1.4萬
全球EDA市場概覽，三家企業(yè)壟斷80%
EDA軟件是芯片設(shè)計的重要工具，可以說是芯片行業(yè)的“Photoshop”。EDA技術(shù)在全球芯片設(shè)計領(lǐng)域具有核心地位，被譽為“芯片設(shè)計之母”。 沒有EDA，就沒有現(xiàn)代半導體產(chǎn)業(yè)。它不僅關(guān)乎集成電路的設(shè)計、布線、驗證和仿真等多個環(huán)節(jié)，而且是芯片設(shè)計和制造過程中不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)。
全球EDA市場高度集中，擁有高技術(shù)和人才壁壘。根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)，2022年全球EDA銷售額為87.68億美元，其中中國大陸的銷售額為11.65億美元，占全球市場的13.3%。賽迪智庫數(shù)據(jù)顯示，國內(nèi)市場在2018-2020年的集中度一直保持在77%左右，主要由新思Synopsys、鏗騰Cadence和西門子Siemens三巨頭主導。三家各自專長不同：新思主要在數(shù)字電路設(shè)計，鏗騰在模擬電路，而西門子則在制造和封測方面有優(yōu)勢。
據(jù)預測，到2026年全球EDA市場規(guī)模將達到1500億人民幣，年復合增長率約為10%。而在中國，該市場2017年規(guī)模為641億元人民幣，2020年已增至931億元，預計到2026年將達到2218億元。設(shè)計規(guī)模和復雜性的增加使EDA工具更加關(guān)鍵。據(jù)TrendForce預測，到2025年，全球7nm及以下先進制程產(chǎn)能將主要由臺灣（69%）、韓國（18%）和美國（12%）占據(jù)，而中國大陸僅占1%。但在12英寸晶圓產(chǎn)能方面，到2025年中國大陸占比將達到27%，僅次于臺灣的43%。
需求飆升，國產(chǎn)EDA乘勢而起
中國正處于推動國內(nèi)電子設(shè)計自動化（EDA）產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵階段，尤其是在最近發(fā)布的“十四五規(guī)劃”中對此有明確的規(guī)劃和支持。這一方向得到了多重支持，包括政府政策、資本注入和產(chǎn)業(yè)內(nèi)需求。
中國EDA市場具有巨大的國產(chǎn)替代潛力。據(jù)中國半導體行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，國內(nèi)EDA市場規(guī)模從2015年的515億元增長至2020年的931億元，同比增長率達到27.7%。預計到2025年，中國EDA市場規(guī)模將突破1800億元，年復合增長率有望達到14.71%。華大九天目前在國內(nèi)市場占有約6%的份額，2021年的營收達到5.79億人民幣，凈利潤為1.39億人民幣，位列國內(nèi)EDA企業(yè)首位。盡管如此，與國際巨頭相比，其規(guī)模和技術(shù)仍然較小。
國產(chǎn)EDA廠商分類，來源：與非研究院
值得注意的是，隨著中國集成電路產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展和國家對半導體產(chǎn)業(yè)的政策扶持，國產(chǎn)EDA軟件的發(fā)展速度近年來有了顯著提升。一些國產(chǎn)EDA企業(yè)逐漸嶄露頭角，例如華大九天、國微集團和廣立微等。其中，華大九天在EDA領(lǐng)域可謂是佼佼者，它不僅提供一站式EDA及相關(guān)服務，還在模擬電路設(shè)計、數(shù)字電路設(shè)計和平板顯示電路設(shè)計等多個子領(lǐng)域內(nèi)擁有領(lǐng)先的技術(shù)。華大九天與京東方、華星光電、天馬微電子等國內(nèi)外知名企業(yè)有著廣泛的合作，為它們提供全面的EDA解決方案。
