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　　Graphics 被称为三大巨头ღღღღ，占据了全球市场超过 65% 的份额ღღღღ，中国市场的 90% 份额ღღღღ，华为ღღღღ、中兴等等芯片厂商都离不开美国的 EDA 产品蜜桃95ღღღღ。

　　但美国一步步紧逼华为ღღღღ，几乎是切断了后路ღღღღ，那么ღღღღ，对于华为以及更多中国企业来说ღღღღ，发展国产 EDA 产业就变得尤为重要ღღღღ，但要从何发展ღღღღ，怎么发展呢？

　　近日ღღღღ，方正证券发布了《半导体EDA 行业研究与投资报告》（以下简称《报告》）ღღღღ，《报告》分析了 EDA 产业的新机遇以及国内产业发展特点ღღღღ，并据此提出了国产 EDA 的产业发展方向ღღღღ。

　　EDA 是电子设计自动化（Electronic Design Automation）的简称ღღღღ，是从计算机辅助设计（ CAD ）ღღღღ、计算机辅助制造（ CAM ）ღღღღ、计算机辅助测试（ CAT ）和计算机辅助工程（ CAE ）概念发展而来ღღღღ。

　　芯片产业链包括设计ღღღღ、制造ღღღღ、封装ღღღღ、测试ღღღღ、销售ღღღღ，芯片核心实力重心在芯片设计ღღღღ，而芯片设计离不开芯片设计软件 EDAღღღღ，EDA 可谓是芯片产业链“任督二脉”ღღღღ。

　　EDA 是广义 CAD 的一种ღღღღ，是细分的行业软件ღღღღ。利用 EDA 工具ღღღღ，电子设计师可以从概念ღღღღ、算法ღღღღ、协议等开始设计电子系统ღღღღ，完成电子产品电路设计ღღღღ、性能分析到设计出 IC 版图或PCB版图的整个过程ღღღღ。

　　国内 EDA 产业发展从上世纪八十年代中后期开始ღღღღ，国产首套 EDA 熊猫系统于 1986 年开始研发并于 1993 年问世ღღღღ。之后的国内 EDA 发展曲折而缓慢ღღღღ，因各种因素影响ღღღღ，国产 EDA 产业没有取得实质成功ღღღღ，但近十年发展中蜜桃95ღღღღ，华大九天ღღღღ、芯禾科技ღღღღ、广立微蜜桃95ღღღღ、博达微等几个企业从国产 EDA 阵型中展露生机ღღღღ。

　　中国市场 EDA 销售额的 95% 由以上三家瓜分ღღღღ，剩余的 5% 还有部分被 Ansys 等其它外国公司占据ღღღღ，给华大九天ღღღღ、芯禾科技等国产 EDA 公司留下了极少的份额ღღღღ，且后者在工具的完整性方面与三强相比ღღღღ，有明显的差距ღღღღ。

　　而在局部取得突破的领域ღღღღ，国内厂商与三巨头也存在着相当的差距ღღღღ，比如在物理验证ღღღღ、综合实力等方面ღღღღ，国内 EDA 厂商还“没有能力全面支撑产业发展”ღღღღ，总体上还是很难离开三大巨头公司的平台ღღღღ。

　　一是国内的 EDA 工具不全ღღღღ，EDA 软件要覆盖 IC 设计ღღღღ、布线ღღღღ、验证和仿真等所有方面ღღღღ，而国产 EDA 很多只涉及到其中的一部分环节ღღღღ；

　　另一个是国产 EDA 软件和先进工艺的结合较差ღღღღ，毕竟国内制造水平不强ღღღღ，14nm 也只是刚刚量产ღღღღ，而华为 7nm 甚至 5nm 的芯片已在路上了ღღღღ，自然国产 EDA 在先进工艺方面是差于国外的ღღღღ。

　　所以ღღღღ，一旦 EDA 受制于人ღღღღ，整个芯片软件产业的发展都可能停摆ღღღღ，发展国产 EDA 迫在眉睫ღღღღ。

　　从全球科技产业周期的角度来看ღღღღ，目前处于5G应用周期的前夜ღღღღ，物联网人工智能和虚拟/ 增强现实领域的新机遇使得整个集成电路生产周期各阶段的半导体公司都能受益ღღღღ。具备AI特性的 EDA 工具也可以帮助客户设计出更好的芯片ღღღღ，并快速推向市场ღღღღ。

