中國的EDA企業(yè)正面臨在“夾縫中求生存”的局面，但同時也面著巨大的機遇。

　　近段時間，美國極限打壓華為，全球前三大芯片生產(chǎn)商禁止向華為出售芯片，這讓芯片國產(chǎn)替代勢在必行。

　　芯片產(chǎn)業(yè)鏈包括芯片設計、晶圓制造、封裝、測試等環(huán)節(jié)，芯片設計分為前端設計和后端設計。此前，《每日財報》已經(jīng)介紹過不少的芯片上下游產(chǎn)業(yè)鏈，這次重點講述EDA 。

　　EDA 是電子設計自動化（Electronic Design Automation）的縮寫，在20世紀 60 年代中期從計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助制造（CAM）、計算機輔助測試（CAT）和計算機輔助工程（CAE）的概念發(fā)展而來。

　　EDA主要應用于芯片設計環(huán)節(jié)，位于芯片產(chǎn)業(yè)鏈上游，是依賴性極強的設計工具。很多人并不理解EDA和芯片的結合。實際上，芯片產(chǎn)品只要制造出來就不可更改，所以需要用EDA軟件進行虛擬的設計、模擬、仿真，以便在真實產(chǎn)線上流片生產(chǎn)的時候一次性成功，從而減少設計成本和時間成本。

　　1、小市場，大前途，高難度

　　2019年全球 EDA軟件市場規(guī)模103億美元，同比增長6％，這一數(shù)值相對4500億美元的全球半導體市場而言微不足道，EDA軟件在整個半導體產(chǎn)業(yè)鏈中的產(chǎn)值較小，增速和半導體增速相近。

　　盡管市場規(guī)模只有100億美元左右，但EDA軟件卻主宰著全球4000億美元的全球半導體市場，以及 1.7萬億美元的整個電子產(chǎn)業(yè)。毫不夸張的來說，EDA軟件是電子產(chǎn)業(yè)最上游、最高端的產(chǎn)業(yè)，驅動芯片設計、制造、終端應用。換句話說，下游的任何創(chuàng)新都需要EDA軟件的創(chuàng)新支持，從而驅動EDA的創(chuàng)新。

　　除此之外，EDA行業(yè)的難度和壁壘與日俱增。摩爾定律下，IC芯片的復雜程度和集成度不斷提升，IC設計對EDA的要求與依賴也是越來越高，芯片的關鍵尺寸縮小到 65nm、28nm、14nm、7nm，每一代芯片設計的算法都會有50％的代碼需要重新編寫，而到 3nm 納米級的時候，還會出現(xiàn)更多未知的物理現(xiàn)象，這些對 EDA 軟件的要求會越來越高。

　　與此同時，IC芯片從傳統(tǒng)的單一功能的芯片發(fā)展到數(shù)字模擬混合電路，SOC，3DIC，IP復用，多功能集成系統(tǒng)等復雜系統(tǒng)芯片，而目前EDA的產(chǎn)品與設計流程都需要做相應的增強和調(diào)整。很多新算法還存在與 EDA 軟件不相通的情況，例如AI芯片設計、軟件算法開發(fā)，而這恰恰是EDA未來的大機會，新應用、新算法可將EDA市場規(guī)模擴張兩倍至300億美元。

　　從 EDA 行業(yè)龍頭發(fā)展歷程看，EDA 行業(yè)是厚積薄發(fā)的生意，需要很長的前期積累，Synopsys 和 Cadence 兩大巨頭的研發(fā)費用分別高達35％和40％以上，而且EDA產(chǎn)業(yè)并不能獨立發(fā)展，相關公司需要借助晶圓廠積累的大量測試數(shù)據(jù)探索物理效應和工藝實施細節(jié)的準確和高精度模型化，這就在無形中增加了壁壘。

　　當代工廠開發(fā)出新工藝，EDA 軟件廠商就需要獲得代工廠新工藝的PDK工具包，基于 PDK 工具包開發(fā)新版本軟件。頂尖 Fabless公司將基于此模型和工具進行芯片設計與試產(chǎn)，并且依托強大和豐富的芯片設計不斷發(fā)現(xiàn)和排除新工藝節(jié)點在模型和制造中的各種量產(chǎn)問題，在此期間，需要晶圓廠、Fabless、EDA 等產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)的通力合作，反復迭代。

