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第二部分 商业发展篇

自上世纪60年代起，得益于冷战时期的军事需求，商用 CAD 系统和软件开始蓬勃发展。随着半导体与计算机市场从军用到大型商用，再到个人民用的不断下沉，CAD 技术开始朝着更加专用的方向发展。

到了上世纪80 年代中后期，专门用于集成电路设计与制造的 EDA 市场开始出现。

在 EDA 技术发展的近40年时间里，全球陆陆续续出现了上百家相关企业。在行业早期，为了“不重复造轮子”，这些企业大都脱胎于大型系统公司的 CAD 部门，从而构建了最初的松散联盟。

随着半导体制造工艺不断演进，集成复杂度的不断提高，EDA 能够处理和优化的应用场景越来越多，无数依靠“点工具”立足的 EDA 企业开始出现。

很快，集成电路设计与生产效率的提升诉求促使行业整合与并购潮的出现。由此，EDA 伴随着摩尔定律一起前进，经过三十多年的发展，形成了今天的三巨头格局。

本篇将讲述 EDA 商业历史的变迁与挑战。

第5章 EDA 三巨头的诞生

EDA 行业经过过去四十年的发展到今天，已经形成了比较稳定的竞争格局。在这盘棋里，有三家公司占据了最重要的位置，分别是 Cadence Design Systems、Mentor Graphics 和 Synopsys。

要想了解整个 EDA 发展的历史，就不得不从这三家公司的诞生说起。

5.1 Cadence 诞生记

2000年10月5日，EDA 联盟颁发了当年的菲尔·考夫曼奖（Phil Kaufman Award），一位华人脱颖而出被授予奖励，他的名字叫黄炎松（Paul Yen-Son Huang）。

菲尔·考夫曼奖是为了纪念1992年病故的 Quickturn 公司 CEO 考夫曼先生而设立的奖项，用于表彰对 EDA 行业有卓越贡献的行业代表。

黄炎松的获奖理由是他在 EDA 行业近30年的贡献，可以说他与他的合作伙伴创立的 ECAD 公司是最早的纯软件 EDA 公司之一。

5.1.1 ECAD 与黄炎松

上世纪60年代到80年代，计算机工业的商业模式是以销售硬件为主，配套的软件一般属于硬件的附属品。

当微软公司和甲骨文公司在1970年代末期成立后，纯软件授权的商业模式开始流行起来，其核心发展逻辑就是“降低成本、提升效率”。

这个逻辑也同样适用于半导体集成电路产业。

黄炎松生于中国台湾，在台湾国立交通大学拿到了本科和硕士学位。说到自己的母校，黄炎松骄傲地将其比喻为“台湾的 MIT（麻省理工学院）”。

不过，他也坦言道，当时国立交通大学最受关注的学科是交通工程，他的家人甚至觉得他毕业之后可能会成为一名交通警察。

原本，黄炎松并没有前往美国的计划，而是想继续在台湾读博士。1975年，黄炎松的妻子想去美国发展，于是他也欣然前往。

在加州大学圣克拉拉分校博士毕业之后，黄炎松进入了美国国家半导体（National Semiconductor）公司工作，负责芯片设计。一脚刚踏入职场没多久，集成电路行业软硬件分离的浪潮开始袭来。

1982年，黄炎松37岁，他所在的部门总计50人被全部裁员。这让他陷入了深深的思考中。

慢慢地，他发现在一个大型企业里工作总会面临一个死循环：当经济环境进入上升周期，想要招募到优秀的工程师会变得很难，而当经济环境进入下降周期，无论你多么优秀，都可能面临被裁员的命运。

黄炎松想跳出这样一个死循环，不再想为大公司打工。

另一位 ECAD 公司早期创立时的关键人物，名叫格伦·安特勒（Glen Antle），时任 ECAD 公司 CEO。他于1959年进入半导体和IC设计行业，曾经在德州仪器、ITT、Teledyne等公司从事相关工作。

