周旋两年多，华为的命门还是被美国找到了

　　武侠小说中，高手修炼多年，总有一两处修炼不到位的地方，这就是致命的“命门”，一旦被对手看穿，就会陷入被动，随时会有生命危险。

　　很不幸，以一个公司之力和地球唯一超级大国勉力对抗、周旋了两年的华为，这次终于被抓住了命门，被逼到墙角！

　　1、升级的禁令

　　2020年5月15日，美国商务部发布了《商务部针对华为削弱实体清单的努力，限制使用美国技术设计和生产的产品》的加强版许可证规定。

　　▲ 美商务部对华为芯片代工禁令条文（截图来自美商务部官网）

　　美商务部说2019年发起的对华为禁令，没有达到制裁的目的，需要更严厉。

　　第一，芯片代工厂为华为生产任何芯片，只要任何一个生产环节使用了美国的软件和硬件设备，就需要申请许可证。

　　第二，华为设计芯片时使用美国EDA工具，也需要向美国申请许可证。

　　一时间，大家的关注点都集中在华为如何应对失去芯片代工厂，都在讨论华为能支撑多久，能不能得到中芯国际的援手等等，也有消息说华为准备用手机市场份额换取三星的代工。

　　可是对第二条，大家却少有讨论。

　　一方面因为比较专业，另一方面就是因为很难找到应对的办法。

　　EDA就是华为的命门。

　　甚至可以说，EDA等工业软件，就是目前中国制造最大的短板。

　　2、EDA和工业软件

　　所谓EDA，是电子设计自动化（Electronics Design Automation）的缩写。

　　在20世纪60年代中期从计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）和计算机辅助工程（CAE）的概念衍生发展而来的。

　　在集成电路产业发展早期，芯片的设计是通过人工去布线实现的。

　　但随着芯片集成度的提升，越来越复杂的电路和呈几何倍数增长的晶体管数量，人工布线就显得无能为力了。

　　为了完成更加精细的芯片设计，EDA应运而生，进而催生了Calma、ComputerVision、Applicon、Mentor Graphics、Daisy和Valid等公司，借助这个电子辅助工具，工程师们就可以在电脑上实现对芯片设计的前后端技术和验证技术进行仿真操作，帮助工程师更高效地设计出更好的芯片。

　　EDA是整个集成电路领域内规模很小，但又无可替代的重要存在。

　　从数据上看，整个EDA的市场规模仅为九十亿美元，过去几年的成长率也不过是区区4%左右，相对于几千亿美元的集成电路产业来说，根本不起眼。

　　可是，如果少了这个工具，全球所有的芯片设计、开发和生产都得停摆。

　　而极度重要的EDA，又是一个被极少数供应商高度垄断的市场。

　　Cadence、Synopsys和西门子旗下的Mentor Graphics，这三家公司就是全球EDA市场的绝对垄断者。

　　以中国为例，去年EDA产品在国内的总销售额约为五亿美元，其中95%由以上三家巨头瓜分，华大九天、芯禾科技和Ansys等其它公司只剩下5%的份额。

　　而EDA软件只是工业软件的一类。

　　▲ 来源：倪光南院士演讲《国产EDA落后怪自己不怪别人，核心技术不能靠卖靠换，工业软件仍被卡脖子 切勿重“硬”轻“软”》

　　很多人被工业软件里的“软件”两个字误导，认为这是IT产品，没啥难的，组织人马攻关写代码就是了。

　　其实大错特错。

　　工业软件里面包含了太多基础科学、算法模型、生产工艺、生产流程优化等等需要长期积累的环节，而这些才是核心难点，需要几十年的相关工业经验积累。

　　与之类似的是战斗机的飞控软件，那几十万行的代码不只是靠程序员码出来的，而是一次次仿真验证、风洞试验、试飞、极限测试、部队反馈，一次次安全事故、甚至摔飞机，付出巨大的代价和十几年时间才最终优化完善的。

