В начале 1990-х годов на старинном пятом этаже принадлежащего Пекину государственного завода «712» академик Ван Янъюань приветствовал трудолюбивую команду EDA: «Это лучшая возможность для наших научно-технических кадров служить Родине!» Затем помощник, стоявший рядом с академиком Ваном, достал упаковку морских огурцов и локтевых морских коньков и положил их на стол, после чего в комнате раздались радостные возгласы.

Термин EDA (Electronic Design Automation) стал часто встречаться в последнее время. Он привлек внимание китайских научно-технических кругов еще в 1980-х годах. В то время компания Huajing, при поддержке государственных финансовых ресурсов, внедрила линию по производству аналоговых микросхем для цветных телевизоров из Японии, и EDA стала ключевым фактором, ограничивающим проектирование микросхем.Эта развивающаяся подотрасль выполняет три функции для индустрии микросхем: разработку проектной документации, разработку строительной документации и оказание помощи в процессе строительства.

Можно сказать, что без EDA мы можем рисовать транзисторы только один за другим вручную. Предел человеческих возможностей — всего несколько сотен или тысяч. Как только их число превышает 10 000, это уже за пределами возможностей человека. Не говоря уже о том, что современный 5-нм чип TSMC содержит десятки миллиардов транзисторов.

Таким образом, EDA незаменима для Хуацзин, но эмбарго в Батуми препятствует импорту этого типа программного обеспечения. В отчаянии страна может лишь развивать его самостоятельно. Для проекта локализации EDA были переведены 117 ученых и технических специалистов из 17 подразделений по всей стране, а также наняты зарубежные кандидаты наук, ранее специализировавшиеся в индустрии EDA, в качестве главных разработчиков. Сунь Цзянь, молодой человек, ничего не знавший об EDA, освоил редактирование компоновки на языке C и работу с базами данных, пока не стал специалистом по микросхемам широкого профиля.

 

После четырех лет напряженной работы в 1993 году в Китае была запущена первая собственная система EDA. В память о темных кругах под глазами, появляющихся от позднего отхода ко сну, эта отечественная система EDA получила название «Система Панда». С момента появления «Панды» разрыв между Китаем и мировым уровнем составил всего 5 лет, и отечественные компании уже активно ее использовали. За короткий период времени система Panda EDA была установлена ​​в 20 проектных компаниях и позволила разработать около 200 различных типов микросхем.

Доказательством огромного успеха системы Panda является то, что ранее введенный в Батуми запрет на китайские EDA-компании был снят. Менее чем через год после появления системы Panda одна за другой в Китай приходили иностранные EDA-компании.

Однако исторический парадокс заключается в том, что спустя более 20 лет, когда широкая общественность говорит о прекращении поставок Huawei, по-прежнему используется знакомый термин: EDA (Engineering Development Authority). Почему же EDA в нашей стране, достигшая прорыва еще в 1990 году, до сих пор застряла на месте? Помимо отечественных ветеранов, часто демонстрирующих трагические исторические черты, есть ли другие силы, на которые мы можем рассчитывать для решения этой проблемы?

История развития китайской индустрии EDA может дать нам ценные подсказки.

В 1994 году в Большом зале народных собраний состоялось появление в Китае двух иностранных компаний, занимающихся разработкой EDA-оборудования. Первой была компания Kaiden, стремительно развивавшаяся и полная новых идей. Kaiden и Xinsi были и остаются самыми влиятельными компаниями в сфере EDA-оборудования как в то время, так и по сей день. В 1990-е годы, когда индустрия EDA переживала бум, две крупнейшие компании успешно прошли этап внедрения в производство, начали частые приобретения и привлекли группу революционных талантов в индустрии микросхем.

Генеральным директором Kaideng является Чэнь Ливу, китайский венчурный капиталист из Юго-Восточной Азии. Когда он возглавил компанию, показатели Kaideng ухудшались. Чэнь Ливу провел сотни встреч с клиентами. Он всегда спрашивает каждого, с кем встречается, как бы тот оценил продукцию Kaideng? Некоторые требовательные клиенты ответили прямо: «D» или «F». Чэнь Ливу был глубоко впечатлен и изменил стратегию Kaideng, ориентированную на продажи. Он регулярно проводил совместные встречи с клиентами и укрепил связи с партнерами.

Чэнь Чжикуань, вице-президент Synaptics, — ещё один предприимчивый американец китайского происхождения в индустрии EDA. Он учился у Юй Ючэна, самого высокопоставленного китайского руководителя в подразделении процессоров Intel. После прихода в Xinsi Чэнь Чжикуань пользовался глубоким доверием основателя компании и всего за несколько лет был повышен до вице-президента.

