行研丨從制造到智造：2025年，AI如何重塑EDA行業(yè)格局

中國(guó)EDA軟件行業(yè)從20世紀(jì)80年代中后期才真正開(kāi)始，相較于全球EDA軟件行業(yè)的發(fā)展晚了十年。1986年，國(guó)產(chǎn)集成電路計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)“熊貓系統(tǒng)”的誕生標(biāo)志著中國(guó)EDA行業(yè)的開(kāi)始。然而，在此后的十年間，中國(guó)的EDA行業(yè)并未實(shí)現(xiàn)顯著發(fā)展。2018年以后，中國(guó)的EDA行業(yè)進(jìn)入了一個(gè)快速發(fā)展的階段。

這一時(shí)期，盡管行業(yè)受到海外廠商的全面壓制，但國(guó)產(chǎn)EDA發(fā)展的種子依然保留并開(kāi)始成長(zhǎng)。隨著國(guó)家政策的支持，中國(guó)的EDA產(chǎn)業(yè)開(kāi)始逐漸展現(xiàn)出生機(jī)。

政策驅(qū)動(dòng)與市場(chǎng)需求雙重助力，中國(guó)EDA行業(yè)邁向高質(zhì)量發(fā)展新階段

EDA技術(shù)是芯片設(shè)計(jì)和制造的關(guān)鍵軟件。全球進(jìn)入到半導(dǎo)體競(jìng)賽中，皇冠上的明珠—EDA軟件行業(yè)受到國(guó)家高度重視。我國(guó)集中多項(xiàng)政策支持國(guó)內(nèi)EDA軟件行業(yè)的發(fā)展。2022年1月，國(guó)務(wù)院印發(fā)《“十四五”數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》，提出要瞄準(zhǔn)傳感器、量子信息、網(wǎng)絡(luò)通信、集成電路、關(guān)鍵軟件、大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈、新材料等戰(zhàn)略性前瞻性領(lǐng)域，發(fā)揮我國(guó)社會(huì)主義制度優(yōu)勢(shì)、新型舉國(guó)體制優(yōu)勢(shì)、超大規(guī)模市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)，提高數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)研發(fā)能力。2024年1月，工信部等七部門(mén)印發(fā)《關(guān)于推動(dòng)未來(lái)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實(shí)施意見(jiàn)》，提出要深入實(shí)施產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)再造工程，補(bǔ)齊基礎(chǔ)元器件、基礎(chǔ)零部件、基礎(chǔ)材料、基礎(chǔ)工藝和基礎(chǔ)軟件等短板，夯實(shí)未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展根基。政策的出臺(tái)為EDA軟件行業(yè)的發(fā)展提供了明確、廣闊的市場(chǎng)前景，為企業(yè)提供了良好的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)環(huán)境。

在國(guó)家政策的支持以及物聯(lián)網(wǎng)、智能駕駛、新能源汽車(chē)、智能終端制造、新一代移動(dòng)通信等下游市場(chǎng)需求的驅(qū)動(dòng)下，我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模顯著增長(zhǎng)。中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)顯示，2023年中國(guó)集成電路市場(chǎng)規(guī)模約為13093億元。EDA作為集成電路產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略基礎(chǔ)支柱之一，其行業(yè)狀況與集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況息息相關(guān)。

從EDA軟件行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)看，上游主要參與者為工業(yè)計(jì)算機(jī)提供商與基礎(chǔ)軟件開(kāi)發(fā)商，主要包括硬件設(shè)備、操作系統(tǒng)、開(kāi)發(fā)工具及其他輔助性軟件等。下游應(yīng)用領(lǐng)域主要集中在集成電路設(shè)計(jì)、半導(dǎo)體制造、PCB等行業(yè)。EDA軟件行業(yè)銜接集成電路設(shè)計(jì)、制造和封測(cè)，對(duì)集成電路行業(yè)生產(chǎn)效率、產(chǎn)品技術(shù)水平有重要影響。