　　中国半导体的崛起ღღღღ，给发展 EDA 软件带来了新的希望ღღღღ。截止到 2019 年ღღღღ，中国大陆光晶圆厂ღღღღ，达到 86 座ღღღღ。同时还有全球最大的半导体消费市场ღღღღ，达到了 60% ღღღღ。这表明中国的 EDA 企业正在追求快速增长ღღღღ，来满足巨大的国内需求ღღღღ。

　　集成电路作为半导体产业的核心ღღღღ，由于其技术复杂性ღღღღ，产业结构高度产业化ღღღღ。随着产业规模的迅速扩张ღღღღ，产业竞争加剧ღღღღ，分工模式进一步细化ღღღღ，由原来的 IDM 为主逐渐转变为 Fabless+Foundry+OSATღღღღ。目前市场产业链为 IC 设计ღღღღ、IC 制造和 IC封装测试ღღღღ。

　　芯片设计分为前端设计（也称逻辑设计）和后端设计（也称物理设计）ღღღღ，两者并没有统一严格的界限ღღღღ，涉及到与工艺有关的设计就是后端设计ღღღღ。从设计程度上来讲ღღღღ，前端设计的结果就是得到了芯片的门级网表电路ღღღღ。

　　在 IC 设计中ღღღღ，逻辑合成这个步骤便是将确定无误的 HDL codeღღღღ，放入电子设计自动化工具（EDA tool）ღღღღ，让电脑将 HDL code 转换成逻辑电路ღღღღ，产生电路图ღღღღ。然后反复的确定此逻辑闸设计图是否符合规格并修改ღღღღ，直到功能正确为止ღღღღ。

　　从市场价值来看ღღღღ，整个 EDA 软件的全球市场规模不足一百亿美元ღღღღ，却撬动了 5000 亿美元的半导体产业ღღღღ。如果没有了这颗基石ღღღღ，全球所有的芯片设计公司都会直接停摆ღღღღ，半导体金字塔就会坍塌ღღღღ。

　　根据加州大学 Kahng 教授的计算分析ღღღღ，在 2011 年一片芯上系统 SoC 的设计费大约是 4000 万美元ღღღღ。如果没有 EDA 技术进步ღღღღ，这笔费用会上升至 77 亿美元ღღღღ，EDA 软件让设计费用整整降低了 200 倍ღღღღ。

　　TCAD（Technology Computer Aided Design）全称是半寻体工艺和器件仿真软件ღღღღ。 整个 EDA 软件中ღღღღ，TCAD 在器件设计和工艺开发环节中发挥着至关重要的作用ღღღღ，是集成电路设计和制造中不可缺少的重要组成部分ღღღღ，是 EDA 软件系统中的核心底层ღღღღ。

　　目前全球 TCAD（传统 TCAD）仿真工具主要被两家美国公司 Synopsys 和 Silvaco 垄断 ღღღღ，两者市场份额总和超过 90%ღღღღ。 但是随着集成电路技术的发展ღღღღ，其先进制造技术逐渐逼近 3-5nm 技术节点ღღღღ，传统的 TCAD 将面临巨大的困难和挑战ღღღღ。

　　当器件到达深纳米尺度甚至原子尺度时ღღღღ，量子效应将起重要作用ღღღღ，而传统的模型没有完备地包含量子效应ღღღღ。

　　Atomistic TCAD 是目前全球最先进和最准确的从原子尺度迚行仿真ღღღღ，用来设计原子尺度电子器件的 TCAD 工具ღღღღ，完美的解决了传统 TCAD 面临的三大问题ღღღღ，包括量子效应ღღღღ、实验参数和新型器件ღღღღ。与传统的工艺建模技术相比ღღღღ，Atomistic TCAD 是原子级的计算机辅助设计软件ღღღღ，通过对纳米级半导体电子器件进行建模和仿真ღღღღ，无需进行大量实验测量便可以准确地获得过程技术参数ღღღღ。它可以有效地缓解纳米级半导体行业设计不制造中常见的难题ღღღღ，并有助于半导体制造商加快半导体工艺的开发ღღღღ，提高良率ღღღღ。 此外ღღღღ，Atomistic TCAD 可以扩展到对任何新型材料进行仿真ღღღღ，并具有广泛的行业应用ღღღღ。