值得一提的是，除了華大九天外，其他如廣立微、芯和半導體等國產(chǎn)EDA企業(yè)在特定領(lǐng)域也有著不俗的表現(xiàn)。例如，廣立微在芯片良率測試分析方面有著顯著的優(yōu)勢，而芯和半導體則在射頻芯片設(shè)計和驗證方面有著突出的表現(xiàn)。
從政府層面來看，國家對半導體和EDA行業(yè)的發(fā)展給予了高度的重視。例如，國務院國資委黨委書記、主任張玉卓明確表示，將在人才、資金等方面加大政策支持力度，以促進集成電路產(chǎn)業(yè)鏈的全面和先進發(fā)展。另外，北京、上海、深圳、成都等地也紛紛出臺了EDA支持政策，以促進行業(yè)的發(fā)展。這些政策的出臺無疑為國內(nèi)EDA廠商提供了寶貴的發(fā)展機會，也有助于解決長期以來核心技術(shù)受制于人的問題。
在企業(yè)層面，華大九天等國內(nèi)EDA企業(yè)也在不斷推進技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品研發(fā)。以華大九天為例，該公司推出了多款全流程EDA工具，包括存儲電路設(shè)計、射頻電路設(shè)計、模擬電路設(shè)計等多個領(lǐng)域，表現(xiàn)出很強的技術(shù)實力和市場潛力。尤其值得一提的是，在數(shù)字電路設(shè)計這一最受市場關(guān)注的領(lǐng)域，華大九天推出了邏輯綜合工具ApexSyn，這無疑是一個重要的技術(shù)突破。
國產(chǎn)EDA廠商匯總（部分），來源：與非研究院
從市場需求來看，國內(nèi)集成電路設(shè)計企業(yè)數(shù)量在2011-2021年間從534家增長到了2810家，增長了426%。這一大規(guī)模的增長將無疑推動設(shè)計類EDA軟件的需求。同時，全球晶圓產(chǎn)能也在持續(xù)增長，尤其是在國內(nèi)多家晶圓廠如中芯國際、華虹集團等都在擴建生產(chǎn)能力，這進一步推動了制造類EDA工具的需求。過去五年是國內(nèi)EDA產(chǎn)業(yè)快速成長的時期，企業(yè)數(shù)量從不到十家猛增到100家左右。這種爆炸性的增長不僅僅是資本推動的結(jié)果，更重要的是，它反映了整個產(chǎn)業(yè)鏈，特別是終端市場對EDA技術(shù)的高度關(guān)注和急迫需求。
國產(chǎn)EDA面臨的挑戰(zhàn)與機遇
然而，挑戰(zhàn)依然存在。近期全球芯片巨頭如英特爾、英偉達、美光等下調(diào)了盈利預期，這反映了全球半導體行業(yè)的不穩(wěn)定性，也暗示了潛在的風險。此外，國內(nèi)市場目前的技術(shù)和產(chǎn)能大多仍然集中在成熟制程的同質(zhì)化生產(chǎn)上，這使得國內(nèi)芯片行業(yè)面臨過剩的風險。
另外，國內(nèi)電子設(shè)計自動化（EDA）行業(yè)雖然取得了一定的成績，但相對于國際市場巨頭如Cadence和Synopsys，還有很大的發(fā)展空間。這個差距尤為明顯在全球芯片短缺正在逐漸緩解，以及國內(nèi)半導體行業(yè)可能出現(xiàn)泡沫的背景下。在這樣的大環(huán)境下，國內(nèi)EDA代表企業(yè)如華大九天便面臨著巨大的挑戰(zhàn)和機遇。
華大九天董事長劉偉平曾“總結(jié)EDA產(chǎn)業(yè)基本特點：
一是寡頭壟斷，技術(shù)難度比較高?；旧系谝幻杂?，第二名打平，第三名就要賠錢，技術(shù)上也是類似的。做EDA做不到前兩名，基本上沒有機會，一定要有很高的技術(shù)才能滿足芯片產(chǎn)品的開發(fā)需要。
二是EDA產(chǎn)業(yè)投資周期比較長，見效比較慢。EDA是算法密集型大型軟件系統(tǒng)，需要長期的技術(shù)積累；EDA研發(fā)周期長、產(chǎn)業(yè)化周期長，需要持續(xù)不斷的資金投入。今天大家都在談堅持，EDA領(lǐng)域更需要堅持?；旧祥_發(fā)一個EDA工具需要6年左右的時間，才能真正做成被市場接受的、能夠在市場應用的產(chǎn)品。