中國(guó)EDA行業(yè)正在經(jīng)歷整合階段，以適應(yīng)全球市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)。這一階段中，中國(guó)EDA公司如華大九天、概倫電子和廣立微等在各自領(lǐng)域展現(xiàn)出獨(dú)特的能力。同時(shí)，行業(yè)內(nèi)的收購(gòu)趨勢(shì)持續(xù)，中國(guó)EDA企業(yè)通過(guò)收購(gòu)?fù)鈬?guó)公司或戰(zhàn)略投資來(lái)提高技術(shù)能力。

國(guó)產(chǎn)EDA的崛起：挑戰(zhàn)巨頭的“智”勝之道

2023年，華大九天作為中國(guó)國(guó)內(nèi)唯一的全流程電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）工具企業(yè)，在集成電路設(shè)計(jì)、制造和封裝領(lǐng)域取得了顯著的發(fā)展。根據(jù)公司2023年的中報(bào)，華大九天主要從事EDA工具軟件開(kāi)發(fā)、銷(xiāo)售及相關(guān)服務(wù)業(yè)務(wù)。公司不僅持續(xù)推出全流程工具，而且其產(chǎn)品和服務(wù)主要應(yīng)用于集成電路設(shè)計(jì)、制造及封裝領(lǐng)域。

在2023年上半年，華大九天新推出了存儲(chǔ)電路設(shè)計(jì)全流程EDA工具系統(tǒng)和射頻電路設(shè)計(jì)全流程EDA工具系統(tǒng)等軟件。這些新推出的工具系統(tǒng)包括了存儲(chǔ)電路原理圖編輯工具、存儲(chǔ)電路版圖編輯工具、電路仿真工具、存儲(chǔ)電路快速仿真工具、存儲(chǔ)電路物理驗(yàn)證工具、存儲(chǔ)電路寄生參數(shù)提取工具和存儲(chǔ)電路可靠性分析工具等，為用戶(hù)提供了從電路到版圖、從設(shè)計(jì)到驗(yàn)證的一站式完整解決方案。

此外，公司還推出了射頻電路設(shè)計(jì)全流程EDA工具系統(tǒng)，這在國(guó)內(nèi)是唯一的。該系統(tǒng)包括了射頻模型提取工具、射頻電路原理圖編輯工具、射頻電路版圖編輯工具等，適用于無(wú)線通信系統(tǒng)、航空航天、汽車(chē)?yán)走_(dá)以及自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)等領(lǐng)域。

華大九天的這些新產(chǎn)品和技術(shù)的發(fā)展，不僅體現(xiàn)了公司在EDA領(lǐng)域的創(chuàng)新能力，也鞏固了其在國(guó)產(chǎn)EDA市場(chǎng)的龍頭地位。根據(jù)2023年中報(bào)的數(shù)據(jù)，公司擁有約600家國(guó)內(nèi)外客戶(hù)，其市場(chǎng)份額在國(guó)產(chǎn)EDA企業(yè)中保持領(lǐng)先，2022年實(shí)現(xiàn)銷(xiāo)售收入7.98億元，同比增長(zhǎng)37.76%。

然而，華大九天在發(fā)展過(guò)程中也面臨一些劣勢(shì)和挑戰(zhàn)。全球EDA市場(chǎng)目前仍然由新思科技（Synopsys）、鏗騰電子（Cadence）和西門(mén)子EDA這三家國(guó)際巨頭所壟斷。國(guó)際巨頭在技術(shù)研發(fā)和市場(chǎng)布局方面的長(zhǎng)期投入，也為它們建立了穩(wěn)固的市場(chǎng)地位。盡管華大九天等國(guó)內(nèi)企業(yè)在近年來(lái)取得了進(jìn)步，但在技術(shù)積累、市場(chǎng)影響力以及品牌認(rèn)知度等方面仍存在一定差距。這對(duì)華大九天等國(guó)產(chǎn)EDA企業(yè)來(lái)說(shuō)是一個(gè)不小的挑戰(zhàn)。

概倫電子，一家專(zhuān)注于電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）領(lǐng)域的企業(yè)，致力于為芯片設(shè)計(jì)與制造提供全方位的解決方案。該公司的產(chǎn)品線包括用于制造的EDA工具、模擬設(shè)計(jì)工具、數(shù)字設(shè)計(jì)工具以及測(cè)試系統(tǒng)等，旨在打造一個(gè)應(yīng)用驅(qū)動(dòng)的、覆蓋集成電路設(shè)計(jì)與制造全流程的EDA生態(tài)系統(tǒng)。