　　需要注意的是，破解版軟件的思路在目前的EDA 軟件領域已經(jīng)行不通，在90nm以上，用破解版軟件尚可，因為 90nm以上的工藝基本定性，改變小。而90nm以下的先進工藝，隨著應用的增多，各種測試反饋，會不斷調(diào)整晶體管器件模型、設計規(guī)則、不斷優(yōu)化迭代讓良率達到最高。

　　最頻繁的時候一個月就要更新一次工藝庫，而只要工藝庫更新，EDA 軟件就要跟著更新，更新一次 EDA 軟件就要收費一次，且每次購買的有效使用時長在3年左右。所以，從收費模式看，EDA 軟件工廠的收入隨著代工廠工藝更新而增加，越先進的工藝，更新越頻繁，EDA 軟件廠越受益。

　　2、本土企業(yè)在夾縫中尋求突破

　　縱觀全球產(chǎn)業(yè)格局，大部分EDA 軟件市場被美國的Synopsys、Cadence、Mentor Graphics等三大企業(yè)占據(jù)。其中Synopsys占據(jù)約32.1％的市場份額，Cadence占據(jù)22％的市場份額，西門子旗下的Mentor Graphics占據(jù)10％的市場份額，三大EDA軟件廠商全球市場份額超過64％，在中國的市場份額更是超過95％，二線廠商Ansys、華大九天和Sivaco等合計市占率達到15％左右。

　　Cadence是最早一家進入中國市場的EDA供應商，在Cadence進入中國的第二年。另外兩家EDA廠家Synopsys和Mentor Graphics也悄悄進入中國。在九十年代，中國的集成電路設計EDA市場基本被這三家瓜分，只是在設計工具的不同領域各領風騷而已，國產(chǎn)軟件熊貓只占有極小的一部份領地。

　　我國EDA 軟件研發(fā)始于20世紀八十年代，1986年我國自有的集成電路計算機輔助設計系統(tǒng)-熊貓系統(tǒng)開始研發(fā)，熊貓系統(tǒng)于1993年研發(fā)成功。目前國內(nèi) EDA軟件公司主要有華大九天、芯愿景、芯禾科技、廣立微電子、博達微電子、藍海微科技、奧卡思微電、概倫電子等。

　　相對國際巨頭，國產(chǎn)EDA差距有三方面：首先是缺少數(shù)字芯片設計的核心工具模塊，無法支撐數(shù)字芯片全流程設計；其次是對先進工藝支撐不夠，暫未進入先進代工廠的聯(lián)盟，最后是缺乏制造及測試EDA系統(tǒng)，無法支持集成電路封測的應用需求?？傮w來看，國內(nèi)EDA企業(yè)難以提供全流程產(chǎn)品，但在部分細分領域具有優(yōu)勢，個別點工具功能強大。

　　本土公司中重點介紹一下華大九天和芯愿景。華大九天專注于提供專業(yè)的EDA軟件、IP產(chǎn)品及相關解決方案，是國內(nèi)規(guī)模最大、技術最強的EDA企業(yè)，是大規(guī)模集成電路CAD國家工程研究中心依托單位，承擔著國產(chǎn)EDA軟件研發(fā)與推廣的重任，尤其是在FPD領域，華大九天更是成為全球唯一的能夠提供全流程FPD設計解決方案的供應商，在這一領域具備優(yōu)勢。

　　芯愿景目前有三項業(yè)務：IC分析服務、IC設計服務及EDA軟件授權三大板塊，目前已成功實現(xiàn)7nm FinFET芯片的工藝分析和電路分析，在半導體工藝節(jié)點方面服務能力范圍為350nm-7nm。但從收入結構和成本結構看，芯愿景并不是一家主營EDA軟件的公司，2019年EDA的收入占比只有3％。

　　中國的EDA企業(yè)正面臨在“夾縫中求生存”的局面，但同時也面臨著巨大的機遇，隨著半導體制造中心向中國大陸轉移，EDA產(chǎn)業(yè)的重心也會向中國轉移。

　　實際上，研發(fā)不足是導致目前本土EDA企業(yè)相對落后的根本，數(shù)據(jù)顯示，龍頭企業(yè)華大九天在過去十年間所投入的研發(fā)資金也只有幾個億，而Synopsys一年的研發(fā)投入就超10億美元，Cadence 2018年的研發(fā)投入約為8.7億美元，本土企業(yè)要想追趕必須要加大研發(fā)投入。