西门子的EDA芯片设计版图

你印象中的西门子（SIEMENS），还是德国高端家电的代表么？

是，也不是。西门子家电品牌原来属于一家由博世和西门子家用电器集团合资成立的博西家电公司，几年前博世已经收购了博西家电中西门子全部拥有的 50%的股份，但是博西电器仍然可以使用 SIEMENS 这个品牌。

简单来说，你现在买的 SIEMENS 电器其实是属于博世的，惊不惊喜？2014 年，西门子就宣布彻底退出家电市场，专注于电气化、自动化和数字化的发展战略。

西门子真正的实力是在工业电子电气领域。被誉为德国制造、工业 4.0 代表的西门子，早已成为支撑工业基础的“上帝左手”（右手是其劲敌美国 GE）。

西门子可以生产全球最大的超重型燃气轮机，成为全球最大粒子加速器——欧洲大型强子对撞机的唯一工业开发和赞助商。此外，西门子在海上风机建设、蒸汽轮机发电、输电解决方案、工业自动化、驱动和软件解决方案、医疗成像设备和实验室诊断等领域占据领先地位。

更加鲜为人知的是西门子还是一家半导体公司。二战后，从废墟中新生的西门子在德国慕尼黑和爱尔兰根开始了重建。1953 年，西门子取得超纯度硅的开发工艺，引起了整个电子技术和电气技术的革命，也为西门子自己的重新崛起奠定了基础。

1999 年，英飞凌从西门子的半导体部门独立之后，成为一家专注于汽车和工业领域微处理器、功率器件、芯片等半导体产品和解决方案的芯片公司。

英飞凌单飞之后，西门子其实并未退出半导体产业，而是专注于与工业软件同气连枝的半导体上游产业——EDA 芯片设计领域。

所谓巨头，就是投入小公司难以想象的资金和耐心，深入到产业链的最底端，掌握产业的核心技术命脉。对于 EDA 领域，没有比花巨资买买买，更快扩大其技术版图的战略选择了。

近日，西门子连续收购了两家芯片设计相关的公司。一家是总部位于英国剑桥的 UltraSoC Technologies Ltd.（简称 UltraSoC），主要是为片上系统（SoC）的核心硬件提供智能监测、网络安全和功能安全等能力的监测与分析解决方案提供商。另一家是总部位于加利福尼亚州圣克拉拉的 Avatar Integrated Systems Inc.（简称 Avatar）。这是一家提供集成电路设计和布局布线软件的领先开发商就，可以帮助工程师以更少的资源优化复杂芯片的功耗，性能和面积（PPA）。

这两家公司的技术都将整合到西门子 Xcelerator 解决方案组合的 Mentor 软件架构当中。UltraSoC 的技术将构成 Mentor Tessent 软件产品套件的一部分；Avatar 的技术将作为 Mentor IC 软件套件的一部分，以适应不断增长的布局布线细分市场。

（EDA 软件工具操作界面）

Avatar 将与 Mentor 的包括 Calibre 平台、Tessent 软件和 Catapult HLS 软件在内的产品相互集成，提供应对下一步芯片设计全新挑战的解决方案。

Xcelerator 是由原先西门子 PLM（产品生命周期管理）部门升级之后推出的全新技术平台。

西门子 Xcelerator 是将其软件产品组合与嵌入式开发工具和数据库集成在一起，实现了信息技术、运营技术和工程技术环境的连接，用于电子和机械设计、系统仿真、制造、运营和生命周期分析。

作为西门子公司数字化软件技术的基础，Xcelerator 可以实现产品生命周期管理（PLM）、电子设计自动化（EDA）、应用程序生命周期管理（ALM）、制造运营管理（MOM）、嵌入式软件和物联网（IoT）等多种应用解决方案。

众所周知，Mentor 是全球第三大的 EDA 设计公司，不过与前面两家的市场份额和体量比差距明显。2016 年，西门子以 45 亿美元收购半导体软件设计公司 Mentor Graphics。当时人们吃惊的并不是这个巨大的交易价格，而是竟然是西门子收购了 Mentor。