　　如今是信息化向智能化迈进的时代，一切成规模的制造和建造，小到数控机床加工一颗螺丝，大到航空母舰的建造，都离不开工业软件。

　　可以说，工业软件就是现代工业的大脑，是工业文明的结晶。

　　这个现代工业的大脑，恰恰是中国制造的短板。这不仅仅是被别人卡住脖子，而且是被人占领了脑子！

　　其中EDA尤其严重。

　　3、我国EDA的发展与困局

　　二十世纪八十年代初，中国对工业软件的认知几乎是零。

　　伴随着昂贵的IBM大型机、VAX小型机、Apolo工作站的引入，随机附带了一些CG、CAD软件，工业软件算是第一次进入了中国。

　　从“七五”到“十五”（1986-2005），国家对于国产自主工业软件一直是有扶持的，当时主要的扶持渠道是国家机械部（机电部）的“CAD攻关项目”、国家科委（科技部）的“863/CIMS、制造业信息化工程”。

　　当时中国的CAE发展也是自成一派，一时间国产CAD/CAE都出现了一个百花齐放的大好开局。

　　1993年，首个国产EDA软件“熊猫IC CAD”问世。

　　然而，美国立刻开放了对EDA的出口限制，迅速占领市场。

　　国产EDA无奈地被打入冷宫，无人问津。

　　不得不说，这一套美国玩得很娴熟，当然根源还是我们的产品竞争力不行，技不如人。

　　九十年代中后期，尽管国内CIMS（计算机/现代集成制造系统）热火朝天地发展，可带来的并非是自主工业软件的崛起，而是国外工业软件的长驱直入。

　　而随后国家对“两化融合”（信息化和工业化的高层次的深度结合）的大举投入，国外工业软件更加如鱼得水，此时正是三维CAD开始爆发，CAE优越性和重要性更加凸显的时候，中国的自主软件却更为乏力，无奈退出竞争一线。

　　在高端CAD领域，PTC、UG（现在属于西门子）、CATIA已经确立了垄断的位置，中低端则被Solidworks、Autodesk、SolidEdge牢牢把持。

　　中国的CAD、CAE都溃不成军，中国曾经有过起步发展的EDA软件，更是早已经陷入“失去的三十年”。

　　后来直到2008年，国家“核高基”重大科技立项正式进入实施阶段，EDA领域也迎来了新一轮的国家扶持。还未熄灭的产业火种催生出华大九天（继承了熊猫IC）、芯愿景、广立微、芯禾科技、概伦电子等一批新兴企业。

　　但是差距仍然无比巨大。我们的落后主要表现在：

　　第一、产品线不够全，不成体系。

　　以最强的华大九天为例，在数字电路方面大约只能做三分之一的功能组件，另外的三分之二仍然需要靠国外软件。

　　第二、国外巨头垄断，我们缺乏与先进工艺结合的机会。

　　台积电这些先进晶圆厂规划开发新一代工艺的时候，会在立项时就引入诸如Cadence和Synopsys这样的大厂商全方位深度合作，根本不会选择国产EDA厂商。

　　而巨头深度参与芯片厂商的新工艺开发，又将进一步拉大了与国产EDA的技术差距。几年一个恶性循环，国产EDA与美国产品之间的差距也就越来越大。

　　行业内的高度垄断和技术优势，导致了华为、中兴等国内企业在使用 EDA 软件时不得不依赖国外厂商。

　　第三、人才严重不足。

　　人才短缺是限制国产EDA发展的一个关键因素。

　　数据显示，我国约有1500人的EDA软件开发工程师，编程人才基本都被互联网，金融等行业吸引走了。

　　而且，在本土EDA公司和研究单位工作的工程师加起来不到三百人，其他大部分都是在三大巨头的国内分公司工作。

　　对比Synopsys全球 7000多的研发人员，这个差距实在太大了。

　　第四、研发资金投入严重不足。

　　国内EDA企业的研发资金投入，与国外巨头每年数十亿的投入相比就是杯水车薪。

　　Synopsys 2017年的研发投入约为8.1亿美元，超过了国内历年投入总和的十倍不止。而且美国政府每年还有约1.8亿美元的专项资金扶持EDA企业研发。国产EDA如果想进一步发展，加大投入势在必行。