在技術(shù)創(chuàng)新方面，概倫電子取得了顯著成績(jī)，推出了多個(gè)高性能的仿真器和設(shè)計(jì)平臺(tái)，如NanoSpice Pro X、VeriSim和NanoDesigner等。這些工具不僅提升了設(shè)計(jì)效率，還增強(qiáng)了芯片的性能和可靠性。此外，公司通過(guò)并購(gòu)戰(zhàn)略，如收購(gòu)歐洲的Magwel和韓國(guó)的Entasys等公司，進(jìn)一步擴(kuò)大了其業(yè)務(wù)范圍和市場(chǎng)影響力。

然而，盡管概倫電子在EDA行業(yè)中擁有一定的技術(shù)實(shí)力和市場(chǎng)地位，但挑戰(zhàn)依然存在。2023年，盡管公司的營(yíng)業(yè)總收入實(shí)現(xiàn)了增長(zhǎng)，凈利潤(rùn)卻出現(xiàn)下滑，甚至出現(xiàn)了負(fù)值。此外，與國(guó)際巨頭相比，概倫電子在技術(shù)和產(chǎn)品類(lèi)別上還相對(duì)單一，這可能會(huì)限制其在未來(lái)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的發(fā)展空間。

廣立微電子，作為一家領(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，致力于芯片成品率提升和電性測(cè)試快速監(jiān)控技術(shù)的研發(fā)。公司提供EDA軟件、電路IP、WAT電性測(cè)試設(shè)備以及與芯片成品率提升技術(shù)相結(jié)合的整套解決方案，旨在整個(gè)產(chǎn)品周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)芯片性能、成品率、穩(wěn)定性的提升。

廣立微電子在WAT測(cè)試設(shè)備領(lǐng)域打破了寡頭壟斷的格局，實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)替代，占據(jù)著先發(fā)優(yōu)勢(shì)。公司近三年歸母凈利潤(rùn)保持著近82%的年均復(fù)合增速，處于業(yè)績(jī)放量時(shí)期。未來(lái)隨著行業(yè)需求不斷增長(zhǎng)以及國(guó)產(chǎn)替代率持續(xù)提升的雙重驅(qū)動(dòng)，廣立微有望延續(xù)高增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。

但其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和持續(xù)發(fā)展能力受限于體量小、市場(chǎng)占有率低、產(chǎn)品單一、過(guò)度依賴(lài)單一大客戶(hù)以及核心技術(shù)專(zhuān)利權(quán)屬問(wèn)題。盡管如此，隨著行業(yè)需求增長(zhǎng)和國(guó)產(chǎn)替代率提升，公司未來(lái)仍有望保持高增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。

綜上，華大九天是國(guó)內(nèi)為數(shù)不多的、擁有特定領(lǐng)域的全流程產(chǎn)品的廠商，其他EDA廠商的產(chǎn)品都是以點(diǎn)工具為主。以點(diǎn)工具為主實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)領(lǐng)域突破的EDA廠商，除了上述的概倫電子和廣立微之外，還有國(guó)微思爾芯（原型驗(yàn)證）、鴻芯微納（后端設(shè)計(jì)）、芯和半導(dǎo)體（仿真平臺(tái)）、芯華章（數(shù)字芯片驗(yàn)證/FPGA驗(yàn)證）、芯禾科技（電磁仿真/高速電路）等EDA供應(yīng)商。

顯然我們不希望被某個(gè)環(huán)節(jié)“卡脖子”，所以EDA軟件的短板必須要迅速補(bǔ)齊。我們知道EDA軟件發(fā)展的產(chǎn)業(yè)生態(tài)基礎(chǔ)是代工廠的支持和芯片設(shè)計(jì)公司的培育，在當(dāng)前國(guó)產(chǎn)替代的格局下，代工廠和設(shè)計(jì)公司以前是不屑，現(xiàn)在也不得不采用EDA國(guó)產(chǎn)軟件，由此中國(guó)半導(dǎo)體的自給率將迎來(lái)較快增長(zhǎng)，給發(fā)展EDA軟件帶來(lái)巨大的機(jī)遇。

