Begin jaren negentig, op de oude vijfde verdieping van de staatsfabriek 712 in Peking, moedigde academicus Wang Yangyuan het hardwerkende EDA-team aan: "Dit is de beste kans voor onze wetenschappelijke en technische medewerkers om het vaderland te dienen!" Vervolgens haalde de assistent naast academicus Wang een pakket zeekomkommers en ellebogen tevoorschijn en legde deze op tafel, waarna er gejuich in de zaal losbrak.

EDA, oftewel Electronic Design Automation, is een term die de laatste tijd veelvuldig is gebruikt. Het trok al in de jaren tachtig de aandacht van de Chinese wetenschappelijke en technologische kringen. Destijds introduceerde Huajing, gesteund door de landelijke financiële middelen van de centrale overheid, een productielijn voor analoge kleurentelevisiechips uit Japan, en EDA werd een cruciale factor in het chipontwerp.Deze opkomende deelsector vervult drie rollen voor de chipindustrie: het produceren van ontwerptekeningen, het produceren van constructietekeningen en het assisteren bij het bouwproces.

Zonder EDA kunnen we transistors alleen handmatig, één voor één, tekenen. De menselijke capaciteit ligt dan beperkt tot een paar honderd of duizend transistors. Bij meer dan tienduizend transistors is het onmogelijk om ze te tekenen. En dan hebben we het nog niet eens over het feit dat een moderne 5nm TSMC-chip tientallen miljarden transistors bevat.

Daarom is EDA onmisbaar voor Huajing, maar het embargo van Batumi belemmert de import van dit type software. Uit pure wanhoop kan het land het alleen zelf ontwikkelen. Voor het lokalisatieproject van EDA werden 117 wetenschappers en technisch personeel overgeplaatst vanuit 17 vestigingen in het hele land, en werden buitenlandse promovendi met eerdere ervaring in de EDA-industrie aangesteld als hoofdontwerpers. Sun Jian, een jonge man die geen idee had van EDA, leerde lay-outbewerking in C en databases totdat hij een chipgeneralist werd.

 

Na vier jaar hard werken werd in 1993 China's eerste zelfontwikkelde EDA-systeem gelanceerd. Ter ere van de donkere kringen onder de ogen die ontstaan ​​door lang opblijven, werd dit binnenlandse EDA-systeem "Panda-systeem" genoemd. Na de introductie van Panda bedroeg het verschil tussen China en de rest van de wereld slechts vijf jaar, en het systeem werd al snel door Chinese bedrijven actief gebruikt. Binnen korte tijd werd Panda EDA geïnstalleerd bij twintig ontwerpbureaus en werden er bijna twintig verschillende chipvarianten ontwikkeld.

Het grote succes van het Panda-systeem blijkt wel uit het feit dat het eerdere verbod van Batumi op Chinese EDA-bedrijven werd opgeheven. Nog geen jaar na de introductie van het Panda-systeem vestigden zich de buitenlandse EDA-bedrijven in China in rap tempo.

Maar de paradox van de geschiedenis is dat, meer dan twintig jaar later, wanneer het grote publiek spreekt over het stopzetten van de leveringen door Huawei, de bekende term nog steeds EDA is. Aangezien de EDA van mijn land al in 1990 een doorbraak bereikte, waarom zit het dan nog steeds vast? Zijn er, naast de binnenlandse veteranen die vaak tragische historische gezichten laten zien, nog andere krachten waarop we kunnen vertrouwen om dit vastgelopen probleem op te lossen?

De ontwikkelingsgeschiedenis van de Chinese EDA-industrie kan ons wellicht nieuwe inzichten verschaffen.

In 1994 was de Grote Hal van het Volk getuige van de komst van twee buitenlandse EDA-bedrijven naar China. Eerst Kaideng, een vooruitstrevend bedrijf, gevolgd door nieuwe ideeën. Kaideng en Xinsi waren destijds, en zijn dat nu nog steeds, de machtigste EDA-bedrijven. In de jaren negentig, toen de EDA-industrie een enorme bloei doormaakte, doorliepen de twee grote EDA-bedrijven met succes de productontwikkelingsfase, begonnen ze frequent overnames te doen en rekruteerden ze een groep revolutionaire talenten in de chipindustrie.