　　当年中国抄了一条近路——直接采用国外的EDA工具，然而，沉痛的现实告诉我们，曾经落下的课都要补回来。

　　现在中国已开始大力支持EDA工具的开发，对一些EDA公司给予资金支持和政策倾斜。

　　未来EDA发展之路，还得靠脚踏实地、一步一个脚印地走出来。

　　我们需要时间。可是，眼下华为最缺的就是时间。

　　4、EDA禁令可以绕开吗？

　　2019年5月，美国商务部把华为列入“实体清单”。从那时开始，美国EDA公司就遵守禁令停止了华为已购买软件的升级服务。

　　很多人以为，停止升级也没啥，至少我还能用老版本继续设计开发工作。结果，我们还是低估了美国人的决心和无耻。

　　2020年6月，同样名列“实体清单”的哈工大、哈工程两家高校的师生，发现他们常用的计算仿真软件MATLAB无法使用，已经付费激活的正版 MATLAB，跳出反激活通知，继而显示授权许可无效，网页无法登录哈工大域名的账户。

　　在与 MathWorks 交涉之后，得知因为美国政府实体清单的原因，相关授权已被中止。

　　虽然华为使用的EDA软件授权验证机制与MATLAB不同，华为海思的研发部门因为信息保密要求也不会连接外网，EDA很可能不会被反激活，还能继续使用。

　　但是，EDA和一般软件不一样，失去了软件公司的更新和技术支持，一些最新的工艺优化、制程进步、全新IP组件就拿不到了。

　　可能对要求不高的5G通用芯片之类还能凑活开发，但是设计研发手机高端芯片——比如下一代麒麟就别想了，技术进步被锁死了。

　　而且，继续使用旧版美国EDA，或者使用自研的软件，完成设计后，总要拿去芯片代工厂验证、生产啊，工厂使用的都是美国EDA软件，这个环节是绕不开的。

　　2019年8月，当被问及华为和 Synopsys、Cadence、Mentor 三家 EDA 公司的合作时，华为轮值董事长徐直军也坦言：

　　“大家都很清楚，这些公司都不能和我们合作了，但天下也不是只有他们。历史上，即使没有工具，也可以生产出芯片，当然对我们有挑战，效率不会那么高了，也不会那么轻松了。英特尔 70 年代就生产 CPU 了，这些公司都还没有成立。”

　　这番话翻译过来就是：总会有办法挺过去的。

　　在业内人士看来，除了鼓舞士气，没有其它意义了。

　　因为离开EDA工具，还真没法设计芯片。

　　华为有专门的EDA工具开发部门，很多开发工具都是华为自己搞的。

　　比如仿真测试平台HiDS，HiMS；比如芯片模块顶层集成工具SoCBuilder；比如芯片时钟树图形化设计软件CRGBuilder，芯片DFT可测性设计工具CoTBuilder，芯片寄存器配置表生成工具NManager，还有功耗仿真等等。

　　华为海思自己已经开发了太多的EDA工具，由此可见，华为未雨绸缪的战略眼光。

　　但是，芯片综合工具还是要用Cadence公司的Design Compiler，因为这个需要和芯片流片厂一起迭代开发。

　　这就是行业生态。

　　我们没法绕开美国的EDA，除非自己花费巨量资金，建造从EDA、组件模块IP开发、检测验证，一直到流片生产线的整个流程生态，才能全面去美国化。

　　关键是，这需要时间。

　　但美国人会给我们时间吗？

　　5、咄咄逼人的美国

　　2020年6月15日，美国商务部突然宣布了一项新规，允许美企与华为就5G标准制定进行合作。

　　根据新规，美企在与华为公司接触前将不需获得许可证。

　　美商务部在声明中承认了华为在5G通信规则制定中不可替代的地位。

　　声明称，“尽管去年5月将华为列入‘实体名单’，华为仍然在各种规则制定组织中无处不在。这项新规旨在保障美企在规则制定中的贡献不会被阻碍。”

