【看点】美国断供EDA，对国产芯片发展有何影响？

点击蓝字  / 关注我们

美国断供EDA软件，对国产芯片发展有什么影响？国产EDA水平如何？

 

 

1

没有EDA，就没有芯片

 

EDA（Electronic Design Automation），即电子设计自动化，是利用计算机辅助完成集成电路芯片的设计、制造、封测的大型工业工具，涵盖芯片IC设计、布线、验证和仿真等所有方面。EDA工具包括两部分：硬件和软件。软件是工具的核心，分为仿真工具、设计工具、验证工具；硬件是用来加速仿真、验证速度的服务器和专用工具。EDA是最基础、最上游的领域，贯穿了集成电路产业链的每个环节。因此它非常的重要，倘若EDA出现问题，产业下游的集成电路、电子信息和数字经济等都会受到波及。没有EDA，就造不出芯片。我们都知道，芯片的设计是十分复杂而精细的，而EDA在芯片设计和制造过程中发挥着重要作用。计算机辅助设计（TCAD）：利用计算机仿真技术，开发及优化半导体器件及其加工技术，用于设计和验证半导体制造流程，确保半导体产品具有所需的性能和密度。面向制造设计（DFM）：验证设计是否满足产品制造流程的所有要求（是否具有良好的可制造性）。硅生命周期管理（SLM）：芯片制造完成后，监控从制造到现场部署过程中器件的性能。

 

 

2

EDA市场格局：三足鼎立

 

早期的EDA是仅针对IC设计环节所提供的自动化工具，随着集成电路产业迅速发展壮大，EDA企业开始不断延伸至其他领域，推出了OPC等制造EDA的工具及可制造性设计工具（DFM）。EDA三巨头：Synopsys（新思科技，美国）、Cadence（楷登电子，美国）、Siemens EDA（西门子旗下，德国）经过多次的并购收购、产业整合，EDA行业已高度集中，目前三巨头拥有完整的、具备充足优势的全流程产品，其EDA产品已经涵盖芯片设计的所有环节，三大巨头企业的市场地位难以撼动。

 

单从EDA产品线来看，楷登电子与新思科技持平。新思科技主攻领域为数字芯片设计、静态时序验证确认以及SIP提供；楷登电子主攻模拟、数字后端以及DDR4 IP；而西门子 EDA主攻的领域是后端验证和可测试性设计。从战略上来看，新思科技强化软件集成型产品发展，通过频繁并购平均发展旗下各产品线的产品实力。楷登电子实力底蕴扎实，并购动作相对较少也能保持EDA营收稳定增长。目前，整个EDA市场可分为三个梯队：第一梯队：三巨头新思科技、楷登电子、西门子EDA，绝对统治地位，业务遍布全球，占据全球77%的市场份额。第二梯队：美国ANSYS公司、Silvaco、Aldec等为代表，国产龙头华大九天也在列，拥有特定领域全流程产品，在局部领域技术较为领先。第三梯队：以Altium、概念工程集团（Concept Engineering）、概伦电子、Down Stream Technologies等为代表，主要布局点工具，缺少EDA特定领域全流程产品。

 

技术与人才
国外EDA企业起步早，经过几十年的发展，积累了一定的技术经验，培养了大批的技术人才，形成了强大的技术壁垒和专利壁垒。且经过多次的并收购案，让EDA龙头加快了技术与专利的积累。国内EDA企业发展较晚，目前主要以点工具为主，工具链不完整，流程类的涉及较少，目前国内只有华大九天在模拟电路拥有全流程覆盖能力，而国外三巨头则覆盖了产业链的各个方面。国产EDA/IP占全球市场份额仅1%。此外，国产EDA目前尚不能满足尖端制程的要求，由于EDA处在最上游位置，因此EDA必须比芯片的工艺更先进。营收规模EDA需要大量的资金投入。新思科技在营收、业务等方面无疑是规模最大的EDA相关企业，根据新思科技的财报显示，2021年其营收为42亿美元，其中研发费用占比达36%（5.13亿美元）；楷登电子2021年的营收为26.83亿美元，研发费用占比高达38%（11.34亿美元）。西门子EDA财务状况不对外公开。目前国内的EDA企业中，华大九天2021年营收为5.79亿人民币，概伦电子2021年营收为1.94亿人民币，可见国内EDA企业的营收与龙头之间的差距较大。不过在市盈率（TTM）上，新思科技为59.94，楷登电子为67.68，概伦电子为584.39，华大九天为467.11，资本市场对于国产EDA的前景持看好态度。

 

 

3

国产EDA发展之路

几经周折的国产EDA兴起之路。独木难成林上世纪80年代——中国EDA技术资源尤为稀缺。1986年——中国动员超过200名专家共同开展国产EDA研发，中国EDA技术才慢慢开始有起色。1993年——中国首套国产EDA熊猫系统终于问世，它不仅填补了中国在EDA产业领域的空白，也让中国借此打破国外封锁，顺利进入国际市场。1994-2008年——中国EDA再遇转折。Cadence早于1992年率先进军中国市场，Synopsys、Mentor Graphics（Siemens EDA）紧随其后，三巨头迅速占据了中国大部分EDA市场，国产EDA熊猫系统犹如昙花一现，彼时，国内只有少数EDA企业成立，还需要很长时间发展。众星冉冉升2008年，中国工信部启动“核高基”重大专项计划，在官方的大力扶持之下，国内EDA产业逐渐复苏，华大九天、概伦电子、九同方微电子、芯和半导体等第一批国产EDA企业出现。“十二五”和“十三五”期间，我国积极推进国内EDA的发展，各地方踊跃部署EDA产业，通过一系列相关政策实施，推动EDA企业进一步发展。2021年工信部在《“十四五”软件和信息技术服务业发展规划》中明确提出，要重点突破工业软件，补足关键基础软件短板设计电子设计自动化软件（EDA）。历经多年，目前主要的国产EDA企业包括华大九天、国微集团、芯华章、广立微、概伦电子、芯和半导体等在内。2021年，国内龙头华大九天在深交所创业板上市，概伦电子在上交所科创板上市，此外，一些新晋企业也屡获融资，如芯华章、比昂芯科技、玖熠半导体分别完成数亿元Pre-B+轮融资融资、近亿元天使轮融资、数千万元Pre-A轮融资等。
华大九天、芯和半导体、国微思尔芯、概伦电子、广立微等EDA企业已在一些特定领域（模拟IC、FPD）及部分点工具（后仿真、时序分析等）上攻克了技术壁垒，但在全流程的EDA平台、产业链生态等方面和海外厂商还有着一定的差距，国产替代仍然任重而道远。

 

如同先进制程，EDA是一个高度垄断的行业，非一朝一夕就能突破垄断。当下，国内大多数芯片设计公司仍在采用进口的EDA工业软件来设计芯片，美国一旦断供EDA软件，短时间内国内芯片企业肯定会受到一定的影响。