芯片設(shè)計(jì)EDA行業(yè)研究

芯片設(shè)計(jì)EDA行業(yè)研究1.EDA是“半導(dǎo)體皇冠上的明珠”1.1.

EDA是用于

IC設(shè)計(jì)生產(chǎn)的工業(yè)軟件EDA是用來(lái)輔助超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)生產(chǎn)的工業(yè)軟件。EDA全稱是電子設(shè)計(jì)自

動(dòng)化（ElectronicDesignAutomation），是指用于輔助完成超大規(guī)模集成電路芯片設(shè)計(jì)、

制造、封裝、測(cè)試整個(gè)流程的計(jì)算機(jī)軟件。隨著芯片設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度不斷提升，基于先

進(jìn)工藝節(jié)點(diǎn)的集成電路規(guī)?？蛇_(dá)到數(shù)十億個(gè)半導(dǎo)體器件，不借助

EDA已經(jīng)無(wú)法完成芯

片設(shè)計(jì)。EDA與產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)合愈加緊密，已經(jīng)成為提高設(shè)計(jì)效率、加速技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵推

手。EDA幾乎涉及集成電路的各個(gè)方面。在設(shè)計(jì)生產(chǎn)流程方面，EDA被應(yīng)用在芯片系

統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造、封裝、測(cè)試全流程，涉及給芯片設(shè)計(jì)公司使用的設(shè)計(jì)類軟件和給晶圓

廠使用的晶圓制造軟件等。從電子系統(tǒng)層級(jí)上看，EDA包括芯片、多芯片模塊和印制電

路（PCB）板多個(gè)層級(jí)。EDA杠桿效應(yīng)、經(jīng)濟(jì)效應(yīng)顯著。根據(jù)

ESDAlliance和

WSTS數(shù)據(jù)，2020

年全球

EDA市場(chǎng)規(guī)模僅為

115

億美元，卻撬動(dòng)著

4404

億美元市場(chǎng)規(guī)模的半導(dǎo)體行業(yè)。一旦

EDA這一產(chǎn)業(yè)鏈基礎(chǔ)出現(xiàn)問(wèn)題，整個(gè)集成電路產(chǎn)業(yè)都會(huì)受到重大影響，EDA行業(yè)也是

最容易被外國(guó)“卡脖子”的關(guān)鍵領(lǐng)域。此外，EDA對(duì)于節(jié)省芯片設(shè)計(jì)成本有著舉足輕重

的作用。根據(jù)加州大學(xué)圣迭戈分校

AndrewKahng教授在

2013

年的推測(cè)，2011

年設(shè)計(jì)

一款消費(fèi)級(jí)應(yīng)用處理器芯片的成本約

4,000

萬(wàn)美元，如果不考慮

1993

年至

2009

年的

EDA技術(shù)進(jìn)步，相關(guān)設(shè)計(jì)成本可能高達(dá)

77

億美元，EDA技術(shù)進(jìn)步讓設(shè)計(jì)效率提升近

200

倍。以新思科技（Synopsys）2021

年

8

月推出的

EDA設(shè)計(jì)平臺(tái)

DSO.ai為例，通過(guò)

引入人工智能，芯片設(shè)計(jì)中不需要去完整模擬無(wú)數(shù)次可能的布局，可以讓芯片設(shè)計(jì)在研

發(fā)成本上減半，研發(fā)時(shí)間甚至也可以從

24

個(gè)月減少到

2

周。1.2.

EDA的分類針對(duì)不同種類芯片，EDA有不同的工具。集成電路芯片（IntegratedCircuitChip，

簡(jiǎn)稱

IC）從結(jié)構(gòu)上可以分為數(shù)字

IC、模擬

IC和數(shù)?；旌?/p>

IC。數(shù)字

IC指用于傳遞、加

工、處理數(shù)字信號(hào)（0

或

1

的非連續(xù)信號(hào)）的

IC。模擬

IC指處理連續(xù)性的光、聲音、

速度、溫度等自然模擬信號(hào)的

IC。數(shù)?；旌?/p>

IC指同時(shí)包含模擬電路部分和數(shù)字電路部

分的

IC。數(shù)?；旌?/p>

IC中通常模擬電路是核心，數(shù)字電路用來(lái)控制模擬電路實(shí)現(xiàn)特定的

算法。在

IC設(shè)計(jì)部分，EDA軟件主要有模擬

IC和數(shù)字

IC的兩大類設(shè)計(jì)軟件。從設(shè)計(jì)步驟上芯片設(shè)計(jì)分為前端設(shè)計(jì)和后端設(shè)計(jì)。前端設(shè)計(jì)和后端設(shè)計(jì)并沒有統(tǒng)一

嚴(yán)格的界限，根據(jù)具體公司和產(chǎn)品會(huì)略有不同。一般來(lái)講用設(shè)計(jì)的電路實(shí)現(xiàn)想法就是前

端設(shè)計(jì)；將設(shè)計(jì)的電路制造出來(lái)，在工藝上實(shí)現(xiàn)想法就是后端設(shè)計(jì)。這就好比修蓋房屋，

建筑設(shè)計(jì)圖就屬于前端設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出房子的外部造型和內(nèi)部結(jié)構(gòu)；建筑施工圖屬于后端

設(shè)計(jì)，細(xì)化到建筑施工的步驟、方法和材料的用量、選擇。從設(shè)計(jì)維度上芯片設(shè)計(jì)可以分為五個(gè)層級(jí)。設(shè)計(jì)類

EDA工具根據(jù)設(shè)計(jì)方法學(xué)的不

同，按照設(shè)計(jì)層級(jí)自上而下，可進(jìn)一步細(xì)分為行為級(jí)、系統(tǒng)級(jí)、RTL級(jí)、門級(jí)、晶體管

級(jí)

EDA工具。各層級(jí)

EDA工具的仿真和驗(yàn)證精度依次提升、速度依次降低，其擬實(shí)現(xiàn)

的目標(biāo)和應(yīng)用場(chǎng)景也有所不同。例如高層級(jí)的系統(tǒng)和行為級(jí)仿真和驗(yàn)證主要適用于產(chǎn)品

設(shè)計(jì)早期的原型驗(yàn)證，評(píng)估產(chǎn)品原型的性能和功能；最底層的晶體管級(jí)仿真和驗(yàn)證則主

要決定了最終產(chǎn)品的性能和良率。針對(duì)于大規(guī)模集成電路，設(shè)計(jì)方法往往從系統(tǒng)和行為

級(jí)設(shè)計(jì)開始，逐層設(shè)計(jì)、仿真、驗(yàn)證和實(shí)現(xiàn)，并輸出可以交付制造的晶體管級(jí)版圖信息。數(shù)字芯片和模擬芯片設(shè)計(jì)流程有很大不同。數(shù)字

IC設(shè)計(jì)主要在抽象級(jí)別上完成，

不需要關(guān)注門/晶體管級(jí)放置和路由的細(xì)節(jié)，對(duì)設(shè)計(jì)人員經(jīng)驗(yàn)要求相對(duì)較低。模擬

IC設(shè)

計(jì)通常涉及每個(gè)電路的個(gè)性化特點(diǎn)，甚至涉及每個(gè)晶體管的大小和細(xì)節(jié)，設(shè)計(jì)和驗(yàn)證更

為復(fù)雜，對(duì)設(shè)計(jì)人員經(jīng)驗(yàn)要求更高。從設(shè)計(jì)自動(dòng)化程度上芯片設(shè)計(jì)又可以分為全定制、半定制設(shè)計(jì)，全定制主要用于模

擬芯片，半定制用于數(shù)字芯片。全定制設(shè)計(jì)是指基于晶體管級(jí)，所有器件和互連版圖都

用手工生成的方法。這種設(shè)計(jì)的很多工作要由人工完成，不便于直接利用現(xiàn)存電路的成

果，設(shè)計(jì)周期較長(zhǎng)，成本也高。全定制設(shè)計(jì)多用于模擬

IC和數(shù)模混合

IC。半定制設(shè)計(jì)

是基于門陣列和標(biāo)準(zhǔn)單元的，按用戶所需功能，把成熟的、已優(yōu)化的單元連接起來(lái)。半

定制設(shè)計(jì)成本低、周期短、芯片利用率低，適合于小批量、速度快的生產(chǎn)，多用于數(shù)字

IC。正因?yàn)閿?shù)字芯片在抽象級(jí)別上完成，且對(duì)自動(dòng)化程度要求更高，因此數(shù)字IC類EDA工具的技術(shù)門檻更高。1.3.