De CEO van Kaideng is Chen Liwu, een Chinese durfkapitalist uit Zuidoost-Azië. Toen hij de leiding overnam, ging het slecht met Kaideng. Chen Liwu heeft honderden gesprekken met klanten gevoerd. Hij vraagt ​​iedereen die hij ontmoet hoe ze de producten van Kaideng zouden beoordelen. Een paar veeleisende klanten gaven botweg een D of een F. Chen Liwu was hier diep door geraakt en veranderde de op verkoop gerichte strategie van Kaideng. Hij hield regelmatig gezamenlijke bijeenkomsten met klanten en bouwde een hechte band op met partners.

Chen Zhikuan, de vicepresident van Synaptics, is een andere ondernemende Chinees-Amerikaan in de EDA-industrie. Hij studeerde onder Yu Youcheng, de hoogstgeplaatste Chinese topman binnen Intels CPU-divisie. Na zijn aantreden bij Xinsi genoot Chen Zhikuan het volledige vertrouwen van de oprichter en werd hij binnen enkele jaren gepromoveerd tot vicepresident.

Of het nu Chen Liwu of Chen Zhikuan was, de twee topmannen in de halfgeleiderindustrie van Silicon Valley beseften dat de Chinese markt de toekomst vertegenwoordigde. Destijds toonde Xinsi, dat toen nog tweede stond achter Kaideng, een nog grotere ambitie voor deze opkomende markt en lanceerde een reeks gecombineerde aanvallen.

Tijdens de schenkingsceremonie in de Grote Hal van het Volk overhandigde Chen Zhikuan 20 sets van Design Compiler aan professor Zhou Zucheng van de Tsinghua Universiteit. Een set van deze EDA-tool is 250,000 dollar waard. Professor Zhou was geschokt toen hij de prijs hoorde van een student van Tsinghua die net bij Philips was begonnen. Zo werd de band tussen de Tsinghua Universiteit en Xinsi bezegeld, en de twee partijen richtten vervolgens in 1995 een gezamenlijk EDA-centrum op.

 

Op het eerste gezicht lijkt de samenwerking tussen Synaptics en de Tsinghua Universiteit slechts een samenwerking tussen een Amerikaans particulier bedrijf en een Chinese universiteit. Deze samenwerking heeft echter een diepgaande invloed op de toekomstige richting van de Chinese chipindustrie. Met deze stap van Synaptics slaat men drie vliegen in één klap:

De eerste stap is het recht opeisen om normen vast te stellen.Tsinghua kreeg de opdracht een leerboek over chipontwerpautomatisering te schrijven, en de door Synaptics geleverde tools waren daarbij uiteraard onmisbaar. Later raakte Synaptics steeds meer betrokken bij het samenstellen van lokale EDA-leerboeken in China en introduceerde het meer dan 130 bachelor- en mastervakken.

De tweede is gemakkelijke industriële verspreiding.Na de donaties van Synopsis werd Tsinghua het beste EDA-laboratorium in Peking en zelfs in het hele land. Verschillende groepen medewerkers van het Ministerie van Elektronische Industrie werden naar Tsinghua gestuurd voor training. Met behulp van de EDA in het trainingscentrum begon de Tsinghua Universiteit met de ontwikkeling van communicatiespecifieke chips, waardoor lokale industriële spelers de kracht van EDA begonnen te zien. Vanwege de uitstekende reputatie van het Tsinghua EDA-centrum verwezen zowel Haier als Huawei naar de expertise van Tsinghua bij het opzetten van hun ontwerpcentra.

Het laatste en belangrijkste punt is natuurlijk de populariteit van EDA binnen het hoger onderwijs.De Taiwanese ingenieurs van Synoptics gaven lezingen aan docenten en studenten van de Tsinghua-universiteit. De levendige beelden waren zeer nuttig voor de docenten van Tsinghua, die de lezingen bijwoonden en de ontwerptaal bewust zelf gingen toepassen. Nadat ze de taal onder de knie hadden gekregen, konden ze deze op hun beurt aan studenten van de afdeling micro-elektronica doorgeven. De beste chipontwerpers van China namen de toepassing van EDA (Electronic Design Automation) op school over, en het werd daarna steeds moeilijker om er vanaf te komen.

Deze stap van Xinxi profiteert ten volle van het enorme talent dat de Chinese markt te bieden heeft.