國(guó)產(chǎn)EDA廠商在全球競(jìng)爭(zhēng)夾縫生存，AI賦能或成未來(lái)翻盤(pán)關(guān)鍵

全球EDA行業(yè)參與者分為三級(jí)競(jìng)爭(zhēng)梯隊(duì)。第三梯隊(duì)企業(yè)聚焦于某些特定領(lǐng)域或用途的點(diǎn)工具，整體規(guī)模和產(chǎn)品完整度與前兩大梯隊(duì)的企業(yè)存在明顯差距。國(guó)產(chǎn)廠商華大九天在部分領(lǐng)域擁有全流程工具，處于第二梯隊(duì)。而擁有完整、全流程產(chǎn)品的Synopses、Cadence和Siemens EDA屬于第一梯隊(duì)。

國(guó)產(chǎn)EDA廠商只能在三巨頭業(yè)務(wù)鏈的縫隙中尋找突破口。華大九天選擇了模擬電路仿真軟件，它將芯片領(lǐng)域的全流程設(shè)計(jì)支持技術(shù)遷移到液晶面板設(shè)計(jì)全流程，這個(gè)技術(shù)轉(zhuǎn)移正好伴隨中國(guó)液晶面板的崛起從而占領(lǐng)市場(chǎng)，進(jìn)而幫助華大九天繼續(xù)打開(kāi)了模擬電路全流程設(shè)計(jì)的窗口。其他如概倫電子在SPICE建模工具及噪聲測(cè)試系統(tǒng)方面技術(shù)處于領(lǐng)先地位，廣立微在良率分析和工藝檢測(cè)的測(cè)試機(jī)方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。2020年，華大九天在國(guó)內(nèi)EDA市場(chǎng)以4.5%的市占率排名第四，已經(jīng)超過(guò)另外兩大海外大廠Pansy和Keysight。

中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)本身還有很長(zhǎng)的路要走，華為突破了14nm制程EDA工具的國(guó)產(chǎn)化，其實(shí)只是剛剛開(kāi)始這場(chǎng)追趕國(guó)際先進(jìn)水平的長(zhǎng)征。

不過(guò)，也有分析人士表示，以ChatGPT為首的AI大模型橫空出世后，國(guó)產(chǎn)EDA似乎有打 “翻身仗”的資本。隨著未來(lái)算力提升，AI賦能下的EDA軟件將顛覆傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式，或許能迫使國(guó)內(nèi)外EDA企業(yè)重新站到同一起跑線前。在摩爾定律停滯的大背景下，chiplet等新技術(shù)所帶來(lái)的“敏捷驗(yàn)證”、“快速迭代”、“方法整合”等新需求，也帶給國(guó)產(chǎn)EDA軟件更多機(jī)遇。

EDA的未來(lái)：AI、云、IP的三重奏奏響新篇章

EDA+AI使PPA更優(yōu)化，流程更智能化。AI可縮短芯片布局時(shí)間、加速驗(yàn)證過(guò)程。全球領(lǐng)先EDA廠商均已布局AI，AI助力實(shí)現(xiàn)高精度設(shè)計(jì)，提升設(shè)計(jì)效率。Synopsys在2020年3月12日推出了業(yè)界首個(gè)用于芯片設(shè)計(jì)的自主人工智能應(yīng)用程序——DSO.ai，DSO指設(shè)計(jì)空間優(yōu)化（Design Space Optimization），這是EDA行業(yè)首次將AI應(yīng)用于非常復(fù)雜的設(shè)計(jì)任務(wù)中的產(chǎn)品。Cadence在2020年3月18日發(fā)布了新版Cadence數(shù)字全流程。半導(dǎo)體制造中，隨著設(shè)計(jì)尺寸的不斷縮小，光的衍射效應(yīng)愈發(fā)明顯，因此設(shè)計(jì)圖形可能產(chǎn)生光學(xué)影像退化，使得光刻后的實(shí)際圖形與設(shè)計(jì)不一致，Mentor創(chuàng)新性的運(yùn)用MLOPC技術(shù)修正光學(xué)臨近效應(yīng)。