EDA的歷史：從

CAD到

EDA第一階段：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）時(shí)代。在集成電路應(yīng)用的早期階段，集成電路

集成度較低，設(shè)計(jì)、布線等工作由設(shè)計(jì)人員手工完成。20

世紀(jì)

70

年代中期開始，隨著

芯片集成度的提高，設(shè)計(jì)人員開始嘗試將整個(gè)設(shè)計(jì)工程自動(dòng)化，使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)

（CAD）進(jìn)行晶體管級(jí)版圖設(shè)計(jì)、PCB布局布線、設(shè)計(jì)規(guī)則檢查、門級(jí)電路模擬和測(cè)試

等流程。第二階段：計(jì)算機(jī)輔助工程（CAED）時(shí)代。1980

年卡弗爾·米德和琳·康維發(fā)表

的論文超大規(guī)模集成電路系統(tǒng)導(dǎo)論提出了通過(guò)編程語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行芯片設(shè)計(jì)，是電子設(shè)

計(jì)自動(dòng)化發(fā)展的重要標(biāo)志。EDA工具也在這個(gè)時(shí)期開始走向商業(yè)化，全球

EDA技術(shù)領(lǐng)

導(dǎo)廠商新思科技（Synopsys）、楷登電子（Cadence）、西門子

EDA（2017

年收購(gòu)的

MentorGraphics）分別于

1986

年、1988

年和

1981

年在美國(guó)成立。第三階段：電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）時(shí)代。20

世紀(jì)

90

年代以后芯片集成度的不斷

提高和可編程邏輯器件的廣泛應(yīng)用給

EDA技術(shù)提出了更高的要求，也促進(jìn)了

EDA設(shè)計(jì)

工具的普及和發(fā)展，出現(xiàn)了以高級(jí)語(yǔ)言描述、系統(tǒng)級(jí)仿真和綜合技術(shù)為特征的

EDA技

術(shù)。第四階段：現(xiàn)代

EDA時(shí)代。21

世紀(jì)以來(lái)，EDA工具快速發(fā)展，并已貫穿集成電路

設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)的全部環(huán)節(jié)。對(duì)于上億乃至上百億個(gè)晶體管規(guī)模的芯片設(shè)計(jì)，EDA工

具保證了各階段、各層次設(shè)計(jì)過(guò)程的準(zhǔn)確性，降低了設(shè)計(jì)成本、縮短了設(shè)計(jì)周期、提高

了設(shè)計(jì)效率，是集成電路產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能、性能進(jìn)步的源頭，EDA工具的發(fā)展加速了集成電路

產(chǎn)業(yè)的技術(shù)革新。同時(shí)伴隨著智能手機(jī)、4G/5G、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展，射頻

EDA軟件

迎來(lái)了發(fā)展的黃金階段。1.4.

EDA的未來(lái)：與先進(jìn)技術(shù)結(jié)合后摩爾時(shí)代技術(shù)演進(jìn)驅(qū)動(dòng)

EDA技術(shù)應(yīng)用延伸拓展。后摩爾時(shí)代的集成電路技術(shù)演

進(jìn)方向主要包括延續(xù)摩爾定律、擴(kuò)展摩爾定律以及超越摩爾定律三類，主要發(fā)展目標(biāo)涵

蓋了建立在摩爾定律基礎(chǔ)上的生產(chǎn)工藝特征尺寸的進(jìn)一步微縮、以增加系統(tǒng)集成的多重

功能為目標(biāo)的芯片功能多樣化發(fā)展，以及通過(guò)三維封裝、系統(tǒng)級(jí)封裝等方式實(shí)現(xiàn)器件功

能的融合和產(chǎn)品的多樣化。其中，面向延續(xù)摩爾定律方向，單芯片的集成規(guī)模呈現(xiàn)爆發(fā)

性增長(zhǎng)，為

EDA工具的設(shè)計(jì)效率提出了更高的要求。面向擴(kuò)展摩爾定律方向，伴隨邏

輯、模擬、存儲(chǔ)等功能被疊加到同一芯片，EDA工具需具備對(duì)復(fù)雜功能設(shè)計(jì)的更強(qiáng)支撐

能力。面向超越摩爾定律方向，新工藝、新材料、新器件等的應(yīng)用要求

EDA工具的發(fā)

展在仿真、驗(yàn)證等關(guān)鍵環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)方法學(xué)的創(chuàng)新。后摩爾時(shí)代系統(tǒng)設(shè)計(jì)是

EDA技術(shù)變化方向。在原有摩爾定律定義下，芯片性能提

升主要來(lái)自工藝和架構(gòu)，但工藝制程提升接近極限，摩爾定律顯著放緩。在此背景下，

汽車、人工智能等領(lǐng)域的大型公司都開始定制自己的片上新系統(tǒng)，將其認(rèn)定為自己差異

化競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵因素。因此，對(duì)于

EDA廠商來(lái)說(shuō)，把定位從芯片設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換到基于軟硬件

協(xié)同的系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)是未來(lái)重要發(fā)展方向。AI和云技術(shù)促使

EDA更加智能化和自動(dòng)化。AI智能化的目標(biāo)是從現(xiàn)有的

EDA使

用過(guò)程中大幅減少芯片架構(gòu)探索、設(shè)計(jì)、布局布線等重復(fù)性、低創(chuàng)造性工作的人力占比，

利用

AI算法進(jìn)行自動(dòng)架構(gòu)探索、設(shè)計(jì)生成和物理設(shè)計(jì)。隨著芯片設(shè)計(jì)復(fù)雜度的提升，

數(shù)據(jù)量和計(jì)算量直線上升，云技術(shù)的使用使得

EDA軟件能夠具有彈性計(jì)算、安全儲(chǔ)存、

快速更新等功能，從而滿足大數(shù)據(jù)量和計(jì)算量下的更高使用要求。平臺(tái)化和服務(wù)化?，F(xiàn)有

EDA是“工具和

IP集合包”，未來(lái)有望發(fā)展為

EDA平臺(tái)，

EDA平臺(tái)化將更加方便設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試、封裝上下游產(chǎn)業(yè)鏈相互溝通，共享資源。同

時(shí)

EDA平臺(tái)有望鏈接不同的設(shè)計(jì)、制造等廠商的橫向鏈接，促進(jìn)生態(tài)建設(shè)。雖然智能

化不斷提升，但仍需要人工支持提供服務(wù)，服務(wù)平臺(tái)的構(gòu)建可以提供專業(yè)的咨詢和設(shè)計(jì)

服務(wù)以及相關(guān)定制服務(wù)，從而滿足個(gè)性化的需求。2.全球EDA市場(chǎng)寡頭壟斷，國(guó)產(chǎn)EDA市場(chǎng)快速增長(zhǎng)2.1.

