國產(chǎn)EDA，未來(lái)之路？

50年積累，早已讓EDA從輔助性技術(shù)發(fā)展成為成熟的細分產(chǎn)業(yè)，業(yè)界稱(chēng)EDA身上擁有顯著(zhù)的杠桿效應，可以撬動(dòng)千億美元規模的半導體產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展?，F今國產(chǎn)化熱潮洶涌，AI時(shí)代下，EDA企業(yè)揮斥方遒，在投融資、并購等方面動(dòng)作頻頻。站在半導體產(chǎn)業(yè)周期的重要轉折點(diǎn)，國產(chǎn)EDA正在走向怎樣的道路？

根據資料，EDA，英文全稱(chēng)為Electronic Design Automation，譯為電子設計自動(dòng)化，是一種專(zhuān)門(mén)用于輔助完成大規模集成電路芯片的功能設計、綜合、驗證、制造、封裝、測試整個(gè)流程的計算機軟件工具集群。簡(jiǎn)單理解，EDA工具像是一個(gè)智能化的“電子拼圖游戲”，可將一個(gè)個(gè)零散的電子元件，拼湊成一個(gè)完美運行的電子系統。

按照不同的電路類(lèi)型，EDA可以細分為數字芯片設計全流程EDA、模擬及混合電路設計全流程EDA以及集成電路制造類(lèi)EDA。

△圖源：全球半導體觀(guān)察根據公開(kāi)信息制作

EDA作為集成電路產(chǎn)業(yè)最上游、最尖端的核心環(huán)節，其重要性不言而喻。從產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節來(lái)看，EDA主要作用于IC設計和制造環(huán)節，是設計廠(chǎng)商實(shí)現芯片設計的核心工具，有助于代工廠(chǎng)提高產(chǎn)品的成品率。

根據業(yè)界統計信息，一個(gè)完整的芯片設計和制造流程，主要包括工藝平臺開(kāi)發(fā)、芯片設計和芯片制造三個(gè)階段。具體來(lái)講，工藝平臺開(kāi)發(fā)階段主要由晶圓廠(chǎng)主導完成，在其完成半導體器件和制造工藝的設計后，建立半導體器件的模型并通過(guò)PDK（Process Design Kit，工藝設計套件）或建立IP和標準單元庫等方式提供給芯片設計企業(yè)；芯片設計階段主要由芯片設計企業(yè)主導完成，其基于晶圓廠(chǎng)提供的PDK或IP和標準單元庫進(jìn)行電路設計、仿真驗證和物理實(shí)現；芯片制造階段主要由晶圓廠(chǎng)根據物理實(shí)現后設計文件完成制造。

EDA產(chǎn)業(yè)鏈流程圖
圖源：全球半導體觀(guān)察根據公開(kāi)信息制作

要在EDA形成核心的競爭優(yōu)勢，關(guān)鍵在于是否具備從前端設計、后端設計、仿真/驗證直到流片的整套產(chǎn)品，并形成設計的閉環(huán)，如新思科技Synopsys、楷登電子Cadence、西門(mén)子EDA三大巨頭；或者在芯片設計與制造流程的不同環(huán)節形成獨特優(yōu)勢，發(fā)揮重要作用，如ANSYS、Silvaco、Keysight、Altium、Zuken，以及國內EDA廠(chǎng)商華大九天、概倫電子等。

當前AI人工智能持續火熱，高性能算力需求增強，EDA正是提高算法的強力輔助軟件工具。在此之下，EDA企業(yè)布局之路開(kāi)始轉向，而這些早已在全球EDA三大龍頭身上顯露矛頭。

首先從三大巨頭布局AI路線(xiàn)來(lái)看，新思科技擁有“Synopsys.ai”，旨在利用機器學(xué)習減少芯片設計耗時(shí)，據發(fā)布時(shí)稱(chēng)，該產(chǎn)品是業(yè)界首個(gè)全棧式人工智能驅動(dòng)的EDA工具套件?？请娮油瞥錾墒饺斯ぶ悄芙鉀Q方案，并提供五大主要人工智能平臺。西門(mén)子提出EDA AI驅動(dòng)解決方案，利用AI EDA工具提高設計質(zhì)量。

再觀(guān)國內企業(yè)情況，華大九天開(kāi)發(fā)了ICExplorer-XTop?時(shí)序功耗優(yōu)化工具、Empyrean Skipper?版圖集成與分析工具，以及Empyrean Argus?數字物理驗證工具等，以支撐AI芯片設計的特殊需求。

廣立微，INFINITY-AI系統，是針對半導體制造業(yè)的開(kāi)放式機器學(xué)習平臺，包括自動(dòng)缺陷分類(lèi) (Automatic Defect Classification，ADC)、晶圓圖缺陷模式分析（Wafer Pattern Analysis，WPA）等應用，支持用戶(hù)管理數據，一鍵訓練、評測、部署模型。