在创立 ECAD 公司之前，安特勒在加州桑尼维尔市的系统工程实验室（SEL）担任微电子部门总经理。

SEL 在1959年于美国弗罗里达州的劳德代尔堡成立，参与了早期小型计算机的研发与设计。

当时，计算机的开发从架构设计到电路设计都是内部自研，甚至连系统中用到的一些集成电路也由自己来生产。尽管它们没有今天的集成电路那样复杂，但也足够将计算机从巨型机缩小到小型机了。

当 SEL 开始开发32位小型机的时候，安特勒管理的 CAD 团队采用一种快速的算法来检查集成电路的版图设计。

他发现通过 CAD 软件进行检查的方法比人工要快而且准确，并认为随着集成电路复杂化的路线发展下去，利用软件自动化地解决设计和检查一定是光明大道。

这无形中与戈登·摩尔在1965年提出的集成电路经济学模型（摩尔定律）不谋而合。

不过，SEL 在1982年被 Gould 计算机公司收购，桑尼维尔的工厂被关停。安特勒不想放弃软件产品的开发，于是向 Gould 公司索要了技术授权，外加两万五千美元的资金而创立了 ECAD 公司。

1982年，黄炎松与几位华人工程师一起加入了刚刚成立的 ECAD 公司，并成为了技术合伙人。ECAD 的初始技术团队就来自国家半导体公司裁撤的那50名员工。

1983年4月，ECAD 公司的首款产品 Dracula 推出之后，公司持续盈利。Dracula 是一款用于集成电路物理版图检查的软件。

作为一家专注于 CAD 软件开发的初创公司，它的产品不再绑定具体的硬件，而且还给不同类型的硬件平台开发了相应的兼容版本。

因此，一些大型计算机公司如 IBM、Sun、Apollo、Gould 等等的硬件平台都能支持 Dracula 进行版图验证工作。

同时，ECAD 公司还将自己的软件与OEM厂商合作，如 Daisy Systems、Control Data 公司等，将其软件和专业工作站捆绑在一起销售。

为了扩大业务，ECAD 公司在1984年4月收购了一家名为 Simon Software 的公司，并得到了当时市面上唯一一款用于 MOS 工艺的电路仿真程序——Simon Simulator。

紧接着，ECAD 公司继续研发产品，推出了 SYMBAD 用于集成电路布局的自动化设计。

由此，通过版图布局、电路仿真和版图检查，ECAD公司在集成电路设计领域有了属于自己的地盘。

到了1986年，ECAD 公司年收入达到了1600万美元，利润150 万美元。

很快，1987年6月10日，ECAD 公司进了首次公开募股（IPO），发行150万普通股而筹集了1130万美元的资本用于研发与销售。

借着这股东风，ECAD 公司也开始了海外布局，在法国、西德、英国、香港等地设立了子公司。

由于 ECAD 公司的合伙人里大部分是台湾华裔，因此也在台湾地区建立了研发中心，并在日本设立了代理经销商。这为后来台湾唯一的一家本土 EDA 公司（思源科技，SpringSoft）的创立铺平了道路。

可以说，ECAD 公司从创立到上市的路径非常的经典，而这样的经典故事将在未来三十年的 EDA 发展中将经常出现。

5.1.2 SDA 与所罗门

1983年，另一家专注于集成电路设计的软件公司也同期成立，名为Solomon Design Automation（SDA）。它的创始人名为詹姆斯·所罗门（James Solomon），在前一章节中已经有所提及。