三是需要建立產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈，得到產(chǎn)業(yè)鏈上下游的全力支持。EDA是制造和設(shè)計的紐帶和橋梁，也就是說需要制造和設(shè)計的支持。
四是人才。EDA產(chǎn)業(yè)發(fā)展對人才的依賴性更高，目前國內(nèi)EDA領(lǐng)域人才匱乏，包括基礎(chǔ)人才和高端人才。
五是EDA產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要并購。EDA領(lǐng)域的三巨頭都是通過并購而壯大的。目前國內(nèi)有十來家EDA公司，國外還有幾十家大大小小EDA公司，大家合在一起就有可能更快地把產(chǎn)品做大。”
國微芯執(zhí)行總裁兼首席技術(shù)官白耿先生也曾對與非網(wǎng)記者表示，國產(chǎn)EDA的發(fā)展大致可以分為四個階段：
第一階段，實現(xiàn)基本功能，從無到有的突破；
第二階段，能夠支持芯片的實際設(shè)計和制造過程，達到“可用”的水平；
第三階段，能夠幫助客戶提升良率，并且實現(xiàn)設(shè)計制造流程的再優(yōu)化，從而達到“好用”的水平；
第四階段，EDA工具體現(xiàn)核心價值，實現(xiàn)多工具協(xié)同優(yōu)化，并且形成較高的技術(shù)和生態(tài)壁壘及客戶依賴度高、替代成本高，DTCO貫穿設(shè)計與制造環(huán)節(jié)的多點工具，具備DTCO工具實力的EDA公司將具備生態(tài)壁壘。
目前國產(chǎn)EDA大多還集中在二到三階段。與國際EDA巨頭相比，在制程技術(shù)和市場占有率方面仍有明顯的差距。盡管如此，國內(nèi)廠商正在積極進行技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新。特別是在模擬電路設(shè)計領(lǐng)域，由于國內(nèi)外在邏輯IC方面的技術(shù)差距，模擬電路設(shè)計逐漸成為國內(nèi)EDA一個潛在的增長點。預計該領(lǐng)域的市場占比將由目前的15%增長到30%。第二個挑戰(zhàn)是技術(shù)短板，包括缺乏數(shù)字芯片全流程設(shè)計的核心工具模塊，對先進工藝的支持不足，以及缺乏集成電路封測的完整EDA系統(tǒng)。這些問題對于國內(nèi)EDA產(chǎn)業(yè)來說都是需要解決的關(guān)鍵問題。
與國際主流EDA廠商相比，國產(chǎn)EDA產(chǎn)業(yè)在技術(shù)、市場份額和客戶數(shù)量等方面都存在較大的差距。特別是在先進制程支持上，國外廠商可能已經(jīng)能夠支持到5納米或3納米工藝，而國內(nèi)仍停留在28納米或14納米。這一差距不僅限制了國內(nèi)EDA在全球市場的競爭力，也影響了與晶圓代工廠和設(shè)計公司的協(xié)同發(fā)展。
據(jù)國內(nèi)EDA龍頭企業(yè)華大九天的數(shù)據(jù)顯示，與國際主要競爭對手相比，在研發(fā)費用和市場份額方面還存在明顯的差距。例如，新思科技2021年的營收已經(jīng)超過2800億元人民幣，是華大九天的近48倍。但正因為如此，這也為國內(nèi)EDA產(chǎn)業(yè)提供了巨大的發(fā)展空間和機會。
如何縮小與國際巨頭的差距？
EDA（電子設(shè)計自動化）與制造和設(shè)計形成一個鐵三角生態(tài)圈，支撐整個芯片產(chǎn)業(yè)。EDA廠商向芯片設(shè)計（Fabless）和制造（Foundry）廠商提供不同類別的軟件，推動整個產(chǎn)業(yè)鏈的升級和高效運作。
生態(tài)建設(shè)是EDA企業(yè)成功的關(guān)鍵。它依賴于與集成電路制造和設(shè)計企業(yè)的緊密合作，以持續(xù)更新工藝庫，進一步增強產(chǎn)品競爭力。此外，EDA工具需獲得晶圓廠商的認證，進一步提高信譽和市場接受度。