　　EDA 工具分为三部分ღღღღ：前端（Verilog数字描述ღღღღ、以及数模混合）ღღღღ；后端（ Place＆Routing 布局与布 线）ღღღღ；验证（DRC／LVS 等）ღღღღ。

　　具体来说ღღღღ，在芯片的前端设计中ღღღღ，包含了芯片规格的制定和详细设计凯发k8一触即发ღღღღ、HDL 编码ღღღღ、真仿验证ღღღღ、逻辑综 合ღღღღ、静态时序分析（SAT ）以及形式验证ღღღღ；而后端设计中ღღღღ，包含了可测性设计（DFT）ღღღღ、布局规划（ FloorPlan）ღღღღ、时钟树综合 （CTS）ღღღღ、布线（Place & Route）ღღღღ、寄生参数提取以及版图物理验证等等ღღღღ。

　　IP核（Intellectual Property Core）是指在半导体集成电路设计中那些可以重复使用的ღღღღ、具有自主知识产权功能的设计模块ღღღღ，设计公司无需对芯片每个细节进行设计ღღღღ，通过购买成熟可靠的 IP 方案ღღღღ，实现某个特定功能凯发k8一触即发ღღღღ，这种类似搭积木的开发模式ღღღღ，缩短了芯片开发的时间ღღღღ，提高了芯片的可靠性ღღღღ。

　　多数 SoC 厂商依赖 IP 设计 SoC 芯片的过程ღღღღ，其本质就是寻找验证及整合 IP 核的过程 ღღღღ。IP 核变成了 SoC 设计的基础ღღღღ，深刻的影响着 SoC 的设计ღღღღ。随着需求端的快速变化 ღღღღ，上市时间越来越短ღღღღ，SoC 设计公司对成熟 IP 的依赖程度日益增加ღღღღ。

　　半导体 IP 行业的客户积累ღღღღ，是一个较长期的过程ღღღღ，且客户黏性较强ღღღღ，其原因主要包括以下三 点ღღღღ：

　　由于 IP 模块和芯片设计企业客户的研发体系是深度耦合的ღღღღ，IC 设计企业的技术积累ღღღღ，全都基于所采用的 IPღღღღ，因此迁移成本较高ღღღღ。

　　上下游生态网络的建立ღღღღ，对于 IP 授权企业来说ღღღღ，本身就是护城河ღღღღ。这是由于客户在选择芯片设计提供商时ღღღღ，极为谨慎ღღღღ，会重点关注其是否有相应的成功案例ღღღღ。

　　以上三点ღღღღ，决定了 IP 授权行业ღღღღ，往往形成赢家通吃的竞争栺局ღღღღ，新竞厂家凯发k8一触即发ღღღღ，较难在短时间内超越竞争对手ღღღღ。

　　常规的 IP 设计过程费时费力ღღღღ，而自动 IP 生成则是希望能通过直接把顶层架构设计 （对于数字 IP ）戒模块指标（模拟IP）映射到电路ღღღღ。这样一来ღღღღ，就能大大节省设计的时间和成本ღღღღ，同时可以做更多的设计探索ღღღღ，最终收敛到最优设计半导体ღღღღ，ღღღღ。

　　自动 IP 生成领域对亍中国的半导体行业有重要价值ღღღღ，中国距离全球先进的差距也并不大ღღღღ，因此ღღღღ，如果得到足够支持的话有机会能在未来数年内达到全球领先水平ღღღღ。 对于模拟 IP 自动生成来说ღღღღ，发展时间还不长ღღღღ，中国和国外巨头尚处于同一起跑线ღღღღ。 而拥有下一代的自动模拟 IP 生成工具ღღღღ，也有利于巩固中国模拟IP 设计强国的地位ღღღღ。