芯和半導體的3DIC Chiplet，針對Chiplet的完整的包括3DIC設計、SI/PI/多物理場(chǎng)分析的解決方案。該平臺擁有AI驅動(dòng)的網(wǎng)格剖分技術(shù)，以及云計算加載的分布式并行計算能力，還支持裸芯片、中介層和基板的聯(lián)合仿真引擎技術(shù)。

芯華章提供AI芯片驗證調試解決方案，提高AI芯片驗證效率。其形式化驗證工具GalaxFV可與仿真技術(shù)結合，加速AI驗證覆蓋率收斂；智能場(chǎng)景驗證工具GalaxPSS，能夠利用場(chǎng)景建模自動(dòng)生成跨平臺、可復用、智能化自回歸的測試激勵；數字驗證調試系統Fusion Debug則貫穿所有工具，提供了跨平臺的高效調試解決方案。

△圖源：全球半導體觀(guān)察不完全統計

目前，使用AI技術(shù)與工業(yè)軟件融合已逐步滲進(jìn)IC設計、制造、封測等多個(gè)環(huán)節，而從本文中描述的EDA領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，業(yè)界認為，EDA和AI存在雙向賦能的互利關(guān)系。在IC設計生產(chǎn)過(guò)程中，EDA工具加入AI算法后，可以更加智能地處理復雜數據、優(yōu)化布局布線(xiàn)、加速仿真驗證等環(huán)節，同時(shí)，EDA工具通過(guò)提供高精度、高效率的設計方案，幫助AI芯片提高算力、能效比等關(guān)鍵指標。

全球EDA市場(chǎng)仍以新思科技（Synopsys）、楷登電子（Cadence）、西門(mén)子（Siemens EDA）三家巨頭為主導，市場(chǎng)集中度高達近70%。

近年來(lái)國產(chǎn)化浪潮洶涌，華大九天、廣立微、概倫電子、芯和半導體、藍海微、芯愿景、芯華章、鴻芯微納、珂晶達、奧卡思微、博達微、復旦微、國微思爾芯、芯行紀等多家國內EDA企業(yè)飛奔切入賽道，加速?lài)a(chǎn)化。根據數據顯示，目前，國內EDA公司數量已經(jīng)達到120多家，其中華大九天、概倫電子、廣立微、芯華章等企業(yè)邁入全球EDA市場(chǎng)第二三梯隊。

這幾年在資本和國家政策的加持下，國產(chǎn)EDA企業(yè)迅速擴張。從市場(chǎng)動(dòng)態(tài)上看，國家大基金一期入股斥資5億入股EDA廠(chǎng)商鴻芯微納；數字EDA供應商思爾芯（S2C）正式加入甲辰計劃(RISC-V Prosperity 2036)；華大九天成立天津華大九天新公司；廣立微集成電路EDA產(chǎn)業(yè)化基地項目結頂；EDA企業(yè)立芯軟件完成B輪融資...

值得一提的是，今年華大九天的布局動(dòng)作較為頻繁。華大九天擬2億元參設兩個(gè)產(chǎn)業(yè)基金。對此華大九天表示，公司旨在遴選和扶植優(yōu)秀的EDA點(diǎn)工具企業(yè)，有助于快速布局EDA相關(guān)標的，打造全流程EDA工具系統，進(jìn)一步提升企業(yè)競爭力。此外，華大九天還成立了天津華大九天，注冊資本2億元，新公司的成立，將進(jìn)一步鞏固華大九天在EDA領(lǐng)域的領(lǐng)先地位，并為其在全球范圍內的業(yè)務(wù)拓展提供有力支持。

總體而言，全球EDA市場(chǎng)格局高度集中，自主可控的國產(chǎn)化迫在眉睫。從國內現狀來(lái)看，華大九天副總郭繼旺曾表示，EDA巨頭們通過(guò)多年發(fā)展以及不斷并購，各自構建了完整的產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈，形成非常高的壁壘。很多IC設計廠(chǎng)商面臨產(chǎn)品問(wèn)世時(shí)間的壓力，更傾向于采用比較成熟經(jīng)過(guò)多次驗證的EDA工具。

近年來(lái)，國內EDA企業(yè)紛紛冒出，但行業(yè)整體上技術(shù)壁壘高，研發(fā)投入大、周期長(cháng)，缺乏世界級的領(lǐng)軍人物和頂級技術(shù)人才，以開(kāi)發(fā)單點(diǎn)工具為主，缺少全鏈條企業(yè)，缺乏并購整合經(jīng)驗與能力，需要產(chǎn)業(yè)鏈上下游生態(tài)協(xié)同配合。

展望前路，EDA企業(yè)需將自身精力專(zhuān)注在技術(shù)創(chuàng )新、保持與外界深化合作，逐步完善國產(chǎn)化產(chǎn)業(yè)鏈布局。隨著(zhù)中國半導體市場(chǎng)的高速發(fā)展，國產(chǎn)化替代推動(dòng)EDA企業(yè)不斷前進(jìn)，業(yè)界預測，未來(lái)，國內EDA行業(yè)市場(chǎng)規模將持續增長(cháng)，向高端化、智能化、定制化方向發(fā)展。