这位具有传奇色彩的工程师、企业家，于1997年11月10日被授予了菲尔·考夫曼奖，以表彰他在模拟集成电路开发的方向性贡献，以及纯软件商务模式的开拓。

詹姆斯·所罗门生于1936年，在加州大学伯克利分校读完了本科和硕士，他的硕士导师是当时大名鼎鼎的唐纳德·佩德森。

毕业前夕，佩德森教授试图说服所罗门继续攻读博士，但他坚持去工业界打拼的想法，离开校园走入了社会。

所罗门职业生涯的早期在摩托罗拉的系统研究实验室任职，负责设计航空航天的电子系统。经过三年的锻炼，他转到了摩托罗拉半导体公司任职，开始负责模拟电路的设计。

所罗门之所以选择模拟集成电路设计，根据他后来的回忆，因为身边的几个聪明人嘲笑他做不好模拟电路，反而激发了自己的兴趣。

于是，他从最基础的模拟电路设计开始，并为摩托罗拉设计了电视信号接收器集成电路产品。

当时，摩托罗拉半导体部门位于美国南部亚利桑那州的凤凰城，而所罗门却已经把目光投向“硅谷”。他认为硅谷有更好的晶圆厂，可以实现更好的集成电路产品。

1970年，所罗门加入了美国国家半导体公司，成为了模拟和混合信号电路设计总监。

直到1983年，他带领团队开发了6条产品线，让国家半导体公司成为了拥有成熟技术的大型集成电路设计企业。

在此期间，他还发明了biFET运算放大器，并且在此后把目光转向了数字信号处理，甚至顺带解决了一部分语音识别的问题。只不过，这些问题提出得太早了，还没有被工业界关注。

根据理查德·牛顿（Richard Newton）教授在菲尔·考夫曼奖授予所罗门时的颁奖致辞，实际上，SDA 公司并非他绝对意义上的第一次创业。

早在1970年代，所罗门就注册了一家名为 Macromodel Design 的公司，将一些电路模型授权给其它电路设计公司。

作为在国家半导体公司工作的副业，他开发了很多模拟电路的模型库，授权给一些设计人员用ISPICE仿真器进行电路仿真。

到了1980年代初期，模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）这类数模混合的复杂电路与16 位或32位微处理器相结合，所罗门意识到电路设计与仿真将在不久的将来面临挑战。

此时，他正在积极推进与母校加州大学伯克利分校的合作，希望能赶上未来发展的需要。根据牛顿教授的回忆，当时伯克利分校在 Unix 环境里开发了一些 CAD 工具，国家半导体公司正是这些工具的首批工业用户。

为了能使用这些工具来提高工作效率，所罗门不得不申请很多预算来购买价格不菲的 VAX 11/750大型计算机。为此，他操碎了心，并决心要改变这样的局面。

1980年代初期，所罗门产生了自己招募团队开发 CAD 工具的想法，并且向国家半导体公司管理层提出了计划。然而，公司管理层最终认为他们无法负担这个团队和计划，因此拒绝了他的申请。

不过，仍然有人支持他的计划。硅谷的著名投资人查理·斯波克（Charlie Sporck）认为他的想法非常重要，并随后成为了早期 SDA 公司的投资人之一。

有了资金支持的所罗门先回到母校找到牛顿教授，并提出了工业与学术联合研发的计划，希望能将大学里的研究型成果转化成工业界的商用产品。牛顿教授经过思考之后答应了他的建议，与其一起寻找答案。

于是，SDA 公司的管理层开始了早期的战略讨论，包括工作站的选择、Unix 操作系统选择、标准单元方案、数据库结构和框架等等。经过长时间的讨论，管理层始终无法得到一致结论。

最终，由所罗门拍板要在当时唯一能支持彩色显示器的 Unix 工作站上进行软件开发。

除了技术方向的定夺，人才的争夺也非常不易。当时，CAD 软件开发的人才还没有汇聚在半导体公司林立的硅谷地区。因此，所罗门需要从北美各地，甚至全世界寻找人才。

出于某些原因，很多优秀人才并不能顺利的移居美国，或者搬迁到硅谷。所以，早期 SDA 的产品是经由其加拿大子公司进行开发。这让他后来回忆起这段往事的时候不得不感叹，“当时，最好的人才都不愿意来硅谷。”

