復盤(pán)巨頭的成功，糅雜未來(lái)的趨勢，國產(chǎn)EDA產(chǎn)業(yè)能否誕生出全球巨頭？

受益于先進(jìn)工藝的技術(shù)迭代和眾多下游領(lǐng)域需求的強勁驅動(dòng)力，全球EDA市場(chǎng)規模呈現穩定上升趨勢。據國際半導體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì )（SEMI）統計數據，2020年全球EDA市場(chǎng)規模為114.67億美元，同比增長(cháng)11.63%。EDA行業(yè)占整個(gè)集成電路行業(yè)市場(chǎng)規模的比例雖然較小，但其作為撬動(dòng)整個(gè)集成電路行業(yè)的杠桿，支撐并影響著(zhù)數千億美元的集成電路行業(yè)發(fā)展。

國內市場(chǎng)方面，根據半導體行業(yè)協(xié)會(huì )統計數據，2020年國內EDA市場(chǎng)規模為93.1億元，同比增長(cháng)27.7%。2021年以來(lái)，國內EDA產(chǎn)業(yè)更是迎來(lái)高速發(fā)展，多家EDA企業(yè)發(fā)起IPO。

此外，初創(chuàng )公司如雨后春筍般相繼成立，資本進(jìn)場(chǎng)后一級市場(chǎng)投融資事件頻繁。據不完全統計，僅2021年EDA領(lǐng)域融資事件就超過(guò)15起，超12家企業(yè)獲資本青睞。

縱觀(guān)2021年，除了資本快速進(jìn)場(chǎng)以及初創(chuàng )企業(yè)的蓬勃增長(cháng)外，EDA相關(guān)支持政策的頻繁落地也正在力促EDA行業(yè)駛入快車(chē)道。2021年可謂開(kāi)啟了中國EDA元年。

據行業(yè)知名機構IBS預測，2030年全球集成電路產(chǎn)業(yè)規模將超過(guò)1萬(wàn)億美金，是2020年的2.6倍。EDA行業(yè)也將隨之高速增長(cháng)。

在中國半導體市場(chǎng)蓬勃發(fā)展下，國內EDA的需求增長(cháng)更加迅猛。據SEMI發(fā)布的數據，今年第一季度中國大陸EDA銷(xiāo)售額同比暴增99%，然而目前中國本土企業(yè)市占率合計不足15%。

當前中國EDA&IP市場(chǎng)規模約為百億人民幣，在半導體產(chǎn)業(yè)變革與國產(chǎn)化的大趨勢下，即使不考慮國內外市場(chǎng)的估值水平差異，國內也有望產(chǎn)生市值500億人民幣的行業(yè)龍頭。

EDA巨頭是怎樣煉成的？

20世紀60年代，集成電路產(chǎn)業(yè)尚在發(fā)展早期，規模較小，芯片的集成度不高，芯片設計玩家以大型IDM公司為主，EDA則主要以in-house EDA的形式存在，僅有少量幾家商用EDA公司，例如Applicon、Calma、ComputerVision等，且這些公司的重心還是偏向于機械CAD。

80年代，半導體工藝持續演進(jìn)，行業(yè)蓬勃發(fā)展，下游應用與種類(lèi)也相應大幅增加，由此催生了中小型Fabless芯片設計公司的快速發(fā)展。但中小廠(chǎng)商缺乏資源能力開(kāi)發(fā)自己的in-house EDA工具，因此產(chǎn)生了大量對外部商用EDA的需求。

90年代后，集成電路產(chǎn)業(yè)進(jìn)入成熟期，分工模式占主導，in-house EDA模式基本消亡，商用EDA確立主流地位。整個(gè)EDA行業(yè)經(jīng)過(guò)充分競爭，走出了以Synopsys、Cadence和Mentor Graphics為代表的EDA公司。

此后，這三家企業(yè)鞏固自身優(yōu)勢的同時(shí)，也開(kāi)啟了大規模并購來(lái)實(shí)現全工具鏈覆蓋，形成了如今Synopsys占據36%，Cadence占據25%，Mentor Graphics占據14%的行業(yè)格局，它們也被稱(chēng)為如今的國際EDA三巨頭。