Van het schrijven van code tot het uiteindelijk overhandigen van de lay-out aan de gieterij voor productie, EDA omvat natuurkunde, wiskunde, halfgeleidertechnologie en andere disciplines, en vereist een zeer diverse groep talenten. Het Chinese universitaire onderwijssysteem is solide en een deel van de opgeleide wetenschappelijke en technische talenten zal in de toekomst werkzaam zijn in de chipindustrie. Zij bepalen de lokale ontwikkelingsrichting en promoten deze actief bij universiteiten, wat betekent dat hun gebruiksgewoonten al van tevoren worden aangewakkerd. Enerzijds leggen zij de basis voor het gebruik. Anderzijds vormen deze gebruikers vanzelfsprekend het reserveleger van talenten in de EDA-industrie.

Door de macht te grijpen om normen te stellen, de verspreiding van technologie binnen de industrie te versnellen en een talentenpool voor hoger onderwijs op te bouwen, heeft Synaptics zich met behulp van drie pijlers snel in China gevestigd. Na de eeuwwisseling heeft Synaptics tegelijkertijd het tempo van fusies en overnames opgevoerd. In 2008 overtrof Synaptics Calden en werd het 's werelds grootste EDA-fabrikant.

Toen de twee grote EDA-giganten zich in China vestigden, kon Panda EDA niet langer in het land blijven en verhuisde naar de Verenigde Staten.

Nadat Panda EDA was uitgevonden, had het geen vader meer die voor zijn moeder zorgde en werd het overgelaten aan de staatsgroep BGI. Om de Chinese EDA in de Verenigde Staten te promoten, werd Sun Jian, de drijvende kracht achter de R&D van Panda, naar de VS gestuurd om de buitenlandse verkoop te leiden. Voor elk telefoongesprek schreef Sun Jian zijn boodschap op en oefende die vervolgens, om te voorkomen dat hij de klantenwerving zou belemmeren met onvriendelijke opmerkingen. Dankzij deze volharding had de Chinese EDA aan het begin van de eeuw veel klanten in het buitenland weten te bereiken. 

Maar waarom verlaat een lokaal geboren EDA de binnenlandse markt om naar de Verenigde Staten te gaan? Het antwoord is dat de binnenlandse marktomstandigheden destijds geen plaats boden aan een authentieke binnenlandse EDA. 

De binnenlandse chipontwerpindustrie bevond zich aanvankelijk volledig in de fase van reverse engineering. Over het algemeen kopieerde men chips van anderen, waarvoor geen EDA-tools nodig waren voor het verdere ontwerp; tegelijkertijd voldeed illegale EDA al aan de meeste behoeften in het lagere segment; de overige betalende gebruikers in het midden- en hogere segment moesten uiteraard gebruikmaken van goede buitenlandse EDA-software.

Het gevolg hiervan is dat er in de binnenlandse markt feitelijk geen authentieke EDA verkrijgbaar is. 

De hoofdoorzaak van deze gênante situatie ligt in de kloof tussen de lokale waferproductie en EDA. Panda EDA werd ontwikkeld ter ondersteuning van Huajing, maar Huajing liep een grote tegenslag op met het 908-project. Het daaropvolgende 909-project en SMIC zaten elkaar in de weg, waardoor ze vanzelfsprekend de meest geavanceerde EDA moesten gebruiken. Hierdoor is de lokale EDA nog niet op grote schaal verkrijgbaar en is de prestatie ervan onbekend. Het zal te maken krijgen met hevige concurrentie door de volgende technologische doorbraak. Na verloop van tijd zal dit leiden tot een vicieuze cirkel. 

Met andere woorden, de Chinese chipindustrie is altijd een losgekoppelde sector geweest: van waferfabricage en chipontwerp tot verpakking en testen, alles is hetzelfde. Dit losse systeem van upstream- en downstream-integratie heeft ertoe geleid dat elke schakel zijn eigen doelen maximaliseert. De binnenlandse EDA-sector, die in het geheel achterloopt, is vanzelfsprekend impopulair. Het is echter voor de twee EDA-giganten, die in een ontwikkelde industriële omgeving zijn ontstaan, gemakkelijk om aan de behoeften van de gebruikers te voldoen. 

De binnenlandse EDA-industrie bevindt zich daarom vanzelfsprekend in een dilemma:

De ecologie was zwak en het marktaandeel was zeer beperkt. Panda EDA, dat destijds vergelijkbaar was met Huajing, was beperkt tot analoge chips. Er waren te weinig categorieën om aan te vullen en de premium mogelijkheden waren zwak; er waren vrijwel geen diensten met toegevoegde waarde. IP is een natuurlijke uitbreiding van de EDA-industrie, wat de afhankelijkheid van ontwerpklanten van EDA-bedrijven zal vergroten. Lokale EDA-fabrikanten hebben echter een groot tekort, omdat ze slechts losjes verbonden zijn met waferfabrieken. Door de zwakke ecologie zijn er vrijwel geen diensten met toegevoegde waarde en kunnen lokale EDA-bedrijven de gunst van klanten niet winnen. Zonder de opbouw van positieve cycli blijft het inhalen lastig. 