　　随着 EDA 行业的发展ღღღღ，相关软件产品逐渐增多ღღღღ，再加上全球芯片制造中对 EDA 产品的需求加大ღღღღ，使得 EDA 行业市场规模不断提高ღღღღ，但整体增速不高ღღღღ。据统计ღღღღ， 2018 年全球 EDA 行业市场规模为 97.04 亿美元ღღღღ，较 2017 年同比增长 4.30%ღღღღ。预计 2019 年年收入为 105 亿美元ღღღღ，同比增长 8.25%ღღღღ。 经过不断的市场洗牌ღღღღ，EDA 行业已经从上世纪的百家争鸣缩减到目前三大巨头ღღღღ， 成为一个高度垄断的行业ღღღღ。

　　2019 年第一季度资料显示ღღღღ，SIP 市场规模约为 8.66 亿美元ღღღღ，占行业总收入约 33.36%ღღღღ；CAE 市场约为规模 8.41 亿元ღღღღ， 占比约为 32.38 %ღღღღ；PCB&MCM（印刷电路板和多芯片模块）市场规模 2.24 亿美元ღღღღ，占比约为 8.63% ღღღღ。

　　从区域来看ღღღღ，北美地区是 EDA 软件行业发展最好的地区ღღღღ，在全球市场占比高达 42.7%ღღღღ；其次是 APAC 地区（亚太地区 ） ღღღღ，近年来需求上升较快 ღღღღ，占据了 34.6% 的市场份额ღღღღ；最后是 EMEA 地区（ 欧洲ღღღღ、中东和非洲地匙）和日本地区ღღღღ， 占比相对较小ღღღღ，分别占据 13.3% 和 9.4% 的市场份额ღღღღ。

　　国际三巨头所占国际市场份额超过60%ღღღღ，在国内市场寡头垄断的现象更加严重ღღღღ，三巨头所占比例高达 95%ღღღღ，可以看出 EDA 产业为寡头垄断的状态ღღღღ。

　　EDA 国际三巨头在过去的 30 多年里ღღღღ，经过了 60+ 次数的并购ღღღღ，才最终奠定了如今正在行业内的寡头垄断地位ღღღღ，其中 Synopsys 的并购次数高达 80 次ღღღღ，这说明 EDA 产业的发展是离不开并购扩张的ღღღღ。

　　EDA 行业的产品和服务需要长时间的技术积累ღღღღ，内容攮括了众多基础科学ღღღღ，是整个工业软件的智慧结 晶ღღღღ。

　　EDA 作为半导体行业的第一个环节ღღღღ，是制造和设计的纽带ღღღღ。EDA 与工艺设计强相关ღღღღ，既要跟着工艺跑 ღღღღ，又需要用户的信任去验证ღღღღ，所以必须获得产业链上下游支持ღღღღ，建立产业生态圈ღღღღ，才能更好的发展ღღღღ。

　　EDA 行业需求的人才主要是工具软件开发人才ღღღღ，工艺及器件背景的工程师凯发k8娱乐官网app下载ღღღღ。ღღღღ、熟悉 IC 设计流程的工程师 ღღღღ、数学与业人才ღღღღ、应用及技术支持人和销售类人才ღღღღ，就业面相对窄ღღღღ。

　　中国 EDA 产业一路走来ღღღღ，屡屡碰壁ღღღღ。破土之初遭遇“巴统”禁运ღღღღ，禁止向中国销售先进电子 CAD 软件ღღღღ。虽然随后中国做成第一版ICCAD——熊猫系统ღღღღ，但马上迎来了国外 EDA 公司的激烈竞争和抢占市场ღღღღ，中国的 EDA 产业陷入长久的沉寂ღღღღ。

　　2008 年ღღღღ，国家“核高基”重大科技与项正式迚入实施阶段ღღღღ，EDA 领域 也迎来了新一轮的国家支持ღღღღ。微弱的产业火种诞生出了华大九天ღღღღ、芯愿景ღღღღ、广立微ღღღღ、芯禾科 技ღღღღ、概伦电子等一批优质企业ღღღღ。