回顧全球EDA行業(yè)60多年的浩浩蕩蕩發(fā)展史，可以獲得一些啟示：

第一，技術(shù)變革對于EDA行業(yè)發(fā)展以及公司抓住成功機會(huì )有著(zhù)至關(guān)重要的推動(dòng)作用。

Synopsys的邏輯綜合工具就是最典型的例證。過(guò)去，芯片設計工程師都是用單個(gè)門(mén)來(lái)手動(dòng)設計芯片電路，而Synopsys推出的邏輯綜合工具Design Compiler把芯片設計思路抽象化，將底層細節都歸并到庫和CAE工具中，芯片設計工程師可以使用硬件描述語(yǔ)言編寫(xiě)代碼來(lái)實(shí)現芯片功能，功能驗證后再通過(guò)邏輯綜合工具將硬件描述語(yǔ)言轉換成邏輯電路圖，最后進(jìn)入制造環(huán)節。這極大地提升了集成電路設計的效率，引發(fā)了芯片設計行業(yè)的流程變革。

至此，數字邏輯設計（前端）和數字實(shí)現（后端）開(kāi)始涇渭分明。借此機會(huì )，Synopsys建立了半導體邏輯設計工具的市場(chǎng)優(yōu)勢，為其進(jìn)一步發(fā)展奠定了基礎。

第二，EDA公司在創(chuàng )辦之初就應該有布局整體解決方案的意識，并在技術(shù)基礎架構上有很強的從點(diǎn)到面的擴展性，以此增加客戶(hù)粘性。

目前EDA行業(yè)三巨頭在個(gè)別技術(shù)領(lǐng)域都擁有完整的EDA解決方案，其中行業(yè)排名第一的Synopsys擁有業(yè)界最完整的產(chǎn)品線(xiàn)，不但為芯片設計和驗證提供工具，還能夠提供強大的IP核以及安全方案，建立了完整的芯片設計數字化流程。其他的小公司往往只能在一個(gè)細分領(lǐng)域提供有限的服務(wù)和工具，難以做大做強。

創(chuàng )業(yè)公司若能在各細分技術(shù)領(lǐng)域（例如模擬設計、數字實(shí)現或數字驗證等）提供完整與差異化的解決方案或平臺，才有望滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，突破巨頭壟斷格局。

第三，EDA公司需要重視自主知識產(chǎn)權。

知識產(chǎn)權布局幫助EDA巨頭形成了較高的商業(yè)壁壘。截至2020年，Synopsys擁有4463件專(zhuān)利，占EDA領(lǐng)域專(zhuān)利總數的31.0%，Cadence擁有3119件專(zhuān)利，占比21.6%?？梢钥闯?，公司市場(chǎng)份額與專(zhuān)利市占率成正相關(guān)。

EDA創(chuàng )業(yè)公司若采用第三方商業(yè)授權或開(kāi)源授權的技術(shù)來(lái)研發(fā)產(chǎn)品，在政治、法律、商業(yè)等方面都存在極大的風(fēng)險。

開(kāi)源技術(shù)相關(guān)的軟著(zhù)和知識產(chǎn)權歸其所有地和公司所屬，而目前大多數EDA相關(guān)的開(kāi)源軟件作者所在國都是美國，存在風(fēng)險；即使目前開(kāi)源協(xié)議允許閉源商業(yè)發(fā)布，也不能保證以后開(kāi)源協(xié)議不會(huì )修改。

如果代碼非自主開(kāi)發(fā)，公司后續的產(chǎn)品擴展、其他工具技術(shù)、數據格式的融合會(huì )存在局限性和難度，不利于打造高效融合的驗證平臺或流程。

第四，并購對于EDA公司成長(cháng)壯大起到了至關(guān)重要的作用，但EDA行業(yè)不能“迷信”并購。

EDA行業(yè)是并購活躍的行業(yè)，據統計，在過(guò)去的30年中，發(fā)生在EDA行業(yè)的并購近300次，鼎盛時(shí)期一年發(fā)生過(guò)20次左右。其中絕大部分的并購都是EDA巨頭們對中小EDA公司的收購，從而將獲取的產(chǎn)品與技術(shù)整合進(jìn)本身的解決方案，以此獲取或擴大市場(chǎng)份額。

然而，當前中國EDA行業(yè)尚未到并購整合階段。

國產(chǎn)EDA“異軍突起”

從短期來(lái)看，國際公司壟斷EDA市場(chǎng)的局面還將持續，面對行業(yè)巨頭的技術(shù)優(yōu)勢和生態(tài)壁壘，對于國產(chǎn)EDA的突圍發(fā)展之路，杭州行芯科技有限公司的董事長(cháng)兼總經(jīng)理賀青博士談到,在后摩爾時(shí)代來(lái)臨、技術(shù)進(jìn)步放緩、技術(shù)演進(jìn)路徑不再唯一的科技大背景下，先進(jìn)工藝、先進(jìn)封裝、人工智能、云技術(shù)等將成為國產(chǎn)EDA的市場(chǎng)突破口。

