突破,但還不能像美國巨頭那樣提供覆蓋全部設計流程的平臺。如果把國內所有企業的能力加起來,它們能覆蓋的芯片設計流程在10%以內。
華為和合作伙伴聯合攻關
一位芯片資深人士對我們說,2019年一家國內EDA龍頭企業已經實現盈利,有上市打算,突發華為被制裁事件后,華為天天找這家企業談,目標是兩三年之內要聯合解決EDA卡脖子問題。“一二三列出單子,這單子里邊哪些是你能做的,都劃下來做,其他你不能做的,華為自己做。”

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“原來國產企業是沒有這樣的機會的。過去幾十年,芯片工業一直是全球化體系,大家習慣了用歐美現成的產品,國產工具做出來很少有人用。”上述資深人士稱,“現在有機會打破美國的壟斷,做世界級公司。所以這家國產EDA公司立刻決定把人馬擴充一倍。”當然,公司也因為擴張從盈利變虧損了,“但你不能不做”。
2020年,美國對華為做了第二和第三輪打壓,目標是斷供華為高端芯片制造,導致華為手機麒麟芯片、電腦和服務器鯤鵬芯片都無法進行生產,華為芯片設計部門海思遭遇重創。在今年的一次大會上,華為輪值副董事長徐直軍稱,華為會繼續養著海思團隊。但華為芯片業務的暫緩,對于EDA的進程或多或少會有影響。
另一方面,從2020年底開始,華為旗下投資公司哈勃科技開始投資EDA工具。
僅僅在3個月內,華為哈勃就投資了湖北九同方微電子、無錫飛譜電子和上海立芯軟件三家國產EDA企業。AI財經社了解到,這些企業基本都處于早期。
其中,湖北九同方是成立時間最長的,董事長萬波曾任Cadence公司高級工程經理。一位行業人士了解到,過去三年九同方的業務主要是面向當地研究所,給某些項目提供設計服務,年銷售額大概幾十萬元,產品化尚處于早期。上海立芯則是一家2020年剛成立的公司,根據公開資料,公司董事長陳建利是學院派出身,還沒有商場實戰經歷。
芯片設計流程極為復雜,前后大體包括了前端設計和仿真、后端設計及驗證、signoff檢查、數據交付代工廠等階段。無錫飛譜對華為的整機產品有幫助,更多偏后端。
業內分析,華為把這些還只有初步技術的初創企業作為“備胎”,先解決以前這些企業產品沒人用的問題。
目前國內一線的EDA企業主要有華大九天、國微集團、芯和半導體、芯華章、概倫電子等公司。
據AI財經社了解,華為本來想投資像華大九天這樣的一線企業,但這些公司已經拿到了很多融資,規模都是億元起步,有的更走在了即將IPO的路上。目前華為和這些企業主要是圍繞某些項目進行業務合作。
填補15年空白之殤
除了華為,芯片熱讓資本相繼涌入EDA行業。2020年,概倫電子完成數億元人民幣的A輪融資;國微集團旗下的思爾芯完成數億元融資。2020年成立的初創公司芯華章更是一年內拿了四輪融資。
此外,一些成立10年以上的國產EDA企業有望在今年登陸資本市場。目前華大九天、國微思爾芯、概倫電子、廣立微4家企業都已啟動IPO。