Tegen de achtergrond van frequente leveringsonderbrekingen in de Verenigde Staten wordt EDA al in verband gebracht met industriële veiligheid. Het probleem in deze sector ligt in de kennis, en die komt niet zomaar uit de lucht vallen. Dus, wat te doen?

Sinds 2020 is er in China plotseling een enorme toename in de vraag naar EDA-software ontstaan.

In september 2020 rondde Silxin een nieuwe financieringsronde af van enkele honderden miljoenen yuan voor de ontwikkeling van een volledig digitaal EDA-toolplatform. Het bedrijf werd opgericht in 2003 en in 2018 overgenomen door Guowei. Het is vermeldenswaard dat de oprichter van het bedrijf, Toshio Hayashi, een Japanner is met meer dan 30 jaar ervaring in de branche en voor zijn eigen onderneming bij een Amerikaans bedrijf werkte.

In november haalde Xinhua Zhang bijna 100 miljoen yuan op in een Pre-A+ financieringsronde.

In december ontving Jiutongfang een investering van Hubble, een dochteronderneming van Huawei. Het bedrijf richt zich op radiofrequentie-EDA en het kernteam bestaat uit promovendi die in de Verenigde Staten studeren.

In januari 2021 begon het Chinese EDA-bedrijf Guilun Electronics met het leveren van begeleiding aan de Raad voor Wetenschap en Technologie-innovatie.

In februari maakte BGI Jiutian, het moederbedrijf van Panda EDA, bekend dat het richtlijnen voor GEM zou verstrekken.

Na Panda is de binnenlandse EDA-markt in een impasse beland. Hoe komt het dat er in zo'n korte tijd zoveel nieuwe spelers zijn opgedoken?

Het antwoord is dat de meeste van deze nieuwe spelers, die regelmatig grote sommen geld ophalen, zijn opgericht door managers van hoog niveau die zijn opgeleid door Amerikaanse EDA-bedrijven zoals Kaiden en Synopsis.Beide grote EDA-bedrijven hebben gekozen voor een strategie gericht op lokale R&D en verkoop, wat heeft geleid tot de ontwikkeling van een groep toonaangevende talenten in het land. Het oprichtingsteam van de binnenlandse EDA-sterren is gevormd en gekoesterd in een mondiale omgeving. Opkomende bedrijven die nu actief zijn in de binnenlandse EDA-industrie staan ​​allemaal in de schaduw van deze twee grote EDA-bedrijven:

Liu Zhihong, de president van Banlun Electronics, was vicepresident van Kaideng. Wang Libin, de oprichter van Xinhuazhang, vormt de ruggengraat van deze twee belangrijke EDA-talenten. Hij heeft gewerkt als ingenieur, verkoper en manager en heeft 20 jaar werkervaring opgebouwd. Daarnaast heeft hij een uitgebreid netwerk met belangrijke binnenlandse chipfabrikanten zoals HiSilicon en Zhanrui.

Waarom zijn deze talenten in staat om op cruciale momenten hun mannetje te staan?

Dit hangt nauw samen met de natuurlijke talentenstroom in de EDA-industrie. Een interessant fenomeen in de Chinese EDA-industrie is dat zowel Synaptics als Kaideng tamelijk "boeddhistische" bedrijven zijn. De overstap van midden- en hooggekwalificeerde talenten tussen de twee bedrijven is al zeer frequent. Deze talenten starten hun eigen bedrijf en de relatie tussen hun oude werkgevers en hen blijft vreedzaam. Dit staat in schril contrast met de felle concurrentie in andere segmenten van de chipindustrie.

Deze normale stroom van talent verspreidt waardevolle branchekennis en -ervaring over de hele sector. Als gevolg hiervan heeft de gehele EDA-industrie, en dan met name in China, een grootschalige "celsplitsing" doorgemaakt. De dertigjarige groei van de oorspronkelijke EDA-gigant was in feite een proces van voortdurende fusies, overnames en integratie van tientallen kleine en middelgrote technologiebedrijven. Het bedrijf richtte zelden een eigen onderneming op of ging nieuwe uitdagingen aan. De grote veranderingen op de Chinese markt hebben nieuw leven ingeblazen in de eeuwenoude EDA-industrie.