当时，人们并不理解西门子收购 Mentor 的意图何在。有人猜测是西门子为了布局正在兴起的智能电动汽车业务。现在来看，这个猜测的格局还是太小了，西门子将 Mentor 作为其工业软件平台的基础。而 Mentor 也希望通过这次收购，借助西门子的庞大的数字化产业链条来追赶上前面两个对手。

现在，西门子通过持续不断的收购，正在完成以 Mentor 为基础，以 Avatar 和 UltraSoC 等软件工具为补充的集成电路和系统设计平台，帮助西门子延续在全球数字化工业软件领域的领导地位。

那么，从 Mentor 开始，收购这些 EDA 软件的具体价值有哪些呢？

就在 2014 年宣布推出家电市场同时，西门子发布了“2020 公司愿景”，确立了专注于电气化、自动化和数字化的发展战略，其中在工业制造业当中发挥自动化和数字化的作用，就必须在设计软件、模拟仿真等领域掌握核心技术和工具。

在这一战略目标的指导下，西门子通过一系列眼花缭乱的并购，买下了 Vistagy、 Camstar、CD-adapco、Mentor Graphics 等众多数字化软件公司，成为仅次于 SAP 的欧洲第二大的软件公司，建立其全球门类最全、综合实力最强的工业软件体系。

收购 Mentor 的价值，在于西门子可以完善在电子集成电路、系统设计、仿真及制造解决方案等设计软件方面的短板，形成完整的数字化企业软件组合。

Mentor 的优势在于其领先的 PCB 设计工具，而 PCB 设计软件是完成画板级电路图以及布局布线和仿真的工具，通俗理解就是用来摆放元器件，然后再把元器件的线连接起来。除此之外，EDA 软件工具还包括电路设计与仿真工具、IC 设计软件等。

（来源：ESD Aliance、民生证券银行）

由于其主要在点工具上具有优势，但平台并非大而全，所以市场规模和体量一直被 Synopsys、Cadence 压制，只占 EDA 软件行业市场 10%的份额，而前两家则分别占 32%和 22%的规模。加入西门子的 Mentor 正在通过新东家的收购能力来补强自身的短板。

UltraSoC 可以利用增强设计来实现系统级芯片生命周期全过程的风险监测、缓释和排除，具体来说，就是将监测硬件嵌入到复杂的系统级芯片中，可以实现“从芯片设计到系统应用现场”的全方位分析能力，从而加快芯片设计速度，优化产品性能，使设备能够按照设计目标运行，以确保功能安全和信息安全。

Tessent 系统是面向测试设计（DFT）的解决方案。西门子收购 UltraSoC 并加入 Mentor Tessent 产品系列中，可以形成优势叠加效应，为半导体产品设计和生产、功能安全、信息安全以及产品现场功能优化提供了完整解决方案。

Avatar 的优势在于可以帮助工程师以更少的资源优化复杂芯片的功耗、性能和面积。对于 7nm 及以下制程，Avatar 开创了以详细布线为中心的 DRC 架构，基于统一的内存数据模型由下至上而建立，能够使所有引擎随时访问完整的设计数据和属性。Avatar 的产品现已通过多家业界领先的半导体晶圆厂，特别是台积电的 7nm 的制程工艺认证，目前正在开发 6nm 和 5nm 版本。Avatar 成为 Mentor IC 软件套件的一部分，来实现在新的布局布线技术上的创新和改进。

从目前来看，西门子的 EDA 软件领域的版图正在逐步构建完成。同时我们也肯定会非常好奇，西门子以“收购狂魔”之姿频频出手的巨额并购，为何总是能够屡屡得手？我国的工业软件产业有没有可能向西门子学习呢？

西门子之所以能够对于美国的技术公司进行全资的收购，根本上来说还是美德两国同处一个政治阵营和技术阵营体系。

作为全球最大的上市公司之一，西门子的股东极为分散，超过 55%的股本募集来自于德国之外，早已和美国、欧洲其他国家形成一种“你中有我，我中有你”的利益格局。西门子对于美国技术公司，即使是事关核心芯片产业基础的技术公司的收购，也没有受到相关部门的阻拦。