全球

EDA市場(chǎng)平穩(wěn)發(fā)展，三大巨頭壟斷2020

年全球

EDA市場(chǎng)規(guī)模為

115

億美元，已經(jīng)進(jìn)入平穩(wěn)發(fā)展期。根據(jù)

ESDAlliance數(shù)據(jù)，2020

年全球

EDA市場(chǎng)規(guī)模為

115

億美元，2010-2020

年

10

年復(fù)合增速為

8%。

根據(jù)

VerifiedMarketResearch數(shù)據(jù)，2028

年全球

EDA市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到

215.6

億美元，

2020-2028

年

8

年復(fù)合增速為

8.21%?？傮w來(lái)看，全球

EDA市場(chǎng)增速已經(jīng)較為平穩(wěn)。數(shù)字

IC為

EDA市場(chǎng)主要構(gòu)成部分。從下游芯片市場(chǎng)情況來(lái)看，數(shù)字芯片占據(jù)大部

分市場(chǎng)份額，根據(jù)

WSTS數(shù)據(jù)，2020

年數(shù)字芯片市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到

3055.68

億美元，占整體

集成電路市場(chǎng)的

84.59%。受下游需求的影響，數(shù)字

IC構(gòu)成了

EDA市場(chǎng)的主要部分，

根據(jù)

ESDAlliance數(shù)據(jù)，2019

年數(shù)字全流程

EDA業(yè)務(wù)規(guī)模達(dá)到

36.04

億美元，占總體

市場(chǎng)的

52.8%。全球

EDA企業(yè)按照業(yè)務(wù)水平可以大致分為三個(gè)梯隊(duì)。第一梯隊(duì)由

Synopsys、

Cadence、SiemensEDA三家國(guó)際知名

EDA企業(yè)組成。該類企業(yè)業(yè)務(wù)遍布全球，科研實(shí)

力雄厚，有全流程

EDA產(chǎn)品，在部分領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位，2020

年收入規(guī)模達(dá)到

10-40

億美元。第二梯隊(duì)以

ANSYS、Silvaco、AldecInc.、華大九天等為代表，該類企業(yè)擁有

特定領(lǐng)域全流程

EDA產(chǎn)品，在局部領(lǐng)域技術(shù)較為領(lǐng)先，2020

年收入規(guī)模處于

0.5-5

億

美元區(qū)間。第三梯隊(duì)以

Altium、ConceptEngineering、概倫電子、廣立微、思爾芯、

DownStreamTechnologies等為代表，該類企業(yè)在

EDA上的布局主要以點(diǎn)工具為主，缺

少

EDA特定領(lǐng)域全流程產(chǎn)品，2020

年收入規(guī)模低于

0.5

億美元。三大巨頭壟斷全球

EDA市場(chǎng)。根據(jù)

ESDAlliance和前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，新思科

技（Synopsys）、楷登電子（Cadence）與西門子

EDA（2016

年收購(gòu)的

MentorGraphics）

三大寡頭

2020

年全球

EDA市場(chǎng)營(yíng)收份額占比約為

70%。三大巨頭是全球僅有的擁有設(shè)

計(jì)全流程

EDA工具解決方案的企業(yè)，其他企業(yè)缺少布局設(shè)計(jì)全流程工具技術(shù)的實(shí)力。其中，Synopsys(新思科技，美國(guó))一直致力于復(fù)雜芯片系統(tǒng)(SoCs)的開發(fā)。Synopsys的邏輯綜合工具

DC(designcompiler)和時(shí)序分析工具

PT(PrimeTime)在全球

EDA市場(chǎng)認(rèn)

可度較高。Cadence(楷登電子科技，美國(guó))產(chǎn)品涵蓋了電子設(shè)計(jì)的整個(gè)流程。全球知名半

導(dǎo)體與電子系統(tǒng)公司均將

Cadence軟件作為其全球設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)。MentorGraphics(明導(dǎo)國(guó)

際，2016

年被德國(guó)西門子收購(gòu))工具雖沒有前兩家全面，但在某些領(lǐng)域，如

PCB（印刷

電路板）設(shè)計(jì)工具等方面有可圈可點(diǎn)的獨(dú)到之處。全球

EDA第一廠商

Synopsys（新思科技)。新思科技成立于

1986

年，在

2008

年成

為全球營(yíng)收排名第一的

EDA軟件廠商。2020

年新思科技營(yíng)收為

36.85

億美元，歸母凈利潤(rùn)為

6.63

億美元，2020

年在全球

EDA市場(chǎng)的營(yíng)收份額為

32%。新思科技產(chǎn)品線最為

全面，是全球唯一一家覆蓋了從硅的生產(chǎn)制造、芯片測(cè)試、到設(shè)計(jì)全流程的

EDA公司，

公司產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在數(shù)字前端、數(shù)字后端和驗(yàn)證測(cè)試等環(huán)節(jié)。曾經(jīng)的霸主

Cadence（楷登電子）。Cadence在

1988

年由

SDA與

ECAD兩家公司

兼并而成，Cadence通過(guò)一系列收并購(gòu)，在

1992

年成為

EDA行業(yè)營(yíng)收第一名的霸主，

但在

2008

年被

Synopsys超越，2020

年?duì)I收為

26.83

億美元，歸母凈利潤(rùn)為

5.91

億美

元。Cadence的優(yōu)勢(shì)在于模擬和混合信號(hào)的定制化電路和版圖設(shè)計(jì)。MentorGraphics(明導(dǎo)國(guó)際，2016

年被德國(guó)西門子收購(gòu))。MentorGraphics于

1981

年成立，20

世紀(jì)

90

年代遇到經(jīng)營(yíng)困境，產(chǎn)品研發(fā)落后于行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，大量長(zhǎng)期客戶

流失，難以與其他兩家公司競(jìng)爭(zhēng)，直到

1994

年公司組織結(jié)構(gòu)大調(diào)整后，才重新崛起。

MentorGraphics2016

年被西門子收購(gòu)，不再單獨(dú)披露相關(guān)財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)，2016

年?duì)I收為

12.82

億美元，歸母凈利潤(rùn)為

1.55

億美元。MentorGraphics在物理驗(yàn)證和

PCB領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)明顯。2.2.

中國(guó)

EDA市場(chǎng)增長(zhǎng)迅速，國(guó)產(chǎn)化率極低與國(guó)際市場(chǎng)相比，中國(guó)

EDA市場(chǎng)規(guī)模增速更快。根據(jù)賽迪智庫(kù)數(shù)據(jù)，2018

年，我

國(guó)

EDA市場(chǎng)總銷售額為

44.9

億元，而到

2020

年中國(guó)

EDA市場(chǎng)銷售額已經(jīng)達(dá)到

66.2

億

元，2

年復(fù)合增速為

21.42%，遠(yuǎn)高于全球市場(chǎng)營(yíng)收規(guī)模

2018-2020

年

2

年

9%的復(fù)合增

速。中國(guó)

EDA市場(chǎng)國(guó)產(chǎn)化率極低，三大巨頭仍然壟斷。雖然中國(guó)

EDA市場(chǎng)營(yíng)收規(guī)模增

速遠(yuǎn)高于全球增速，但由于中國(guó)

EDA廠商起步較晚，在產(chǎn)品性能與生態(tài)協(xié)同方面均處

于劣勢(shì)，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額大多為國(guó)外廠商所占據(jù)。根據(jù)賽迪智庫(kù)和前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，

2020

年國(guó)際

EDA三大巨頭

Synopsys，Cadence和

SiemensEDA在中國(guó)合計(jì)營(yíng)收規(guī)模市

場(chǎng)份額占比為

78%，國(guó)產(chǎn)廠商占比不到

15%，國(guó)產(chǎn)化率極低，國(guó)產(chǎn)替代空間廣闊。2.3.

