中国 EDA 产业回顾:自研“熊猫系统”昙花一现,后错失 15 年,最终走上崛起之路

2022/4/13 11:27:08 来源:爱集微 作者:木棉 责编:汪淼

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。

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。

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。

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。

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关键词:EDA

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