EDA+云具有彈性算力支持、算力智能調(diào)度、便于研發(fā)協(xié)同優(yōu)勢(shì)，可顯著降低設(shè)計(jì)流程的耗時(shí)，有助于優(yōu)化購(gòu)買(mǎi)成本，提高資源利用率。EDA與云結(jié)合包括EDA上云與云原生EDA兩種方式。EDA上云指將EDA軟件部署于云服務(wù)器，有助于通過(guò)彈性算力解決動(dòng)態(tài)資源調(diào)配的問(wèn)題。云原生則是軟硬件架構(gòu)深度調(diào)整，具有彈性算力調(diào)配、后臺(tái)一體化、數(shù)據(jù)一體化、支持異構(gòu)計(jì)算等優(yōu)勢(shì)。

EDA+IP使設(shè)計(jì)流程簡(jiǎn)化，全球領(lǐng)先廠商均已布局，中國(guó)進(jìn)入該領(lǐng)域的企業(yè)較少。IP是集成電路進(jìn)步發(fā)展的產(chǎn)物，與EDA共同構(gòu)成芯片設(shè)計(jì)的支柱。

集成電路IP是指已驗(yàn)證的、可重復(fù)利用的、具有某種特定功能的集成電路模塊，通常由第三方開(kāi)發(fā)。隨著摩爾定律的發(fā)展，大規(guī)模集成電路（VLSI）逐漸占據(jù)行業(yè)主流，單個(gè)芯片上集成的晶體管數(shù)量已達(dá)上億個(gè)，芯片設(shè)計(jì)流程愈發(fā)復(fù)雜。同時(shí)伴隨著芯片種類(lèi)的豐富和先進(jìn)制程的涌現(xiàn)，集成電路IP為簡(jiǎn)化IC設(shè)計(jì)流程提供了極大便利。

隨著全球EDA行業(yè)的重大并購(gòu)和不斷的市場(chǎng)整合，國(guó)際巨頭的步伐未減，而國(guó)產(chǎn)EDA的地位也日益重要。盡管面臨諸多挑戰(zhàn)，包括技術(shù)的本土化、市場(chǎng)的接受度以及與國(guó)際巨頭的競(jìng)爭(zhēng)，國(guó)產(chǎn)EDA廠商必須不斷創(chuàng)新和強(qiáng)化核心技術(shù)，以鞏固和擴(kuò)大國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)份額。

未來(lái)，國(guó)產(chǎn)EDA需要更深層次的產(chǎn)業(yè)合作和政策支持，以及持續(xù)的技術(shù)研發(fā)投入。只有這樣，才能在全球半導(dǎo)體設(shè)計(jì)工具市場(chǎng)中占據(jù)一席之地，真正實(shí)現(xiàn)從跟隨到領(lǐng)先的轉(zhuǎn)變。對(duì)國(guó)產(chǎn)EDA來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在是筑基與飛躍的關(guān)鍵時(shí)期，每一步都可能決定整個(gè)產(chǎn)業(yè)的命運(yùn)。希望在不久的將來(lái)，我們能見(jiàn)證國(guó)產(chǎn)EDA在全球舞臺(tái)上的卓越表現(xiàn)。

內(nèi)容來(lái)源：芯語(yǔ)《EDA行業(yè)深度報(bào)告》；億渡數(shù)據(jù)《中國(guó)EDA行業(yè)深度研究報(bào)告》；集微咨詢(xún)《全球EDA/IP行業(yè)市場(chǎng)研究報(bào)告》；上海市集成電路行業(yè)協(xié)會(huì)《EDA科普手冊(cè)》；智研咨詢(xún)《2024年中國(guó)EDA軟件行業(yè)現(xiàn)狀及競(jìng)爭(zhēng)格局研判》；華經(jīng)情報(bào)網(wǎng)《2024年全球及中國(guó)制造類(lèi)EDA行業(yè)現(xiàn)狀分析，朝著智能化和高效率方向發(fā)展》

圖片來(lái)源：智研咨詢(xún)《2024年中國(guó)EDA軟件行業(yè)現(xiàn)狀及競(jìng)爭(zhēng)格局研判》；芯語(yǔ)《EDA行業(yè)深度報(bào)告》；億渡數(shù)據(jù)《中國(guó)EDA行業(yè)深度研究報(bào)告》

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