　　从全球市场来看ღღღღ，2018 年ღღღღ，中国以华大九天ღღღღ、广立微ღღღღ、芯禾科技为首的 10 余家 EDA 公司销售额约 3.5亿元ღღღღ，只占到全球市场份额的 0.8%ღღღღ。

　　从国内市场来看ღღღღ，2018 年ღღღღ，我国 EDA 软件市场份额约为 5 亿美元左右ღღღღ，中国 EDA 企业仅占 5% 左右ღღღღ，竞争力较弱ღღღღ，而国际三巨头 Synopsysღღღღ、Cadence 和 Mentor 占了其中 95%ღღღღ。 行业内的高度垄断ღღღღ，导致了国内公司（华为ღღღღ、联想等）在使用 EDA 软件时不得不依赖国外厂商ღღღღ。

　　EDA 企业的发展离不开长期的技术积累和高额的研发资金投入ღღღღ，国产 EDA 公司和国外龙头相比仍有较大发展差距ღღღღ。

　　国内做 EDA 研发的人大约有 1500 人ღღღღ，其中约有 1200 人在国际 EDA公司的中国研发中心工作ღღღღ，真正为本国 EDA 做研发的人员ღღღღ，只有 300人左右ღღღღ。

　　EDA 是链接设计与制造之间的关键部分ღღღღ。国际三巨头与世界领先的晶圆厂合作已久ღღღღ，代工厂找不到理由和新的 EDA 厂商合作ღღღღ，于是 EDA 软件不能为 IC 设计公司提供足够的工艺信息ღღღღ，因而 IC 设计公司也没必要购买 EDA 软件ღღღღ。

　　EDA 行业在过去的十五年从自由竞争走向寡头垄断ღღღღ。中国 EDA 企业由于信奉“造不如买”的理念ღღღღ，错失了在激烈竞争中以战养战的机会ღღღღ。

　　2018 年我国 EDA 软件市场规模约为 5 亿美元ღღღღ，仅占全球的 5.15% 左右ღღღღ。2017 年中国 EDA 市场增速较快ღღღღ，为 11.63%ღღღღ，之后两年增速有所下降ღღღღ，为 4.17%ღღღღ、8%ღღღღ。由于意识到国产替代的重要性ღღღღ，预计2020 年EDA 的市场规模将迎来新的一轮增长ღღღღ。

　　过去十年ღღღღ，中国大陆半寻体产业呈现出上升趋势蜜桃95蜜桃95ღღღღ。正在与其他地区的半导体产业竞争 ღღღღ。其中大陆的竞争主力军为 Fabless 企业ღღღღ，中国大陆的 Fabless 公司已经占全球的四分之一ღღღღ。这给了 EDA 工具和服务足够的发展空间ღღღღ。这也是我国未来几年不断发展和壮大国内 EDA 产业的基础ღღღღ。

　　建议应和中国顶级芯片设计公司 以及晶圆代工公司展开紧密的合作ღღღღ，对于先进的技术工艺应该重点攻克凯发k8一触即发ღღღღ，实现早日突破ღღღღ。

　　此外ღღღღ，IP 的重要性需要受到国内 EDA 企业的重规ღღღღ，提供与 IP 相关的服务和工具是可以考虑的发展方向之一ღღღღ。

　　二十多年前ღღღღ，在 EDA 软件上ღღღღ，中国抄了一条近路——直接采用国外的 EDA 工具ღღღღ，然而ღღღღ，沉痛的现实告诉我们ღღღღ，曾经落下的课都要补回来ღღღღ。现在中国已开始在一定程度上支持 EDA 工具的开发ღღღღ，对一些 EDA 公司给予必要的资金支持ღღღღ。政府投资ღღღღ，加上庞大的国内市场ღღღღ，意味着它们有发展和改善环境的潜力ღღღღ。未来 EDA 发展之路ღღღღ，还得靠脚踏实地ღღღღ、一步一个脚印地走出来ღღღღ。

　　声明ღღღღ：本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载ღღღღ。文章观点仅代表作者本人ღღღღ，不代表电子发烧友网立场ღღღღ。文章及其配图仅供工程师学习之用ღღღღ，如有内容侵权或者其他违规问题ღღღღ，请联系本站处理ღღღღ。举报投诉

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