與EDA行業(yè)寡頭相比，本土EDA廠(chǎng)商在產(chǎn)品系統性等方面的布局仍存在較大差距。國產(chǎn)EDA企業(yè)想要生存和發(fā)展，必須堅持核心技術(shù)自主研發(fā)，結合市場(chǎng)需求與技術(shù)變化，提供幫助客戶(hù)解決問(wèn)題和幫助產(chǎn)業(yè)更好發(fā)展的EDA產(chǎn)品。在國外幾乎壟斷的大環(huán)境下，我們看到國內涌現出了許多優(yōu)秀的EDA點(diǎn)工具，并且憑借著(zhù)點(diǎn)工具的優(yōu)勢，朝著(zhù)局部解決方案、全流程解決方案方向發(fā)展。行芯也正是走在“由點(diǎn)到面”的發(fā)展道路上。

行芯是一家具有完全自主知識產(chǎn)權和國際競爭力的EDA企業(yè)，致力于從傳統工藝到先進(jìn)工藝，為行業(yè)提供領(lǐng)先的EDA簽核（Signoff）工具鏈和解決方案。據了解，隨著(zhù)SoC集成的設計復雜程度日益提高，簽核需要探索的空間和范圍呈現指數級的增長(cháng)，驗證所需要的時(shí)間也越來(lái)越長(cháng)。而簽核工具的目標是準確、快速、完備、易調試地完成日益復雜的仿真與分析，讓開(kāi)發(fā)者有信心完成簽核，將設計交付給晶圓廠(chǎng)進(jìn)行流片。簽核工具由于技術(shù)密集性高，知識范圍廣，而且需與晶圓廠(chǎng)緊密配合，一直以來(lái)都是行業(yè)的關(guān)鍵難題。

目前行芯的簽核工具鏈包括全芯片高精度參數提取工具GloryEX、功耗/EM/IR/可靠性分析解決方案GloryBolt以及多物理域耦合分析解決方案PhyBolt，專(zhuān)注于SoC、ASIC、Memory、Custom、AMS 等芯片物理設計的Signoff領(lǐng)域，包括電源完整性、信號完整性、寄生參數提取、功耗、可靠性、靜態(tài)時(shí)序分析、襯底噪聲、片上多物理域分析、先進(jìn)工藝設計優(yōu)化等挑戰，深入拓展軟件算法和芯片設計獨特能力，正以突破性的Signoff技術(shù)全面助力客戶(hù)實(shí)現最佳的功耗、性能和面積（PPA）目標。

賀青博士介紹道，面對后摩爾時(shí)代先進(jìn)工藝帶來(lái)的芯片規模持續高增長(cháng)、三維復雜結構建模、工藝效應、特種工藝、功耗與性能的極致要求等挑戰，行芯首創(chuàng )面向先進(jìn)工藝設計的建模與分析方法，填補國內EDA領(lǐng)域空白，通過(guò)底層架構與算法創(chuàng )新，重構先進(jìn)工藝建模流程，加速芯片設計簽核收斂。

國產(chǎn)EDA路在何方？

可見(jiàn)，創(chuàng )新求變正在重塑?chē)a(chǎn)EDA行業(yè)新的核心競爭力。但也要清楚，EDA核心技術(shù)的突破沒(méi)有捷徑可走，對于研發(fā)人員的知識背景、研發(fā)能力及經(jīng)驗積累等均提出了更高要求，需要持續吸引各種人才、加強產(chǎn)學(xué)研合作和保持高研發(fā)投入，長(cháng)期堅持技術(shù)沉淀，通過(guò)客戶(hù)需求引導，才有可能形成新的突破。

第二，EDA工具需要更快響應新需求。

蘋(píng)果、亞馬遜、阿里等公司為了追求產(chǎn)品差異化以及自主化，紛紛開(kāi)始走上造芯之路，芯片設計的需求和主導權正在向系統廠(chǎng)商轉移。在這樣的商業(yè)模式轉變背景下，產(chǎn)業(yè)分工將再次發(fā)生變革，面向系統廠(chǎng)商的EDA工具需要更加高效，使芯片能在短時(shí)間內完成差異化定制，幫助廠(chǎng)商快速完成產(chǎn)品迭代。

第三，產(chǎn)業(yè)數字化的高速發(fā)展與先進(jìn)制程對數字EDA工具提出更高要求。

在各領(lǐng)域推進(jìn)數字化轉型的大背景下，為了獲得更好性能、更低功耗以及更小面積，數字芯片不斷向著(zhù)5nm、3nm等更先進(jìn)的制程演進(jìn)，對相應的數字EDA也不斷提出更高的要求。