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但整體來看,幾家EDA公司更多在于點狀突破,比如華大九天在前仿真,芯和專攻后仿真,廣立微在良率測試,國產EDA公司還不能提供像國際三大巨頭那樣對芯片設計全流程進行覆蓋,提供平臺化服務。
因此這些企業營收規模也不大。據AI財經社了解,目前除了華大九天每年能有4億-5億元營收,其他一線公司營收普遍在1億元左右,估值也較低,因此還不是國家大基金的扶持重點。
“如果給公司10倍估值,大基金入股20%,可能在兩個億,這對于大基金上千億的盤子來說很小,他們手里有幾百個項目,管不過來。”一位EDA行業人士稱。目前只有體量最大的華大九天得到了國家大基金的扶持。天眼查APP顯示,國家集成電路產業投資基金持有華大九天14%的股份。
這種羸弱的現狀和行業過去15年的空白息息相關。國產EDA的發展之路曾上演了計劃體制下國家主導的自主萌芽、市場打開后外部沖擊的混亂年代、民企創業和崛起,和如今的國產化為目標的戰時階段。
1988年,在“巴統”協議對中國高科技禁運的背景下,國外EDA工具無法進入國內,我國曾動員了全國200多名專家聚集北京集成電路設計中心,開發出了國產EDA工具“熊貓系統”。但在1994年禁運取消后,“造不如買”的大潮讓美國企業快速占領了國內EDA市場,國產EDA企業無人問津。
直到2009年,繼承了“熊貓系統”的華大九天正式成立,在隨后幾年里承擔了“十一五”、“十二五”國家核高基EDA重大專項,同時,芯和、博達微等一批國產EDA企業成立,整個行業才重新起航。
而自華為事件之后,國內EDA企業數量大增。根據芯思想研究院的統計,2020年中國EDA公司保有數量28家,而在2017年只有16家,3年時間EDA公司保有數量增長了75%。
但在過去,“沒有客戶愿意用”是中國芯片行業的普遍困境,處在產業最前端的EDA工具更是如此。
一位行業人士總結,最初美國三大巨頭也像國內企業這樣,只有單點能力,但它們靠著多起并購不斷壯大,發展了三四十年,每年投入巨額的研發費用,目前已經形成了成熟的全平臺能力。
“國內高科技的產品迭代都非常快,比如手機6個月就要出新品,使用國外公司的全流程對于國內芯片設計公司是最高效的,出于商業考量,國內芯片企業并沒有動力來和國內EDA企業做適配。”
環境在悄悄發生改變
但自華為事件發生后,不少國產EDA企業開始享受到紅利。
一家國產EDA企業透露,今年有越來越多的國內用戶開始切換到國產EDA上來。一類是像華為這樣受到美國打壓的公司,另一類是一些即將IPO的企業,此前有些企業并沒有購買正版的EDA軟件,但是上市意味著所有的業務必須正規化,而國外EDA工具太貴,因此這些公司也在尋找可替代的軟件方案。
另一部分商機源自過去兩年國內成立的2000多家新興的芯片設計企業。這些小公司有些沒有標準的設計流程,因此沒有歷史包袱,不一定非要用誰家的平臺,而且芯片產品也沒有那么復雜。一般國際三巨頭的產品都是平臺售賣,不會拆出某個工具單賣,全套價格高達幾百萬甚至上千萬元,小企業無法承擔,而國內企業單個工具價格在十幾萬或者幾十萬元之間,相比起來更加便宜。
國產EDA的生存環境發生了改變。一方面因芯片賽道受重視而獲得資本青睞,另一方面受益于市場的需求增加。

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當然,伴隨著機遇,行業也有一些浮躁的現象出現。比如折戟在芯片上市潮中的國產EDA第一股“芯愿景”。被客戶舉報拖欠557萬元發票是一大導火索,另一大主要原因是,芯愿景的核心技術頗受爭議。
一位業內人士對AI財經社說,芯愿景主要提供反向工程服務,就是把一些公司的芯片拆解,還原里面的電路圖、器件布局,再把設計圖賣給其他廠商,“這類灰色地帶的生意其實是經不起推敲的。如果這樣的企業能上市,對整個EDA行業的聲譽其實是一種傷害。”
在多位EDA人士看來,目前國產EDA行業只有沉下心來,做好單點突破,做出一些特色化的產品,才有望在之后串聯起更多的應用和流程,這也是唯一的路。
而觀察美國幾家芯片巨頭,EDA的壟斷還體現在與生產廠如臺積電等的捆綁上,因為沒有這些與制造廠的捆綁,芯片設計公司其實是沒辦法用到EDA工具的。美國三大巨頭在構建生態上無一不把芯片制造廠作為重中之重。現在國內的幾家領先EDA公司,也都是在生產線的生態圈構建上花了很多力氣。“可以說找到了問題的關鍵。”無論是華大九天還是芯和,在全球和國內的晶圓廠先進工藝上都取得了認證。
總體來說,現在還處于單點突破的國產EDA企業,在芯片國產化道路上仍道阻且長。