此后，SDA 公司与伯克利分校一起开发了一个通用的数据格式（CIDF）。有了这个基础，所罗门牵线搭桥把德州仪器、摩托罗拉、惠普和 Tektronix 公司都拉入同一个阵营。这也为后来 EDIF 数据格式标准打下了坚实的基础。

在 SDA 创立初期，所罗门从国家半导体公司、通用电气公司各拿到了150万美元启动资金，又找到了 Harris 公司和 Ericsson 公司拿到了各150万美元的融资。

这些融资的来源很多，但数量却不多，因此无法掌握 SDA 公司的实际控制权。不过，SDA 公司的技术对它们直接开放使用。

这就要重点分析一下所罗门在商业战略上的精妙之处。由于 SDA 公司推出的产品并不像 ECAD 公司的 Dracula 一样，是可以那种拿来就用的软件，而是更加底层的抽象设计框架（Framework）。

它就像一个平台一样，将底层的数据库建立起来，开放便捷的应用接口，以便不同供应商开发的软件能快速嵌入到框架中。

同样，SDA 公司也将这个框架开发支持不同工作站的版本，因此脱颖而出。

5.1.3 ECAD 与 SDA 的合并

1984 年，所罗门将自己原本在国家半导体公司的爱将约瑟夫·科斯帝罗（Joseph Costello）挖来，担任客户支持服务的副总裁。

科斯帝罗出生于 1953 年，在 Harvey Mudd 学院得到了物理学学士学位，随后在耶鲁大学和加州大学伯克利分校获得了物理学的硕士学位。

毕业之后，他进入国家半导体公司任职，并加入了所罗门领导的语音识别小组。不过没多久，所罗门就离开了国家半导体公司，创立了 SDA 公司。

同时，科斯帝罗也离开了国家半导体公司，创立了一家名为电子语音系统（Electronic Speech Systems）的公司。但是，科斯

帝罗没有运营这家公司多久就收到了所罗门的邀请，并加入了 SDA 公司。

当时的科斯帝罗年仅33岁。经过两年的辛苦经营，年近50岁的所罗门感觉自己陷入了一些未知领域，因此向董事会提出科斯帝罗为自己的接班人。

1987年3月，SDA董事会通过决议，任命科斯帝罗为SDA公司的新任总裁。1986年，SDA 公司的年收入达到了600万美元，而在科斯帝罗就任后突破了千万美元，并首次实现了盈利。

在1987年剩下的时间里，科斯帝罗的任务就是带领 SDA 公司完成 IPO 来筹集更多的资金用于发展。

按照计划，SDA 公司在1987年9月申请以每股7.5到9美元的价格发行340万股股票，希望能筹集大约2500万美元。然而，1987年10月19日，美国股市遭遇了出乎意料的崩盘。

此前的5年时间里，从1982年8月到1987年8月，道琼斯工业指数从776点上升到了2722点，一扫1980年代初经济衰退的影响。

1987年10月14日，美国众议院提出了一项税收法案，减少了融资和并购的相关税收优惠。到了那周的周五，美国股市开始出现较大的跌幅，道琼斯工业指数下跌4.6%。

真正的噩梦出现在下一周的周一，也就是10月19日。一开盘，市场上的卖单疯狂涌现，导致券商交易系统出现了延迟，甚至无法工作。结果，美国股票市场、期货市场等主要金融市场全线崩盘，道琼斯工业指数一天跌掉了22.6%，史称“黑色星期一”。

这导致 SDA 公司的 IPO 计划不得不暂时取消。但是，公司的发展不能停止。

1988年2月，ECAD 公司和SDA 公司达成协议进行合并，计划在5月底之前完成合并。6月1日，一家名叫 Cadence Design Systems 的新公司成立了。

Cadence 的首任 CEO，既不是格伦·安特勒，也不是吉姆·所罗门，而是年轻的科斯帝罗。

关于这两家公司的合并，有人说是 SDA 上市受阻，董事会不得不采取的权宜之计；也有人说，ECAD 公司拥有 Dracula 这样“现金牛”产品，并且实现了 IPO，手握着用于未来收购新技术的现金，没有必要与 SDA 公司合并。