虽然西门子已经是全球最大的软件研发机构之一，但是它仍然未取得绝对的垄断地位。对于全球第三名 EDA 软件 Mentor 的收购，远远还达不到控制 EDA 软件市场格局的地步。西门子收购后的技术公司和创业公司仍然会留在本土，成为西门子全球数字化战略的一部分。

因此，基于以上的种种因素，使得西门子能够沿着既定的技术路线实现顺利并购。

在谈到工业软件工具，特别是 EDA 软件的时候，我们就会特别关注其国产化的问题。我们也想问一句，西门子的方法我们能不能学？

理想很丰满，但现实很骨感。我们作为一个新兴的巨大经济政治体，虽然已经有着并购国外企业的实力，但由于政治文化形态和种种历史原因，我国企业根本无缘这一全球化的技术并购路线，而且绝大多数工业领域都只能几乎在完全依赖国外这些工业软件巨头的产品。

由于我国工业软件自主研发上的薄弱，我们仍然只能使用像西门子、SAP、甲骨文、GE、罗克韦尔等国外科技巨头的各类工业软件工具。国产自主化在引入这些产品中基本失守，只能仰人鼻息。

一些业内专家均表示，我国在计算机辅助设计 CAD、仿真软件 CAE、辅助制造 CAM、电子设计自动化 EDA 等核心工业软件领域，至少落后国外最高水平 30 年。

现在像华为这样威胁到美国科技地位的领先企业，也同样因为必须依赖像 Synopsys、Cadence、Mentor 这样的 EDA 软件工具来进行芯片设计，而面临受制于人的困境。更别说，华为没有可能去收购这样的欧美软件工具公司，甚至现在连使用新版本的资格也被禁止。这正是华为面临的严峻状况。

你可能好奇，我们难道意识不到这些工业软件自主化的重要性吗？当然不是。只是由于我们基础软件技术的后发劣势和大批大型企业尝到直接购买技术的甜头之后，没有守护住自主研发的护城河。

当然，国外的这些软件巨头，也为了打开中国市场，也采取了种种直接赞助和优惠的办法来培养国内相关机构和人才的使用习惯，采用低价倾销、放纵国内盗版的“欲情故纵”的方式来锁定国内企业的软件工具。

2000 年后的十年，中国国产工业软件持续败北，所占市场比重急剧萎缩到不足 5%。2013 年科技部“863”CIMS 项目终止，此后国家部委再也没有持续性资金支持过国产自主工业软件研发。工业软件成为我们在改革开放以后，唯一一个与国外同行不断拉大差距的工业技术领域。

现在，“拿来主义”的路已经行不通，美国可以实体清单之名，随意制裁中国的科技企业。“买来主义”根本不能行，欧美政府和企业不会给我们这个机会。

当前，我国众多工业品，从民机到战机，从高铁到船舶，从手机到汽车，甚至服装鞋帽，其研发和生产都广泛使用工业软件。如果出现极端国际形势，由于我国工业软件控制权为国外厂商所主导，如果西方国家对我国全面实施工业软件禁运，我国工业研发和生产将面临严重威胁。

所以，工业软件体系，特别是像 EDA 软件这样的电子自动化设计软件系统，必须上升到国家统筹的高度，不能简单以市场化的盈利与否作为判断标准。即便重头开始，付出巨大代价，我们也必须一步步实现工业软件体系的自主化。

5 月 8 日，国务院常务会议明确提出，集成电路和软件产业是支撑经济社会发展的战略性、基础性和先导性产业，要求有关部门抓紧研究完善促进集成电路和软件产业发展的支持政策。

高层的重视，至少释放了积极的信号。我们的工业软件企业既没有西门子这样的根基实力，也没有如此好命的资本市场环境，那只能在身处巨大不确定性的坎坷中摸索前进。只希望国内的工业、科技企业能给予他们更多的需求和支持，共克时艰。