Будь то Чен Ливу или Чен Чжикуань, две элиты полупроводниковой отрасли в Силиконовой долине понимали, что китайский рынок — это будущее. В то время Синьси, который тогда еще был вторым после Кайденга, проявил еще большее стремление к этому развивающемуся рынку и предпринял ряд комбинированных шагов.

На церемонии передачи пожертвований, состоявшейся в Большом зале народных собраний, Чэнь Чжикуань отправил 20 комплектов Design Compiler профессору Чжоу Цзучэну из Университета Цинхуа. Один комплект этого инструмента EDA стоит 250 000 долларов США. Профессор Чжоу был потрясен, узнав цену от студента Цинхуа, который только начал работать в Philips. Таким образом, судьба Университета Цинхуа и компании Xinsi была предрешена, и в 1995 году обе стороны создали совместный центр EDA.

 

На первый взгляд, сотрудничество между Synopsys и Университетом Цинхуа — это всего лишь взаимодействие американской частной компании и китайского университета. Однако это сотрудничество оказывает глубокое влияние на будущее направление развития китайской индустрии микросхем. Этот шаг Synaptics убивает трех зайцев одним выстрелом:

Во-первых, необходимо завладеть правом устанавливать стандарты.Университету Цинхуа было поручено написать учебник по автоматизации проектирования микросхем, и, конечно же, помощь инструментов, предоставленных компанией Synaptics, оказалась незаменимой. Позже Synaptics стала более активно участвовать в составлении местных учебников по EDA в Китае и разработала более 130 курсов для студентов и аспирантов.

Второй фактор — это удобство промышленного распространения.После получения пожертвований от Synopsis, Цинхуа стал лучшей лабораторией EDA в Пекине и даже в стране. Различные группы сотрудников Министерства электронной промышленности были направлены в Цинхуа для обучения. Благодаря EDA-центру, созданному при поддержке университета, Цинхуа начал разработку специализированных коммуникационных микросхем, что позволило местным компаниям оценить возможности EDA. Благодаря высокой репутации центра EDA в Цинхуа, компании Haier и Huawei использовали опыт университета при создании собственных центров проектирования.

Конечно, последнее и самое важное — это популярность EDA в системе высшего образования.Тайваньские инженеры компании Synoptics читали лекции преподавателям и студентам Университета Цинхуа. Наглядные примеры принесли пользу преподавателям Цинхуа, которые, наблюдая за лекциями, начали сознательно применять этот язык проектирования на практике. Достигнув высокого уровня мастерства, они смогли со временем обучать студентов кафедры микроэлектроники. Лучшие китайские специалисты по разработке микросхем приняли практику EDA в учебных заведениях, и с тех пор избавиться от нее стало все сложнее.

Этот шаг компании Xinxi позволяет в полной мере воспользоваться преимуществами высококвалифицированных специалистов, имеющихся на китайском рынке.

От написания кода до окончательной передачи чертежа производителю для изготовления микросхем, EDA охватывает физику, математику, полупроводниковые приборы и другие дисциплины, и требует чрезвычайно разнообразных специалистов. Система университетского образования в Китае хорошо развита, и часть подготовленных специалистов в области науки и техники в будущем будет работать в индустрии микросхем. Они определяют направление развития региона и активно продвигают его в университетах, что означает заблаговременное формирование их навыков использования. С одной стороны, они закладывают основу для применения. С другой стороны, эти пользователи, естественно, представляют собой резервный контингент специалистов индустрии EDA.

Захватив власть над установлением стандартов, ускорив распространение технологий в отрасли и создав резерв талантливых специалистов для высшего образования, компания Synaptics быстро расширила свое присутствие в Китае, используя три основных направления. В начале нового столетия Synaptics одновременно ускорила темпы слияний и поглощений. В 2008 году Synaptics обогнала Calden и стала крупнейшим в мире производителем EDA-оборудования.

Когда два крупнейших игрока на рынке EDA обосновались в Китае, компания Panda EDA больше не могла оставаться в стране и переехала в Соединенные Штаты.

После изобретения Panda EDA компания лишилась своего «отца-покровителя» и была передана государственной группе BGI. Для продвижения китайской EDA в США, главный специалист по исследованиям и разработкам Panda, Сунь Цзянь, был отправлен в США для работы в качестве ответственного за зарубежные продажи. Перед каждым визитом Сунь Цзянь записывал свои мысли и затем повторял их, чтобы не испортить расширение клиентской базы своими ругательствами. Благодаря многолетней настойчивости, к началу века отечественная EDA была продана многим клиентам за рубеж. 

Однако почему местная компания, занимающаяся разработкой программного обеспечения для малых предприятий (EDA), покидает внутренний рынок и уезжает в Соединенные Штаты? Ответ заключается в том, что существовавшая в то время внутренняя рыночная среда не могла допустить существования подлинной отечественной компании EDA. 