让我们来试着分析一下。

在1980年代末期，服务于集成电路设计领域的纯软件 EDA 公司还没有完全站稳脚跟。它们一方面要加紧进行技术开发和收购，另一方面也要防范那些大型系统厂商对其施加的压力与影响。

可以说，当时 ECAD 公司有钱有实力，而 SDA 公司拥有更新潮的技术，两者合并或许能更加稳固市场地位，从而开拓未来的市场。

在半导体工作站领域，当时的三大供应商是 Daisy Systems、Mentor Graphics 和 Valid Systems。

它们分别在 IBM 个人计算机、Apollo 计算机和 IBM/Unix 工作站上搭载自己的 CAD 软件，然后包装成半导体设计工作站出售。

因此，这三家公司专注的领域在系统封装、PCB 设计等等领域，而 Cadence 的目标在集成电路设计本身。

幸运的是，1980年代末期，计算机硬件因为摩尔定律而发展迅速，软件和硬件的解绑势在必行。这给 Cadence 创造出了无比开阔的空间。

通过 ECAD 和 SDA 的技术整合，Cadence 认为自己不是那些三大工作站供应商的竞争者，而是合作伙伴，一个纯粹的 EDA 软件供应商。

5.1.4 50% – 50%

不过，ECAD 与 SDA 的合并也有一个“不寻常”之处。根据当时的公开报道和关键参与者的事后回忆，ECAD 和 SDA 的合并是一次近乎“50% – 50%”的平等合并。

所罗门在回忆合并之后的感受时，坦言道：“双方都没有一种谁被谁收购的感觉。”

当时，ECAD 公司已经上市并处于公开市场之中，而 SDA 公司刚经历上市失败，按照朴素的逻辑来考虑，ECAD 公司收购 SDA 公司似乎是一个“寻常”之举。

然而，在披露出来的资料中显示，ECAD 和 SDA 公司共同分享了所有的资金和股权，甚至董事会席位，以及管理团队。就连联席 CEO 这个模式也没有设立，而是两方董事会主席都交出指挥棒，让年轻的科斯帝罗登上了 CEO 的位置。

由此可见，这次合并如此“平等而彻底”，主要是为了追求合并的确定性，将一切考虑到的风险都尽力避免，以免未来两个团队闹矛盾而出现系统性错误。

这里，由衷佩服双方董事会和管理团队，能完成这样看似“不寻常”的交易，一起为着双方共同的长远利益而考虑。

新成立的 Cadence 在这场合并后得到了很多原本不具备的优势。

第一，它让 Cadence 拥有了更多的资金来筹备后续的收购，例如 1989 年收购了 Gateway 公司和 Tangent 公司。

第二，管理团队的领导力被增强。黄炎松和所罗门的技术愿景与研发管理让科斯帝罗可以心无旁骛地施展他的领导魅力。

第三，除了未来用于收购的资金得到了确保，对于 Cadence 内部的研发投入也得到了确保。

其中，所罗门用自己擅长的老本行搭建了 Cadence 的模拟与混合信号电路设计部门，基于原本 SDA 的技术平台开发一整套模拟集成电路工具，包括今天市面上常见的 Spectre 电路仿真器。

1992年，Cadence 的总体营收超越 Mentor Graphics，站上了 EDA 行业排名第一的宝座。

可以说，Cadence 的成功之路得益于 ECAD 和 SDA 两家公司的优势互补。

ECAD 公司开发了最早的自动化版图检查工具 Dracula，早早获得了商业上的成功。SDA 公司拥有最好的底层数据库算法，奠定了早期集成电路设计的基本数据框架。

合并之后成立的 Cadence 将专注在版图和物理设计领域，在定制电路和混合信号电路的市场上占据绝对优势。