IP業(yè)務(wù)是

EDA新增長(zhǎng)極計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）和

IP為

EDA市場(chǎng)業(yè)務(wù)主要構(gòu)成部分。EDA市場(chǎng)業(yè)務(wù)主

要可以細(xì)分為計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）、IC物理設(shè)計(jì)及驗(yàn)證、PCB與多芯片模塊以及半

導(dǎo)體

IP核等。根據(jù)

ESDAlliance數(shù)據(jù)，從細(xì)分領(lǐng)域看，EDA各細(xì)分領(lǐng)域營(yíng)收占比基本

保持穩(wěn)定，2020

年占據(jù)市場(chǎng)規(guī)模較大的部分為

CAE與

IP，兩者合計(jì)占比達(dá)到近

67%。

其中

CAE（ComputerAidedEngineering）主要包括電子系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)及綜合驗(yàn)證、設(shè)計(jì)輸

入、邏輯驗(yàn)證、模擬和混合信號(hào)模擬器、形式驗(yàn)證、時(shí)序/仿真分析以及測(cè)試/測(cè)試自動(dòng)化設(shè)計(jì)。IP（IntellectualPropertyCore）是芯片設(shè)計(jì)圖中具有獨(dú)立功能電路模塊的成熟設(shè)計(jì)。

設(shè)計(jì)師可以把成熟的

IP模塊設(shè)計(jì)應(yīng)用于多個(gè)復(fù)雜的芯片的電路設(shè)計(jì)圖中，能避免復(fù)雜

和重復(fù)的設(shè)計(jì)工作，縮短設(shè)計(jì)周期，提高芯片設(shè)計(jì)的成功率。IP業(yè)務(wù)從

2010

年開始在

EDA市場(chǎng)營(yíng)收占比開始不斷增長(zhǎng)，到

2020

年已經(jīng)達(dá)到

35.22%，成為了營(yíng)收占比最大的

業(yè)務(wù)領(lǐng)域。IP已經(jīng)成為海外

EDA公司的重要收入。Synopsys和

Cadence的

IP收入占總營(yíng)收

比重逐年增長(zhǎng)，尤其是

Synopsys，2020

年，Synopsys的

IP收入占總營(yíng)收比重已經(jīng)達(dá)到

33%。Synopsys對(duì)于

IP業(yè)務(wù)的布局，更加穩(wěn)固了其在

EDA市場(chǎng)全球領(lǐng)先的地位。三大

巨頭中的

MentorGraphics對(duì)于

IP的定位不同，于

2004

年就選擇退出

IP市場(chǎng)，也一定

程度上導(dǎo)致了最終被

Siemens收購(gòu)的結(jié)局。3.從美國(guó)EDA強(qiáng)盛之路看EDA產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律3.1.

政府支持是基石美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金每年提供大量資金支持。美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金（NSF）主要負(fù)責(zé)促

進(jìn)突破性的發(fā)現(xiàn)，據(jù)

IEEE數(shù)據(jù)，美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金（NSF）在

1984

年至

2015

年間共

支持了

1190

個(gè)與

EDA強(qiáng)相關(guān)的研究課題，每年投資額大約在

800

萬(wàn)美元到

1200

萬(wàn)美

元。半導(dǎo)體研究聯(lián)盟促進(jìn)企業(yè)集中技術(shù)創(chuàng)新。除

NSF外，半導(dǎo)體研究聯(lián)盟（SRC）也為

美國(guó)

EDA行業(yè)的發(fā)展提供了幫助。SRC是世界領(lǐng)先的大學(xué)半導(dǎo)體和相關(guān)技術(shù)研究聯(lián)盟，

是推動(dòng)美國(guó)半導(dǎo)體共性技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵性力量。其行業(yè)合作伙伴包括應(yīng)用材料公司

AM、

格羅方德

GLOBALFOUNDRIES、IBM、英特爾公司、美光科技公司、雷神公司、德州

儀器公司和聯(lián)合技術(shù)公司。SRC在整合行業(yè)資源、專注于共性的“競(jìng)爭(zhēng)前”領(lǐng)域起到了

關(guān)鍵作用，各家

EDA企業(yè)通過(guò)

SRC將研究資金聚集起來(lái)集中力量進(jìn)行產(chǎn)業(yè)共性技術(shù)創(chuàng)

新。NSF與

SRC相互合作幫助企業(yè)渡過(guò)初期難關(guān)。NSF資助的

EDA研究項(xiàng)目主要為

剛剛起步、較為初期的階段，在項(xiàng)目技術(shù)成熟度逐漸提高后，SRC成為了接棒者，繼續(xù)

給予支持。EDA是技術(shù)密集型行業(yè)，前期需要大量的研發(fā)投入，商業(yè)回報(bào)較小，需要像

NSF、SRC這樣的政府機(jī)構(gòu)給予支持。美國(guó)

DARPA實(shí)行

ERI計(jì)劃為

EDA企業(yè)持續(xù)賦能。為迎接后摩爾定律的挑戰(zhàn)，美

國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局（DAPRA）于

2017

年啟動(dòng)電子復(fù)興計(jì)劃（ERI），在隨后

2018-

2023

年內(nèi)投資約

15

億美元，旨在解決半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展瓶頸，2020

年美國(guó)兩黨兩院建

議追加

20

億美元用于

ERI計(jì)劃。ERI計(jì)劃主要聚焦于三個(gè)重點(diǎn)方向：材料和集成、架

構(gòu)和設(shè)計(jì)，其中設(shè)計(jì)部分可以拆分為

IDEA與

POSH兩部分。2018

年

7

月，美國(guó)首屆

“ERI”峰會(huì)召開，會(huì)議選出了

ERI第一批入圍扶持項(xiàng)目。其中，Cadence獲得了

IDEA項(xiàng)目

2410

萬(wàn)美元的補(bǔ)貼，該項(xiàng)目致力于創(chuàng)建一個(gè)“無(wú)需人工參與”的芯片布局規(guī)劃生

成器。Synopsys獲得了

POSH項(xiàng)目

610

萬(wàn)美元的補(bǔ)貼，該項(xiàng)目旨在用開源的方式，實(shí)現(xiàn)

復(fù)雜

SoC的低成本設(shè)計(jì)。注重大學(xué)研究，建立大學(xué)研究中心網(wǎng)絡(luò)，為大學(xué)提供充足資金支持。2013

年，SRC公布了

STARnet計(jì)劃，與美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）投資的大學(xué)研究中心

網(wǎng)絡(luò)，跨越

24

個(gè)州的

42

所大學(xué)，計(jì)劃在

2013-2018

年向六個(gè)大學(xué)研究中心投資

1.94

億

美元，重點(diǎn)研究下一代微電子技術(shù)。STARnet計(jì)劃所研究的技術(shù)可能至少在未來(lái)

10-15

年內(nèi)都不會(huì)具有商業(yè)可行性，但成員們將能夠?qū)Ξa(chǎn)生的

IP進(jìn)行再授權(quán)。STARnet計(jì)劃

是對(duì)“焦點(diǎn)中心研究計(jì)劃(FCRP)”的延續(xù)。2008

年，全國(guó)共有

5

個(gè)

FCRP中心，其中

GSRC和

C2S2

中心與

EDA項(xiàng)目直接相關(guān)，來(lái)自這兩個(gè)中心的與

EDA相關(guān)的資金估計(jì)在

400

萬(wàn)美元到

500

萬(wàn)美元之間。同時(shí)在

2018

年

DARPA發(fā)布的

ERI第一批資助名單中，IDEA與

POSH計(jì)劃提供給各入圍大學(xué)共計(jì)約

6000

萬(wàn)美元。3.2.