另一方面，模擬芯片設計更依賴(lài)于人工經(jīng)驗，而數字EDA較模擬EDA工具種類(lèi)更多，技術(shù)壁壘更高，演進(jìn)的空間更大，且市場(chǎng)規模約為模擬EDA的三倍。因此，挑戰之下，數字EDA工具領(lǐng)域也將涌現更多創(chuàng )新機會(huì )。

因此，下一代EDA應能夠大幅降低工具的使用門(mén)檻，加快芯片迭代速度，滿(mǎn)足未來(lái)海量芯片設計需求，同時(shí)也支撐芯片行業(yè)向more moore、more than moore發(fā)展。換言之，未來(lái)的EDA工具將具備三個(gè)特征：

一、智能化：

自動(dòng)化和智能化的EDA可以將過(guò)去的設計經(jīng)驗和數據吸收到軟件中，實(shí)現芯片從需求到設計的機器智能理解、智能實(shí)現和智能驗證，大幅減少芯片設計、驗證、布局布線(xiàn)等工作的人力占比，緩解當前芯片設計人才緊缺的困境。

二、開(kāi)放化：

開(kāi)放和標準化的EDA可以幫助實(shí)現工具私有接口和數據互通，建立起更友好的產(chǎn)業(yè)鏈上下游生態(tài)圈?；陂_(kāi)放接口和標準，EDA廠(chǎng)商、用戶(hù)、第三方可以以系統需求為導向進(jìn)行高效設計，方便流程自動(dòng)化和AI智能處理的集成，大大加快國產(chǎn)EDA實(shí)現全領(lǐng)域和全流程閉環(huán)。

三、云端彈性化：

互聯(lián)網(wǎng)云平臺提供著(zhù)近乎無(wú)限的計算彈性、存儲彈性和訪(fǎng)問(wèn)便捷性，下一代EDA可以與云平臺和云上多樣化的硬件結合，充分利用成熟的云端軟硬件生態(tài)，使得EDA的付費模式、使用模式、使用地點(diǎn)、使用設備都更加靈活，降低EDA的使用門(mén)檻，進(jìn)一步擴大用戶(hù)群體和市場(chǎng)規模。

國產(chǎn)兩大EDA龍頭企業(yè)分析

1、華大九天： 立于國產(chǎn)EDA軟件之巔，助力中國芯

產(chǎn)品結構：模擬、平板顯示全覆蓋

公司成立于2009年，為國內領(lǐng)先的EDA工具軟件開(kāi)發(fā)服務(wù)商，主要產(chǎn)品包括模擬 電路設計全流程EDA工具系統、數字電路設計EDA工具、平板顯示電路設計全流 程EDA工具系統和晶圓制造EDA工具等EDA工具軟件，并圍繞相關(guān)領(lǐng)域提供技術(shù) 開(kāi)發(fā)服務(wù)（測試芯片設計、半導體器件測試分析、器件模型提取等），是我國唯 一能夠提供模擬電路設計全流程EDA工具系統的本土EDA企業(yè)。目前，公司已構 建出以上述四大板塊為核心的平臺化系統，布局全生態(tài)體系，從而實(shí)現全平臺生 態(tài)替換。

發(fā)展歷程

自成立以來(lái)，公司一直聚焦于EDA工具的研發(fā)工作。2011年，公司發(fā)布第一代模 擬電路設計全流程EDA工具系統；2014年公司發(fā)布平板顯示電路設計全流程EDA 工具系統；2018年公司推出晶圓制造工程服務(wù)業(yè)務(wù)并發(fā)布異構仿真系統；2020年 公司發(fā)布新一代模擬電路設計全流程EDA工具系統和工藝模型提取工具，是目前 國內規模最大、產(chǎn)品線(xiàn)最完整、綜合技術(shù)實(shí)力最強的EDA工具提供商。

以技術(shù)為核心：高研發(fā)投入

公司擁有覆蓋模擬電路設 計、數字電路設計、平板 顯示電路設計和晶圓制造 等多領(lǐng)域EDA產(chǎn)品的研發(fā) 團隊，截至2020年12月31 日，公司研發(fā)和技術(shù)人員 總數322人，占總員工比例 達到67.51%。為保持自身 的競爭力，公司保持了持 續高比例的研發(fā)投入。公 司2018年度、2019年度、 2020年度研發(fā)費用分別為 0.75、1.35、1.83億元，占 營(yíng)業(yè)收入的比例分別為 49.81%、52.50%、 44.22%。