Вначале отечественная индустрия проектирования микросхем полностью находилась на стадии обратного проектирования. В целом, она копировала чужие микросхемы, для прямого проектирования которых не требовались инструменты EDA; при этом пиратские EDA-инструменты уже могли удовлетворить большинство потребностей бюджетных сегментов; наконец, оставшиеся пользователи среднего и высокого ценового сегмента, конечно же, должны были использовать качественные зарубежные EDA-инструменты.

В результате на внутреннем рынке фактически отсутствует подлинная электронная разведка (EDA). 

Основная причина этой неловкой ситуации кроется в разрыве между местным производством кремниевых пластин и системами автоматизированного проектирования (EDA). Система Panda EDA была создана для поддержки Huajing, но Huajing столкнулась с серьезными трудностями в проекте 908. Последующий проект 909 и SMIC конкурировали друг с другом, поэтому им, естественно, пришлось использовать самые передовые системы EDA. Таким образом, местные системы EDA еще не получили широкого распространения и не знают своих возможностей. Им предстоит столкнуться с жесткой конкуренцией, вызванной следующим технологическим прогрессом. Со временем это приведет к замкнутому кругу. 

Иными словами, китайская индустрия микросхем всегда представляла собой слабо связанную структуру: от производства кремниевых пластин и проектирования микросхем до упаковки и тестирования — всё едино. Эта нестрогая система интеграции на всех этапах привела к тому, что каждое звено стремилось к достижению собственных целей. Отечественная EDA-инфраструктура, отстающая в общей ситуации, естественно, непопулярна. Однако двум гигантам EDA, родившимся в развитой промышленной среде, легко удовлетворять потребности пользователей. 

Таким образом, отечественная индустрия EDA, естественно, находится в затруднительном положении:

Экосистема была слабой, а занимаемая ниша очень небольшой. Panda EDA в то время конкурировала с Huajing, ограничиваясь аналоговыми микросхемами. Было слишком мало категорий для дополнения и слабые премиальные возможности; практически отсутствовали дополнительные услуги. IP-продукция является естественным продолжением индустрии EDA, что усилит зависимость заказчиков от компаний, занимающихся EDA. Однако местные производители EDA крайне отстают, поскольку они слабо связаны с заводами по производству полупроводниковых пластин. Из-за слабой экосистемы практически отсутствуют дополнительные услуги, и местные EDA не могут завоевать расположение клиентов. Без накопления положительных циклов наверстать упущенное по-прежнему сложно. 

На фоне частых перебоев с поставками в США, EDA уже сейчас связана с промышленной безопасностью. Проблема в этой отрасли заключается в ноу-хау, а оно не падает с неба. Так что же делать?

С 2020 года по настоящее время в Китае внезапно возникла волна бурного развития EDA (электронного проектирования и анализа данных).

В сентябре 2020 года компания Silxin завершила новый раунд финансирования на несколько сотен миллионов юаней для создания платформы цифровых инструментов EDA полного цикла. Компания была основана в 2003 году и приобретена компанией Guowei в 2018 году. Стоит отметить, что основатель компании, Тосио Хаяси, — японец с более чем 30-летним опытом работы в отрасли, до начала собственного бизнеса он работал в американской компании.

В ноябре агентство Синьхуа Чжан завершило раунд финансирования Pre-A+ на сумму почти 100 миллионов юаней.

В декабре компания Jiutongfang получила инвестиции от Hubble, дочерней компании Huawei. Компания специализируется в области радиочастотного EDA, а ее основная команда состоит из докторов наук, обучающихся в США.

В январе 2021 года отечественная компания Guilun Electronics, специализирующаяся на разработке электронных схем, начала оказывать консультационные услуги Совету по научно-техническим инновациям.

В феврале компания BGI Jiutian, головная компания Panda EDA, объявила о прогнозах по проекту GEM.

После Panda ситуация на внутреннем рынке EDA зашла в тупик. Почему за такой короткий период времени появилось так много новых игроков?

Ответ заключается в том, что большинство этих новых игроков, которые часто привлекают крупные суммы денег, основаны высококвалифицированными менеджерами, прошедшими обучение в американских компаниях, занимающихся разработкой EDA-решений, таких как Kaiden и Synopsis.Обе крупнейшие компании в сфере EDA выбрали стратегию, ориентированную на локализованные исследования и разработки, а также продажи, что позволило им вырастить группу ведущих специалистов в стране. Команда основателей, состоящая из талантливых отечественных специалистов в области EDA, была сформирована и взращена в глобальной среде. Все новые компании, работающие сейчас на внутреннем рынке EDA, находятся под влиянием двух крупнейших компаний:

Лю Чжихун, президент Banlun Electronics, ранее занимал должность вице-президента Kaideng. Ван Либинь, основатель Xinhuazhang, является опорой двух ведущих специалистов в области EDA-технологий. Он работал инженером, продавцом и руководителем, накопив 20-летний опыт работы. Также он имеет налаженные связи с крупными отечественными производителями микросхем, такими как HiSilicon и Zhanrui.