人才、技術(shù)和生態(tài)是

EDA行業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)要素人才是

EDA發(fā)展的核心。EDA軟件涉及半導(dǎo)體、數(shù)學(xué)、芯片設(shè)計(jì)三方面知識(shí)，需

要掌握這三方面知識(shí)的復(fù)合人才。根據(jù)新思科技中國(guó)區(qū)副總經(jīng)理陳志昌先生所言，培養(yǎng)

一個(gè)

EDA人才不容易，從高校課題研究到能夠真正實(shí)踐從業(yè)，往往需要十年的時(shí)間。

根據(jù)第

23

屆中國(guó)集成電路制造年會(huì)披露數(shù)據(jù)，全球

EDA行業(yè)從業(yè)人數(shù)僅有

4

萬(wàn)人左

右，因此

EDA人才培養(yǎng)體系十分重要。以新思科技為例，新思科技注重人才培養(yǎng)，其人才培養(yǎng)戰(zhàn)略包括新思科技大學(xué)課程

體系、新思科技大學(xué)計(jì)劃以及積極參與國(guó)家人才戰(zhàn)略等方面。新思科技開發(fā)了一套集成

電路設(shè)計(jì)全套教程，包括

131

門本科及研究生課程、24

門訓(xùn)練課程、37

門講座及實(shí)驗(yàn)，

適用于集成電路相關(guān)專業(yè)的大學(xué)本科和碩士研究生。從EDA人才培養(yǎng)成果上看，僅2019-

2020

年這一年時(shí)間內(nèi)，已有

30000

人參與到了新思科技人才項(xiàng)目當(dāng)中，20

所國(guó)內(nèi)高校

與新思科技建立了人才培養(yǎng)相關(guān)合作。持續(xù)研發(fā)是

EDA發(fā)展的動(dòng)力。EDA軟件是算法密集型的大型工業(yè)軟件系統(tǒng)，EDA開發(fā)需要涉及到計(jì)算機(jī)、物理、數(shù)學(xué)等多方面知識(shí)。芯片設(shè)計(jì)更迭速度不斷加快，EDA軟件公司需要不斷加大研發(fā)投入，確保自己技術(shù)領(lǐng)先。同時(shí)，EDA巨頭們正是憑借大量

的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保持領(lǐng)先地位。全球三大巨頭壟斷的格局在

2000

年后就較為穩(wěn)定，2010-2020

年三大巨頭營(yíng)收年復(fù)合增速都接近

10%，但仍然保持著

30%-40%的研發(fā)費(fèi)用率，個(gè)別年

份超過(guò)

40%。2020

年，Synopsys和

Cadence的研發(fā)費(fèi)用分別高達(dá)

13

億和

10

億美元，

幾乎是

2020

年中國(guó)

EDA市場(chǎng)銷售規(guī)模的兩倍。產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同是

EDA發(fā)展的保障。芯片設(shè)計(jì)的先進(jìn)工藝是由晶圓廠、設(shè)計(jì)公司和

EDA軟件廠商共同推進(jìn)的成果。晶圓廠從材料、化學(xué)、工藝過(guò)程等制造步驟來(lái)尋求工藝突破；

EDA公司借助晶圓廠的測(cè)試數(shù)據(jù)和工藝細(xì)節(jié)文件來(lái)改進(jìn)

EDA軟件；芯片設(shè)計(jì)公司使用

新的

EDA模型進(jìn)行設(shè)計(jì)、試生產(chǎn)，反饋到晶圓廠和

EDA公司改善制造工藝和軟件模

型。晶圓廠、EDA軟件公司、設(shè)計(jì)公司相輔相成，互相合作，共同推進(jìn)技術(shù)進(jìn)步。其中，PDK（ProcessDesignKit）是溝通

IC設(shè)計(jì)公司、代工廠與

EDA廠商的橋梁。

具體來(lái)說(shuō)，PDK是一組描述半導(dǎo)體工藝細(xì)節(jié)的文件，供芯片設(shè)計(jì)

EDA工具使用?？蛻?/p>

會(huì)在投產(chǎn)前使用晶圓廠的

PDK，確保晶圓廠能夠基于客戶的設(shè)計(jì)生產(chǎn)芯片，保證芯片的

預(yù)期功能和性能。PDK包含了反映制造工藝基本的元素：晶體管、接觸孔、互連線等，

包括設(shè)計(jì)規(guī)則文件、電學(xué)規(guī)則文件、版圖層次定義文件、SPICE仿真模型、器件版圖和

期間定制參數(shù)。完善的產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)沟每蛻舻?/p>

PDK可以給予

EDA廠商充分反饋，使廠商根

據(jù)

PDK改進(jìn)產(chǎn)品以滿足客戶需求。獲得更全、更新的

PDK也往往成為頭部

EDA廠商

的比較優(yōu)勢(shì)。3.3.

并購(gòu)是

EDA廠商擴(kuò)張的重要手段并購(gòu)是

EDA企業(yè)成長(zhǎng)的最佳選擇。全球三大巨頭的成長(zhǎng)史就是一部并購(gòu)史，其中

全球

EDA巨頭

Synopsys自

1986

年成立至

2021

年

4

月，共完成

112

起收并購(gòu)案。并購(gòu)

在

EDA行業(yè)如此興盛的原因有：1）行業(yè)小細(xì)分領(lǐng)域繁多。根據(jù)

ESDAlliance和

WSTS數(shù)據(jù)，2020

年全球

EDA行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模只有

115

億美元，相比于下游半導(dǎo)體行業(yè)

4404

億

美元的市場(chǎng)規(guī)模，是一個(gè)“小行業(yè)”，但由于

EDA軟件要服務(wù)于芯片設(shè)計(jì)生產(chǎn)的整個(gè)產(chǎn)

業(yè)鏈，EDA的技術(shù)流程很長(zhǎng)，需要種類繁多的點(diǎn)工具相互配合形成工具鏈，同時(shí)，客戶

希望

EDA廠商能夠提供整體解決方案。2）技術(shù)更新迭代速度快。在摩爾定律的驅(qū)動(dòng)下，

芯片更新?lián)Q代速度很快，新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，作為上游設(shè)計(jì)軟件的

EDA廠商每年也要投

入大量的研發(fā)資金來(lái)適應(yīng)技術(shù)的革新上，但還是會(huì)有很多創(chuàng)業(yè)公司創(chuàng)造出全新的點(diǎn)工具。

行業(yè)小細(xì)分領(lǐng)域繁多，客戶又希望

EDA廠商提供完整解決方案，于是

EDA廠商在不斷想辦法補(bǔ)全自己產(chǎn)業(yè)鏈。但技術(shù)的快速迭代，行業(yè)內(nèi)不斷有小公司帶著創(chuàng)新點(diǎn)工具出現(xiàn)，

行業(yè)小導(dǎo)致自研技術(shù)去取代這些公司成本較高，并購(gòu)是最佳選擇。Cadence通過(guò)并購(gòu)成為一代霸主。Cadence于

1989

年收購(gòu)

Verilog是其最為重要的

一次并購(gòu)，通過(guò)這次并購(gòu)

Cadence成功解決了復(fù)雜度帶來(lái)的芯片性能驗(yàn)證問(wèn)題，也標(biāo)志

著

EDA從設(shè)計(jì)領(lǐng)域，拓展進(jìn)入了軟件模擬和硬件仿真領(lǐng)域，設(shè)計(jì)與仿真能夠通過(guò)使用

同一家公司的不同套軟件來(lái)完成。2001

年

Cadence收購(gòu)