　　难道美国的态度软化了？这是给华为松绑吗？

　　并没有。

　　路透社周一援引美政府官员称，“禁令规则修改不应被视作美国放宽对华为的限制。”美商务部称，这项规定将为美企在标准制定中“清除障碍”。

　　老蒋认为，这个新规有两层含义：

　　一、去年5月，美国以所谓“国家安全”为由，将华为列入美国商务部的“实体名单”，禁止美企在未获商务部许可证的情况下与华为公司进行任何业务往来。

　　将华为“拉黑”，想让全世界一起孤立华为，结果反而让美国相关企业逐渐“被孤立”——路透社援引行业官员说，在华为被列入商务部黑名单后，一些美国科技公司被迫停止与华为合作制定5G网络标准，让华为在一些标准制定上拥有更大话语权。

　　二、美国开始试探，准备“收割”华为。

　　我们知道，中兴被美国制裁，先后付出了23亿美元的巨额罚金，和空降管理层的全面监管。

　　可以看出，美国对付中兴采取的是“放血+严密监管”的策略。

　　而华为就没那么轻松了，美国的目标是“掠夺+肢解”，让华为再也不能威胁美国的同时，最好能获得华为的技术，特别是5G相关的成果。

　　我们可以想象，一定会有美国企业和华为接触，以专利交叉授权的名义，开出条件逼迫华为低头。

　　今年2月，美国监管机构联邦贸易委员会(FTC)针对芯片供应商高通的反垄断案胜诉。其中有一条证据就是，高通不断收取华为的专利费，还要华为把相关的专利反向许可给他。

　　看来，这都是美国的基本操作了。

　　美商务部长罗斯（WIlbur Ross）在声明中称，“美国将继续引领全球的技术创新。商务部致力于保障国家安全与外交利益，鼓励美企将美国技术打造成国际标准。”

　　请问罗斯部长，就凭美国企业在全球5G必要专利11%的占比，要怎么做才能“把美国技术打造成国际标准”呢？

　　德国IPlytics平台的最新数据：

　　截止5月17日，全球已经声明的5G标准专利达到29586族，较半年前增加37.2%。前五名的排名公司是：

　　1、华为5947族，占比20.1%；

　　2、三星电子3392族，占比11.5%；

　　3、高通2755族，占比9.3%；

　　4、中兴2606族，占比8.8%；

　　5、LG电子2588族，占比8.7%。

　　华为6月16日晚发表声明回应称：华为的态度是一贯的，我们愿意与包括美国厂商在内的技术同行就新技术的标准进行坦诚的讨论和交流，为人类社会的科技进步作出贡献。

　　翻译一下大概就是：有什么条件就开出来吧，别再给自己加戏了。

　　6、结语

　　如今每一件工业品，几乎都是工业软件的造物；每一台装备，离开了软件都不能运行。一个没有软件的世界是不可想象的。

　　正因如此，工业软件有多重要，落后的危害就有多巨大。

　　我们经常自豪地说：中国有最庞大的理工科大学生队伍，未来也会有最庞大的工程师队伍。

　　可是这些大学生进到高校，上手学习使用的都是国外的工具软件和工业软件；我们的工程师队伍，使用的工业软件大多也是国外的。

　　没有工业软件，智能制造就是空想；没有自主可控的工业软件，智能制造就无从谈起。

　　而工业软件涉及工业制造、企业管理的各个方面，一旦泄密，后果不堪设想。但是，每一种国外工业软件里面究竟有什么，却是谁也说不清。

　　美国封锁哪里，哪里就是我们的命门。

　　换个角度，我们应该感谢美国，感谢川普发动贸易战，让我们丢掉幻想，让我们认清自己的短板。

　　毛主席说过：封锁吧，封锁十年八年，中国的一切问题都解决了。

　　EDA和工业软件也是如此。

　　今年3月25日，疫情还没有过去，工信部发言人谢少锋在回答记者问题时就明确表态：“我们将实施国家软件重大工程，集中力量解决关键软件的卡脖子问题，着力推动工业技术的软件化！”（节选）

　　中美较量到这个阶段，哪怕美国给中国造成几百上千亿美元的损失，只要不损大局不碰底线，中国都可以承受；美国禁令对华为的业务造成几百上千亿美元的损失，只要华为的研发管理能力无损，还能继续前进，那都是可以承受的代价。

　　只要能赢得时间，我们可以不计较一城一地的得失。

　　赢得了时间，中国的收获，将会无比巨大。