Почему эти талантливые люди способны проявить себя в критические моменты?

Это неразрывно связано с естественным потоком талантов в индустрии EDA. Интересным феноменом в китайской индустрии EDA является то, что Synaptics и Kaideng — довольно «буддийские» компании. Поток высококвалифицированных специалистов среднего и высшего звена между этими двумя компаниями уже очень частый. Эти специалисты уходят, чтобы начать собственный бизнес, а отношения между ними и их бывшими работодателями остаются мирными. Это резко контрастирует с жесткой конкуренцией в других сегментах индустрии микросхем.

Этот естественный поток талантов распространяет ценные отраслевые знания и опыт на всю отрасль. В результате вся индустрия EDA пережила масштабное «расщепление ячеек» только в Китае. Тридцатилетняя история роста первоначального гиганта EDA фактически представляла собой процесс непрерывного слияния, поглощения и поглощения десятков малых и средних технологических предприятий. Он редко создавал собственный бизнес или сталкивался с новыми вызовами. Масштабные изменения на китайском рынке вдохнули новую жизнь в древнюю индустрию EDA.

В то время как иностранные компании, занимающиеся разработкой EDA-решений, начинают создавать собственные предприятия, компания BGI Jiutian, которая прошла модернизацию с местной EDA-платформы Panda, также добилась прорыва. BGI Jiutian применила три стратегии:

Прорывные решения, затрагивающие отдельные аспекты, больше не ограничиваются инструментами, решающими конкретные задачи, а охватывают весь процесс, повышая уровень индивидуализации услуг и улучшая лояльность клиентов; расширение от микросхем до панелей, первое комплексное решение EDA для панелей, успешно занимающее 90% внутреннего рынка плоских панельных дисплеев; продолжение глобальной экспансии в Японии и других странах, превращение в незаменимого поставщика технологий для некоторых гигантов.

Иностранные EDA-компании, финансируемые из-за рубежа, воспитывают множество местных талантов и создают новое направление в этой области; отечественные EDA-компании расширяют отраслевые приложения и услуги на местном уровне, одновременно быстро развиваясь и выходя на зарубежные рынки. Две крупнейшие EDA-компании и BGI Jiutian кажутся противоборствующими сторонами, но на самом деле они совместно внесли взаимодополняющий вклад в китайскую индустрию микросхем.

В начале 2021 года Huawei, после инвестиций в Jiutongfang, вновь инвестировала в новую компанию, занимающуюся разработкой EDA-решений. Эта китайская компания, застрявшая на вершине мировой технологической лестницы и отстающая от США, прилагает все усилия, чтобы наверстать упущенное и устранить отставание в области чиповых технологий.

В то время как Huawei ищет объекты для разработки EDA-решений по всей стране, Агентство перспективных исследовательских проектов (DARPA) при Министерстве обороны США также сосредоточено на передовых проектах в области EDA. DARPA надеется популяризировать EDA с открытым исходным кодом и снизить затраты на проектирование микросхем. В десятилетия после Второй мировой войны государственные организации, такие как DARPA, инвестировали в долгосрочные научные исследования, в которых мало кто из частных лиц хотел участвовать, или в «ключевые технологии», а затем передавали их частным компаниям по мере их развития. Так было со времен интернет-революции до сегодняшней аэрокосмической революции.

 

Можно сказать, что между Huawei и DARPA существует разрыв в квалификации кадров на несколько порядков.

Лю Шаошань, предприниматель в области автономного вождения, изучал технологическую политику США в Гарвардской школе государственного управления имени Кеннеди. По его мнению, причина долгого процветания DARPA заключается в том, что американцы разрушили «институциональный барьер». Поток научно-технических талантов между государственными и частными учреждениями происходит беспрепятственно. На разных этапах жизни эти представители элиты выбирают между служением стране и финансовой независимостью, не слишком беспокоясь о последствиях своего выбора.

Поскольку в Китае по-прежнему прочно существует «институциональная стена», на самом деле два направления в области передовой науки и техники не параллельны, то есть разрыв между государственной и частной экономикой слишком велик, что ограничивает долгосрочное развитие таких областей, как EDA (электронное проектирование и анализ).

Поэтому возложить важнейшую задачу по освоению передовых технологий на опытных коллег довольно сложно. Трансформация системы научных исследований — длительный процесс, полный трудностей и разочарований. Но закон Мура никого не будет ждать. Опираясь на собственные силы, Китай имеет иной путь построения цепочки создания передовых технологий: на обширном местном рынке эффективно использовать рынок капитала, защищать права интеллектуальной собственности и позволять руководителям, выросшим в зарубежных компаниях, спонтанно участвовать в рыночной конкуренции.