SiliconPerspective，將

IC布局

工具和

SI分析工具收入囊中，為下一代布局布線做技術(shù)儲(chǔ)備；2002

年收購(gòu)

Simplex，補(bǔ)

足寄生參數(shù)提取和分析方面的能力；同年收購(gòu)

IBM硬件仿真業(yè)務(wù)，真正占領(lǐng)硬件仿真

高地。Synopsys通過(guò)并購(gòu)超越

Cadence，鑄就全球

EDA龍頭地位?？v觀

Synopsys的發(fā)展

歷史，不僅通過(guò)大量的并購(gòu)?fù)晟屏斯緲I(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)了全流程覆蓋，同時(shí)也通過(guò)數(shù)次關(guān)鍵

并購(gòu)從而直接在與剩余兩大巨頭的競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出，成為全球

EDA龍頭。根據(jù)芯思想

數(shù)據(jù)，2002

年，Synopsys以

8.3

億美元收購(gòu)與

Cadence結(jié)束專利訴訟的

Avanti，從而成

為

EDA歷史上第一家可以提供頂級(jí)前后端完整

IC設(shè)計(jì)方案的領(lǐng)先

EDA工具商。這場(chǎng)

收購(gòu)改變了傳統(tǒng)上“Synopsys占前端，Cadence占后端”的格局，讓

Synopsys在進(jìn)入到

后摩爾定律時(shí)代之前完成基石技術(shù)的布局。4.國(guó)產(chǎn)EDA星星之火可以燎原4.1.

從中外對(duì)比看國(guó)產(chǎn)

EDA現(xiàn)狀海外

EDA產(chǎn)品矩陣更全。從

EDA產(chǎn)品矩陣的完整度來(lái)看，根據(jù)我們測(cè)算，EDA工

具鏈大約有

40

個(gè)細(xì)分領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)廠商尚未如國(guó)際三大家一樣實(shí)現(xiàn)

EDA全流程、全細(xì)分

領(lǐng)域的覆蓋。截至

2021

年

12

月，國(guó)產(chǎn)

EDA龍頭華大九天，也僅能夠?qū)崿F(xiàn)模擬芯片設(shè)

計(jì)和平板設(shè)計(jì)全流程覆蓋，覆蓋率約為

40%，其他國(guó)產(chǎn)

EDA廠商產(chǎn)品多為點(diǎn)工具，尚

不能為客戶提供特定領(lǐng)域全流程產(chǎn)品服務(wù)。海外

EDA產(chǎn)品支持的工藝更先進(jìn)。從

EDA產(chǎn)品的技術(shù)先進(jìn)性看，國(guó)際三大巨頭產(chǎn)

品能支持的最先進(jìn)工藝已經(jīng)達(dá)到

2nm，而國(guó)內(nèi)廠商僅有部分產(chǎn)品支持較先進(jìn)的工藝制程。

如華大九天的模擬設(shè)計(jì)全流程工具中，僅有一款電路仿真工具支持

5nm制程，其余僅支

持

28nm制程，思爾芯的

EDA產(chǎn)品僅支持

10nm制程。IP已經(jīng)成為海外

EDA公司的重要收入，但國(guó)產(chǎn)

EDA公司尚未大規(guī)模布局。EDA三巨頭中的

Synopsys和

Cadence同樣也是

IP市場(chǎng)的巨頭，Synopsys和

CadenceIP市場(chǎng)

營(yíng)收規(guī)模占有率為全球第二和第三，僅次于

ARM。相比之下，國(guó)產(chǎn)

EDA廠商大多還在

研制

EDA工具，未布局

IP產(chǎn)品。隨著集成電路產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，IP的作用會(huì)愈發(fā)顯著，

國(guó)內(nèi)外的

EDA公司在

IP的發(fā)展上已經(jīng)產(chǎn)生了較大差距。海外

EDA產(chǎn)品先發(fā)優(yōu)勢(shì)明顯，客戶粘性較高。從

20

世紀(jì)

70

年代，軟件被用于輔

助芯片設(shè)計(jì)算起，國(guó)外

EDA產(chǎn)業(yè)已經(jīng)發(fā)展近

50

年，先發(fā)優(yōu)勢(shì)明顯，技術(shù)、生態(tài)和客戶

使用習(xí)慣均較為完善。另外，2021

年先進(jìn)制程芯片流片費(fèi)用已經(jīng)高達(dá)數(shù)億元人民幣，

EDA工具選擇關(guān)乎流片的成功率，客戶更換

EDA工具帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)極高，當(dāng)客戶使用國(guó)

產(chǎn)

EDA跑出數(shù)據(jù)與國(guó)際巨頭

EDA工具不一致時(shí)，甚至需要國(guó)產(chǎn)廠商對(duì)結(jié)果進(jìn)行解釋。國(guó)內(nèi)

EDA專業(yè)人才數(shù)量匱乏，且多數(shù)任職于外資

EDA企業(yè)。根據(jù)賽迪智庫(kù)數(shù)據(jù)，

2020

年中國(guó)

EDA行業(yè)從業(yè)人員數(shù)量約為

4400

人，其中本土

EDA企業(yè)總?cè)藬?shù)約2000

人。雖然相比

2018

年的

700

人有了大幅度的增長(zhǎng)，但是相比于海外還是存

在較大差距。根據(jù)第

23

屆中國(guó)集成電路制造年會(huì)披露數(shù)據(jù)，全球

EDA行業(yè)從業(yè)

人數(shù)在

4

萬(wàn)人左右，而截至

2021

年

12

月，僅

Synopsys員工數(shù)量就達(dá)到了

1.5

萬(wàn)

人以上。中國(guó)

EDA儲(chǔ)備人才培養(yǎng)體系不夠完善。海外

EDA培養(yǎng)體系較為成熟，2015

年，

美國(guó)

SRC公布了

STARnet計(jì)劃，計(jì)劃在五年內(nèi)向六個(gè)大學(xué)研究中心投資

1.94

億美元，

其中多個(gè)項(xiàng)目直接與

EDA相關(guān)。Synopsys進(jìn)入中國(guó)以來(lái)，已經(jīng)與清華大學(xué)、東南大學(xué)、

華中科技大學(xué)等知名高校合作，為其提供軟件支持，成立合作交流中心。中國(guó)目前僅有

少數(shù)院校擁有

EDA方向的研究和人才培養(yǎng)計(jì)劃，國(guó)產(chǎn)

EDA公司與高校的合作也是剛剛

開始，人才培養(yǎng)體系還不夠完善。海外半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同更加緊密。EDA軟件不是獨(dú)立發(fā)展的，EDA需要與芯片設(shè)

計(jì)廠商和晶圓制造廠共同協(xié)作，打磨產(chǎn)品，推進(jìn)技術(shù)的進(jìn)步。海外半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈齊全，

有英偉達(dá)、英特爾和

AMD等頭部芯片設(shè)計(jì)廠商，也有三星、臺(tái)積電、格羅方德等大型

晶圓制造廠。合作伙伴們本身都是細(xì)分賽道的龍頭企業(yè)，在產(chǎn)業(yè)鏈中扮演關(guān)鍵角色，強(qiáng)

強(qiáng)協(xié)同下更能提升

EDA產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。海外

EDA并購(gòu)?fù)寥婪饰?。EDA三大巨頭主要通過(guò)并購(gòu)補(bǔ)全自身產(chǎn)業(yè)鏈，并購(gòu)需要

的不僅僅是資金，還有可供并購(gòu)的優(yōu)質(zhì)標(biāo)的群體。根據(jù)

crunchbase數(shù)據(jù)，2020

年，海

外共有

600

多家（美國(guó)

200

多家），這為巨頭并購(gòu)提供了豐沃的土壤，相比之下國(guó)內(nèi)僅

有幾十家

EDA國(guó)產(chǎn)企業(yè)，一定程度上也制約了國(guó)內(nèi)

EDA產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。4.2.