Terwijl buitenlandse EDA-bedrijven hun eigen activiteiten starten, heeft BGI Jiutian, een doorontwikkeling van het lokale EDA-bedrijf Panda, ook een doorbraak bereikt. BGI Jiutian heeft drie strategieën toegepast:

Doorbraken van punt tot punt beperken zich niet langer tot tools die individuele problemen oplossen, maar bestrijken het hele proces, waardoor de dienstverlening op maat toeneemt en de klantloyaliteit verbetert; van chips naar panelen, de eerste complete EDA-oplossing voor panelen, waarmee succesvol 90% van de binnenlandse markt voor platte beeldschermen wordt veroverd; de wereldwijde expansie in Japan en andere landen wordt voortgezet, waardoor het bedrijf een onmisbare technologieleverancier is geworden voor enkele grote spelers.

Buitenlandse EDA's kweken veel lokaal talent en vestigen een eigen stroming in een nieuw tijdperk; binnenlandse EDA's breiden de toepassingen en diensten voor de industrie lokaal uit en boeken tegelijkertijd snelle vooruitgang in het buitenland. De twee grote EDA's en BGI Jiutian lijken elkaars concurrenten te zijn, maar in feite hebben ze gezamenlijk complementaire bijdragen geleverd aan de Chinese chipindustrie.

Begin 2021 investeerde Huawei opnieuw in een nieuw EDA-bedrijf, na eerder al in Jiutongfang te hebben geïnvesteerd. Dit Chinese bedrijf, dat wereldwijd aan de top van de technologische ladder staat en wordt ingehaald door de Verenigde Staten, doet er alles aan om de achterstand in chiptechnologie in te halen.

Terwijl Huawei in het hele land op zoek is naar EDA-doelen, richt het Advanced Research Projects Agency (DARPA) van het Amerikaanse ministerie van Defensie zich ook op geavanceerde EDA-projecten. DARPA hoopt open source EDA te populariseren en de kosten voor chipontwerp te verlagen. In de decennia na de Tweede Wereldoorlog investeerden overheidsorganisaties zoals DARPA in langetermijnwetenschappelijk onderzoek waar weinig particulieren zich mee wilden bezighouden, ofwel "gemeenschappelijke sleuteltechnologieën", en droegen deze vervolgens over aan particuliere bedrijven zodra ze volwassen waren. Dit is het geval geweest van de internetrevolutie tot de huidige ruimtevaartrevolutie.

 

Je zou kunnen zeggen dat er een talentenkloof van meerdere ordes van grootte bestaat tussen Huawei en DARPA.

Liu Shaoshan, een ondernemer in de sector van autonoom rijden, studeerde Amerikaans technologiebeleid aan de Harvard Kennedy School of Government. Volgens hem is het succes van DARPA al zo lang te danken aan het feit dat Amerikanen de "institutionele muur" hebben afgebroken. De uitwisseling van wetenschappelijk en technologisch talent tussen overheids- en particuliere instellingen verloopt soepel. In verschillende levensfasen kunnen deze talenten ervoor kiezen om het land te dienen of financiële onafhankelijkheid na te streven, zonder zich al te veel zorgen te hoeven maken over die keuze.

Omdat de "institutionele muur" in China nog steeds stevig bestaat, lopen de twee sporen op het gebied van geavanceerde wetenschap en technologie in feite niet parallel. De kloof tussen de publieke en private sector is te groot, wat de langetermijnontwikkeling van vakgebieden zoals EDA belemmert.

Daarom is het lastig om de belangrijkste taak bij het aanpakken van geavanceerde technologieën toe te wijzen aan ervaren collega's. De transformatie van het wetenschappelijk onderzoekssysteem is een lang proces, vol strijd en teleurstellingen. Maar de Wet van Moore wacht op niemand. China kan, naast zelfredzaamheid, ook op een andere manier een geavanceerde technologieketen opbouwen: optimaal gebruikmaken van de kapitaalmarkt binnen de enorme binnenlandse markt, intellectuele eigendomsrechten beschermen en managers die hun carrière zijn begonnen in buitenlandse bedrijven de ruimte geven om spontaan deel te nemen aan de marktconcurrentie.