華大九天作為國產(chǎn)EDA行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)，其發(fā)展速度和規(guī)模成為了業(yè)界的焦點。據(jù)統(tǒng)計，華大九天的員工數(shù)量已經(jīng)增長到875人，令人驚嘆的是其中有75%的員工都致力于EDA的研發(fā)工作。這不僅顯示了其對技術(shù)研發(fā)的高度重視，還表明了EDA技術(shù)在當今市場中的重要性。然而，與國際知名的cats和snopes等大公司相比，盡管華大九天的增長勢頭強勁，但在整體規(guī)模上仍有差距。
為了縮小這一差距，國內(nèi)EDA產(chǎn)業(yè)正在加快技術(shù)研發(fā)、擴大市場份額和積累客戶。其中，"統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫"的概念被提出，旨在通過一個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)，使得整個EDA流程更為流暢和高效。這與全球EDA產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢相吻合，并能提供更高的安全性和自主性。
除此之外，促進EDA產(chǎn)業(yè)生態(tài)發(fā)展成熟與人才的培養(yǎng)，也是國產(chǎn)EDA追趕國外先進同行的方向。本次華大九天HUG會議的召開就是其中的一次嘗試。在人才培養(yǎng)方面，華大九天與多所高校展開了深入合作。除了提供教材和課件，還專門培訓教師，并參與了多個與集成電路相關(guān)的學科競賽和科研項目。這不僅有助于解決當前IC設(shè)計行業(yè)的人才短缺問題，也為未來的人才培養(yǎng)打下了堅實的基礎(chǔ)。
企業(yè)并購也是許多國產(chǎn)EDA企業(yè)發(fā)展的主要策略。如華大九天，它不僅通過并購來彌補產(chǎn)品鏈上的空白，還通過與具有協(xié)同效應的公司進行合作，以實現(xiàn)1+1>2的效果，從而提升企業(yè)的綜合實力。但是，并購并非一蹴而就。如何確定并購目標的合適性和價值成為了每一次并購的關(guān)鍵。華大九天等公司在這方面采取了一系列措施，如加強技術(shù)評估能力，與潛在的客戶和市場進行深度溝通以獲取反饋。企業(yè)的并購決策不會盲目，而是基于對市場和技術(shù)的深度分析，選擇那些能與自己業(yè)務有補充或增強作用的對象。
國際并購是許多國產(chǎn)EDA企業(yè)擴展市場的另一條路徑。盡管華大九天等企業(yè)一直秉承著技術(shù)的開放與合作的理念，但在當前的國際情況下，出國并購面臨了許多不小的壓力。例如，基于國家安全考慮，英國政府曾拒絕了某些并購案。面對這樣的外部壓力，國產(chǎn)EDA行業(yè)無疑需要進行策略調(diào)整。加強國內(nèi)的合作，促進自主研發(fā)，減少對外部技術(shù)的依賴，成為了行業(yè)內(nèi)共識。
華大九天還與晶圓代工廠建立了緊密的合作關(guān)系。他們相信，僅當EDA和晶圓代工廠完美融合時，才能為IC設(shè)計廠家提供最佳的服務。綜合考慮，華大九天通過技術(shù)創(chuàng)新、市場拓展、人才培養(yǎng)和產(chǎn)業(yè)合作等多角度的努力，正逐步縮小與國際主流EDA產(chǎn)業(yè)之間的差距。公司不僅在提升自身實力的同時，也在推動整個國產(chǎn)EDA產(chǎn)業(yè)向前邁進。
總體而言，國內(nèi)EDA行業(yè)雖面臨眾多挑戰(zhàn)，但在政府政策的推動和市場需求的拉動下，依然具有巨大的發(fā)展?jié)摿蜋C會。關(guān)鍵是如何通過持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新和人才培養(yǎng)，以及與全球行業(yè)的緊密合作，來逐步縮小與國際巨頭的技術(shù)和市場份額差距，實現(xiàn)從“追趕”到“領(lǐng)跑”的跨越。
下載ECAD模型