EDA國(guó)產(chǎn)化勢(shì)在必行中美科技脫鉤，趨勢(shì)愈演愈烈。美國(guó)不僅繞開世界貿(mào)易組織，直接對(duì)正在崛起的中

國(guó)施加額外貿(mào)易關(guān)稅，而且在科技領(lǐng)域也針對(duì)“中國(guó)制造

2025”等采取一系列限制措施，

華為、中興通訊等均位列制裁名單。2019

年

5

月

16

日，美國(guó)商務(wù)部宣布將華為及

70

家

關(guān)聯(lián)企業(yè)列入所謂的“實(shí)體清單”。如果沒有美國(guó)政府的批準(zhǔn)，華為將無(wú)法向美國(guó)企業(yè)購(gòu)買元器件。受此影響，多家國(guó)外供應(yīng)商開始對(duì)華為實(shí)行“斷供”。美國(guó)對(duì)中國(guó)的壓力已經(jīng)

由經(jīng)貿(mào)領(lǐng)域全面上升到科技領(lǐng)域，高新技術(shù)成為雙方爭(zhēng)奪的焦點(diǎn)。EDA作為“半導(dǎo)體皇

冠上的明珠”，必然受到美國(guó)限制，華為目前已經(jīng)停止了與國(guó)際三大巨頭的合作，自主研

發(fā)

EDA已經(jīng)勢(shì)在必行。華為四度落子國(guó)產(chǎn)

EDA企業(yè)，重要程度可見一斑。自

2020

年

12

月以來(lái)，華為旗

下哈勃投資已經(jīng)投資了四家國(guó)產(chǎn)

EDA公司，包括射頻全流程工具提供商九同方微電子、

專注于工業(yè)設(shè)計(jì)和仿真的無(wú)錫飛譜電子、專注于邏輯綜合和物理設(shè)計(jì)的立芯軟件及專注

于數(shù)字前端形式驗(yàn)證的阿卡思微，均為在各細(xì)分點(diǎn)工具領(lǐng)域領(lǐng)先的國(guó)內(nèi)

EDA廠商。4.3.

三十年發(fā)展，EDA國(guó)產(chǎn)之火點(diǎn)亮國(guó)產(chǎn)

EDA歷經(jīng)三十余年艱難發(fā)展，迎來(lái)政策和資本支持。EDA的國(guó)產(chǎn)之路起于

20

世紀(jì)

80

年代，20

世紀(jì)

90

年代初，中國(guó)歷史上第一款具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的

EDA工具“熊

貓”誕生，并獲得多個(gè)國(guó)際大獎(jiǎng)。但隨后國(guó)外

EDA廠商進(jìn)入中國(guó)，在“造不如買”思

潮下，國(guó)產(chǎn)

EDA產(chǎn)業(yè)陷入了十幾年的沉寂。直到

2008

年國(guó)家“核高基”項(xiàng)目將

EDA列

入其中，國(guó)產(chǎn)

EDA產(chǎn)業(yè)才重新煥發(fā)生機(jī)。同時(shí)，中興、華為事件使人們意識(shí)到關(guān)鍵基

礎(chǔ)技術(shù)的重要性，資本市場(chǎng)也開始關(guān)注

EDA行業(yè)。根據(jù)芯思想研究院數(shù)據(jù)，2020

年

EDA行業(yè)融資次數(shù)已經(jīng)達(dá)到

16

次，遠(yuǎn)超

2010

年的

1

次。國(guó)產(chǎn)

EDA行業(yè)逐漸壯大，星火已現(xiàn)燎原之勢(shì)。在國(guó)家政策與資本雙重支持下，國(guó)

產(chǎn)

EDA廠商數(shù)目不斷增加。根據(jù)芯思想研究院數(shù)據(jù)，2020

年國(guó)內(nèi)已有約

49

家

EDA企業(yè)，比如華大九天、芯華章、芯愿景、廣立微、概倫電子、思爾芯等，截至

2021

年

12

月

30

日，國(guó)內(nèi)已有

4

家企業(yè)申請(qǐng)

IPO，其中，概倫電子已經(jīng)上市。這些國(guó)產(chǎn)

EDA廠商

從各個(gè)細(xì)分領(lǐng)域進(jìn)行技術(shù)突破，其中華大九天已經(jīng)可以提供模擬芯片設(shè)計(jì)全流程的

EDA產(chǎn)品。根據(jù)賽迪智庫(kù)數(shù)據(jù)，2018-2020

年中國(guó)

EDA市場(chǎng)營(yíng)收國(guó)產(chǎn)化份額逐步由

6%提升

至

11%，國(guó)產(chǎn)化步伐逐步加快，星星之火已現(xiàn)燎原之勢(shì)。5.四家典型國(guó)產(chǎn)EDA公司引領(lǐng)EDA國(guó)產(chǎn)化浪潮5.1.

華大九天：國(guó)產(chǎn)

EDA之巔，唯一國(guó)家隊(duì)傳承自“熊貓”，國(guó)產(chǎn)

EDA龍頭。公司創(chuàng)始人參與設(shè)計(jì)中國(guó)第一款具有自主知識(shí)產(chǎn)

權(quán)的

EDA工具“熊貓

ICCAD系統(tǒng)”，技術(shù)功底扎實(shí)，行業(yè)經(jīng)驗(yàn)豐富。公司成立于

2009

年，主要從事

EDA工具軟件的開發(fā)、銷售及相關(guān)服務(wù)。主要產(chǎn)品有模擬電路設(shè)計(jì)全流

程

EDA工具系統(tǒng)、數(shù)字電路設(shè)計(jì)

EDA工具、平板顯示電路設(shè)計(jì)全流程

EDA工具系統(tǒng)

和晶圓制造

EDA工具等。根據(jù)賽迪智庫(kù)數(shù)據(jù)，2020

年華大九天營(yíng)收占中國(guó)

EDA市場(chǎng)

約

6%的份額，占國(guó)產(chǎn)

EDA市場(chǎng)營(yíng)收份額超過(guò)

50%，居本土

EDA企業(yè)首位。營(yíng)收規(guī)模國(guó)內(nèi)最大，高度重視技術(shù)研發(fā)。華大九天

2020

年?duì)I收

4.15

億元，同比增

長(zhǎng)

61%，為國(guó)產(chǎn)

EDA廠商中規(guī)模最大的公司。2020

年歸母凈利潤(rùn)為

1.04

億元，同比增

長(zhǎng)

81%。EDA行業(yè)為技術(shù)密集型行業(yè)，華大九天高度重視技術(shù)研發(fā)，2018-2020

年研發(fā)

費(fèi)用率維持在

40%以上，2020

年公司研發(fā)人員占比高達(dá)

67%。截至

2021

年

6

月

30

日，

公司已擁有已授權(quán)專利

145

項(xiàng)和已登記軟件著作權(quán)

51

項(xiàng)。唯一國(guó)家隊(duì)，中國(guó)電子給予華大九天強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈支持。華大九天第一大股東中國(guó)電子

信息產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司（簡(jiǎn)稱：中國(guó)電子，CEC）是中央直接管理的國(guó)有重要骨干企業(yè)。

CEC成功突破高端通用芯片、操作系統(tǒng)等關(guān)鍵核心技術(shù)，構(gòu)建了兼容移動(dòng)生態(tài)、與國(guó)際

主流架構(gòu)比肩的安全先進(jìn)綠色的“PKS”自主計(jì)算體系。根據(jù)

CEC官網(wǎng)數(shù)據(jù)，截至

2020

年底，中國(guó)電子擁有

26

家二級(jí)企業(yè)、15

家上市公司、18

余萬(wàn)員工，實(shí)現(xiàn)全年?duì)I業(yè)收入

2479.2

億元。CEC旗下半導(dǎo)體企業(yè)眾多，如飛騰、成都華微電子、瀾起科技、中國(guó)振華

等，為華大九天產(chǎn)品的技術(shù)迭代和生態(tài)建設(shè)甚至是收購(gòu)兼并提供了強(qiáng)有力的產(chǎn)業(yè)鏈支持。

第二大股東大基金一期二期對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈從原材料到封裝測(cè)試進(jìn)行了全面投資，能夠

為華大九天的產(chǎn)品提供全產(chǎn)業(yè)鏈支持。5.2.