以技術(shù)為核心：優(yōu)秀的管理層

公司已組成以創(chuàng )始人劉偉平為主體的核心技術(shù)團隊，目前成員共計5人。核心團隊 成員均具備碩士及以上學(xué)歷，擁有深厚且與公司業(yè)務(wù)匹配的資歷背景，對公司主 要產(chǎn)品的研發(fā)具有重要、突出的貢獻，目前在公司研發(fā)部門(mén)擔任重要職務(wù)。

收入結構

近三年收入占比均在 80%以上。2020年，公司EDA軟件銷(xiāo)售收入為3.45億元，同比增長(cháng)60.47%。技術(shù) 開(kāi)發(fā)服務(wù)在近三年中保持著(zhù)較快的增速，2020年公司技術(shù)開(kāi)發(fā)實(shí)現收入0.61億 元，同比增長(cháng)56.41%。（報告來(lái)源：未來(lái)智庫）

營(yíng)收快速增長(cháng)

2018-2020年，公司 取得營(yíng)業(yè)收入1.51億 元、2.57億元和4.15 億元，2019和2020 年增速分別達到 70.59%和61.26%； 歸母凈利潤分別為 0.49億元、0.57億 元、1.04億元，2019 年和2020年增速分別 達到17.80%和 81.18%。營(yíng)業(yè)收入 及利潤均保持較高增 速。

2. 概倫電子： 以器件建模和電路仿真驗證切入全流程 EDA

1.簡(jiǎn)況

概倫電子成立于2010年，公司的主營(yíng)業(yè)務(wù)為向客戶(hù)提供被全球領(lǐng)先集成 電路設計和制造企業(yè)長(cháng)期廣泛驗證和使用的EDA產(chǎn)品及解決方案，主要 產(chǎn)品及服務(wù)包括制造類(lèi)EDA工具、設計類(lèi)EDA工具、半導體器件特性測 試儀器和半導體工程服務(wù)等。公司的主要客戶(hù)包括臺積電、三星電子、 SK海力士、美光科技、聯(lián)電、中芯國際等全球領(lǐng)先的集成電路企業(yè)。

2.股權結構

公司經(jīng)歷了多次增資和股權轉讓?zhuān)?LIUZHIHONG（劉志宏）持有公司17.94%的股份，且與共青城峰倫為一 致行動(dòng)人，合計控制公司24.14%股份，為公司的實(shí)際控制人。共青城明 倫、共青城偉倫、共青城經(jīng)倫、共青城毅倫、共青城智倫、井岡山興倫的 執行事務(wù)合伙人為梅曉東先生，為公司高級管理人員。金秋投資、靜遠投 資、睿橙投資、國興同贏(yíng)的執行事務(wù)合伙人以及嘉橙投資執行事務(wù)合伙人 的間接控股股東為陳曉飛先生，為公司董事。

3.主營(yíng)業(yè)務(wù)——概覽

公司在EDA行業(yè)的整體 戰略是圍繞DTCO（設計 -工藝協(xié)同優(yōu)化）方法學(xué), 在器件建模和電路仿真 驗證兩大集成電路制造 和設計的關(guān)鍵環(huán)節進(jìn)行 重點(diǎn)突破，其技術(shù)可有 效支撐7nm/5nm/3nm等 先進(jìn)工藝節點(diǎn)下的大規 模復雜集成電路的設計 和制造，幫助晶圓廠(chǎng)在 工藝開(kāi)發(fā)階段評估優(yōu)化 工藝平臺的可靠性和良 率等特性，建立精確的 器件模型、PDK和標準 單元庫，并通過(guò)快速精 準的電路仿真幫助集成 電路設計企業(yè)有效預測 芯片的性能和良率，優(yōu) 化電路設計。

4.財務(wù)：營(yíng)收規?？焖僭鲩L(cháng)

2018-2020年公司營(yíng)業(yè)收入分別為0.52、0.65、1.37 億元，主營(yíng)業(yè)務(wù)占比分別為98.49%、98.80%、99.64%，其他業(yè)務(wù)收入為投資性房 地產(chǎn)租賃收入，占比較小。受EDA市場(chǎng)需求與國家政策支持影響，公司營(yíng)業(yè)收入呈 快速增長(cháng)趨勢，2019和2020年增速分別為26.06%和109.94%。公司扣非后歸母凈 利潤有顯著(zhù)改善，2018-2020年分別為-0.08、0.03、0.21億元，2019和2020年增 速分別為137.32%和615.30%。