概倫電子：國(guó)產(chǎn)

DTCO引領(lǐng)者十年一劍，“DTCO”產(chǎn)品技術(shù)世界領(lǐng)先。概倫電子是提供大規(guī)模高精度集成電路仿

真、高端半導(dǎo)體器件建模、半導(dǎo)體參數(shù)測(cè)試解決方案的廠商，致力于推動(dòng)先進(jìn)工藝開發(fā)

和高端芯片設(shè)計(jì)的深度聯(lián)動(dòng)。公司成立于

2010

年，創(chuàng)始人曾任

Cadence全球副總裁。

歷經(jīng)

2010-2020

年，公司實(shí)現(xiàn)了

DTCO（設(shè)計(jì)工藝協(xié)同優(yōu)化）真正落地的從數(shù)據(jù)到仿真

的創(chuàng)新

EDA解決方案，得到了業(yè)界的認(rèn)可。公司于

2019

年底并購(gòu)北京博達(dá)微科技，增

強(qiáng)了業(yè)務(wù)實(shí)力，為公司持續(xù)進(jìn)行并購(gòu)提供了范本。概倫電子深耕器件建模及電路仿真領(lǐng)域。公司在器件建模和電路仿真驗(yàn)證兩大集成

電路制造和設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行重點(diǎn)突破，自主研發(fā)了相關(guān)

EDA核心技術(shù)，可有效支

撐

7nm/5nm/3nm等先進(jìn)工藝節(jié)點(diǎn)下的大規(guī)模復(fù)雜集成電路的設(shè)計(jì)和制造，幫助晶圓廠

在工藝開發(fā)階段評(píng)估優(yōu)化工藝平臺(tái)的可靠性和良率等特性，建立精確的器件模型、PDK和標(biāo)準(zhǔn)單元庫(kù)，并通過(guò)快速精準(zhǔn)的電路仿真幫助集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)有效預(yù)測(cè)芯片的性能

和良率，優(yōu)化電路設(shè)計(jì)。IPO募資致力于打造存儲(chǔ)

EDA全流程工具。公司自成立起就致力于

DTCO方法學(xué)

的踐行，存儲(chǔ)器芯片領(lǐng)域企業(yè)對(duì)性能和良率指標(biāo)及產(chǎn)品上市時(shí)間的要求極高，是公司推

廣

DTCO落地的理想場(chǎng)景。截至

2021

年

12

月，公司已在存儲(chǔ)器芯片領(lǐng)域取得國(guó)際大客

戶（如三星、SK海力士、美光科技等）認(rèn)可。公司

IPO募資擬投入

3.5

億元繼續(xù)研究開

發(fā)存儲(chǔ)器芯片全流程設(shè)計(jì)平臺(tái)及其相關(guān)

EDA工具，進(jìn)一步擴(kuò)大公司在該領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)。營(yíng)業(yè)收入快速增長(zhǎng)，制造類

EDA工具營(yíng)收占比最大。概倫電子

2020

年?duì)I收

1.37

億元，同比增長(zhǎng)

110%。公司營(yíng)收類型分為

EDA工具授權(quán)、半導(dǎo)體器件特性測(cè)試儀器銷

售以及半導(dǎo)體工程服務(wù)。EDA工具授權(quán)主要包括制造類

EDA工具及設(shè)計(jì)類

EDA工具，

其中

2020

年制造類

EDA工具收入占比達(dá)

43%，設(shè)計(jì)類

EDA工具占比

26%。半導(dǎo)體器

件特性測(cè)試儀器占比逐年增長(zhǎng)，2020

年占比

18%，已成為第三大業(yè)務(wù)。2020

年歸母凈

利潤(rùn)為

0.29

億元，扣非凈利潤(rùn)于

2019

年扭虧為盈，2020

年扣非凈利潤(rùn)為

0.21

億元，同

比增長(zhǎng)

91.6%。概倫電子長(zhǎng)期注重研發(fā)投入，扣除股份支付影響后

2018-2020

年研發(fā)費(fèi)

用率維持在

36%以上，2020

年公司研發(fā)人員占比達(dá)到

54%。存儲(chǔ)芯片

EDA器件建模及電路仿真領(lǐng)域達(dá)到國(guó)際一流水平，積累大量知名客戶。

概倫電子在器件建模和電路仿真兩大集成電路制造和設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)掌握了具備國(guó)際

市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力、自主可控的

EDA核心技術(shù)，形成了核心關(guān)鍵工具，能夠支持

7nm/5nm/3nm等先進(jìn)工藝節(jié)點(diǎn)和

FinFET、FD-SOI等各類半導(dǎo)體工藝路線，構(gòu)建了較高的技術(shù)壁壘。

公司國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的提升使其在全球范圍內(nèi)已形成較為穩(wěn)固的市場(chǎng)地位，得到全球領(lǐng)先晶

圓廠的廣泛使用，包括臺(tái)積電、三星電子、聯(lián)電、格芯、中芯國(guó)際等全球前十大晶圓代

工廠中的九家。5.3.

廣立微：成品率提升領(lǐng)域全流程覆蓋，獨(dú)特的制造類

EDA中堅(jiān)力量國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的集成電路

EDA軟件與晶圓級(jí)電性測(cè)試設(shè)備供應(yīng)商。廣立微于

2003

年

成立于杭州，創(chuàng)始人曾任

PDFSolutions高級(jí)工程師，XilinxINC.資深主任工程師。公司

專注于芯片成品率提升和電性測(cè)試快速監(jiān)控技術(shù)，主要提供

EDA軟件、電路

IP、WAT測(cè)試設(shè)備以及與芯片成品率提升技術(shù)相結(jié)合的全流程解決方案，公司先進(jìn)的解決方案已

成功應(yīng)用于

180nm～4nm工藝技術(shù)節(jié)點(diǎn)。營(yíng)收增速較快，軟件技術(shù)開發(fā)與軟件工具授權(quán)為主要收入來(lái)源。廣立微

2020

年?duì)I

收

1.24

億元，同比增長(zhǎng)

87.30%。公司營(yíng)收類型分為軟件工具授權(quán)、軟件技術(shù)開發(fā)、測(cè)

試機(jī)及配件以及測(cè)試服務(wù)。2018-2020

年軟件工具授權(quán)與軟件技術(shù)開發(fā)收入占比保持在

73%以上。2020

年測(cè)試機(jī)及配件業(yè)務(wù)占比

25%，超過(guò)軟件工具授權(quán)成為第二大業(yè)務(wù)。

2020

年歸母凈利潤(rùn)為

0.50

億元，同比增長(zhǎng)

161.96%。廣立微研發(fā)費(fèi)