芯片之母EDA国产化:模拟芯片设计模块相对成熟

EDA (Electronic Design Automation，电子设计自动化)作为芯片设计过程中必不可少的软件工具，一直被视为“芯片行业的皇冠上的明珠”，是集成电路设计行业最上游、最高端的环节。

目前，全球EDA市场主要由三家美国大公司占据，市场份额接近80%。虽然三巨头之间的份额每年都有小幅波动，但寡头垄断的趋势已经基本形成。

相比之下，国内ed a公司起步稍晚，但近年来，随着华为海思、中兴微电子等国内领先半导体设计公司的相继加强，产业生态之间的共生提供了土壤，相关EDA公司近两年也开始准备登陆科创板。

SEMI电子系统设计联盟发布的数据显示，中国公司EDA收入的全球份额过去很小，目前正在迅速缩小与北美的差距，北美仍是最大的市场。

客观来说，如果单从公司成立时间来计算，国内市场占有率最高的华大九天成立于2009年，但三巨头都是80年代成立的。叠加摩尔定律支撑了这一过程在过去几十年的快速迭代进步，这意味着我国在这一领域还有很大的追赶空间。后摩尔定律时代对新技术路线的探索被认为是国内公司加速追赶的潜力。

巨头垄断EDA

EDA之所以重要，是因为与传统软件不同，它可以不断修改bug在设计和使用过程中。芯片产品一旦制造出来就无法更改，所以需要EDA软件。

通过EDA软件中的虚拟设计、仿真、仿真等环节，确认没有错误后才正式发布。然而，芯片设计人员经常使用EDA工具来设计几十万甚至几十亿个晶体管，这可以降低整体芯片设计和制造的资金和时间成本。

根据CCID智库的统计，按照中国EDA工具市场的竞争格局，近三年Synopsys和Cadence分别占据了30%左右的份额，而西门子的公司占据了15%左右的份额。其中，邓凯电子近两年在中国的份额增长约1%-3%，整体市场份额略超新思。

特伦福斯吉邦咨询分析师姚嘉阳对记者表示，近年来，新思科技和杰登电子的经营策略存在一些差异。新思开始加强软件完整性产品(软件集成产品)的开发。而平均发展其各个产品线的产品实力，所以并购频繁，同时又能强化营收表现；与邓凯相比，并购相对较少，但EDA相关领域的收入也呈现稳步增长趋势。

“从这一点可以看出，Jaden在EDA方面的产品线实力比较扎实，逐渐获得了客户的信任。”他进一步向记者指出，因此，单就EDA营收表现而言，张灯略优于鑫思；不过从总营收来看，新思科技获得了一个小胜利。

姚嘉阳认为，在EDA行业，三家海外巨头公司的运作已经进行了很长时间，整个行业的发展已经相当成熟。在技术没有大的突破的情况下，三家公司之间的份额差距很小，这样相互之间就不会有绝对领先份额的寡头公司。

然而，这些头部公司的发展并不局限于EDA行业本身。从行业角度来看，EDA是一个规模不大，但能撼动庞大下游芯片市场的关键细分领域，因此其毛利率往往极高，在90%左右。

只是因为EDA本身不是一个大产业，世界上最早的两大巨头，新思科技和邓凯电子，现在已经发展成EDA IP的并行模式。

云秀资本高级经理李俊超对记者表示，之所以采用EDA IP开发模式，是因为EDA的下游客户是芯片设计公司或晶圆厂，上游不同环节，如EDA或IP公司。

“两个产业环节的共同介入，也可以扩大市场空间和销量。”然而，他继续说，进入这个新行业并不完全是由单个公司自己的技术积累的。例如，新思科技通过大量的知识产权公司并购，实现了两条业务并行发展路线。未来随着国内EDA公司的进一步发展，如果想走类似的道路，也可以通过自研和产业融合的并行路线推进。

国产EDA直追

历史数据表明，我国在EDA领域起步不算晚，但在开放的市场环境下，我国培育EDA的土壤并不深厚，有一定的停滞期。

华大九天招股书大致描述了国内EDA行业的发展历程。20世纪70-80年代，受海外禁运的影响，中国无法购买国外EDA工具，于是开始进行自主研发，并于1988年开始研发国产EDA工具“熊猫系统”。

上世纪90年代初，华大九天初期团队的部分成员成功研发出中国历史上第一个具有自主知识产权的EDA工具“熊猫ICCAD系统”。但此后，国外解除了对我国EDA工具的封锁，大量国外EDA工具进入我国，导致国内EDA工具开发应用程度低，缺乏政策和市场支持。

自2008年以来，国家层面越来越重视EDA产业的发展。直到那时，国内EDA公司才相继出现并进入市场。在前期技术积累的基础上，华大九天已成为国内规模最大、产品线最全的EDA R&D企业。

从财务报告可以看出，国内EDA公司的发展还存在一些差异。华大九天招股书显示，2018年至2020年，公司营业收入由1.51亿元增长至4.15亿元，年均复合增长率为65.86%。在这些年中，该公司95%以上的收入来自于提供EDA工具软件销售与相关服务。

概伦电子招股书则显示，2018-2020年间，公司营收分别为5194.86万元、6548.66万元及13748.32万元。公司坦言，经营规模较小在一定程度上限制了公司所能支撑的研发、销售、收购兼并等活动投入总额。从收入构成来看，制造类EDA工具收入占比从58%缩减到43%，设计类EDA工具收入贡献则是在25%-29%之间波动。

此前决定终止上市的芯愿景，其披露的招股书显示，公司在2017-2019年间，收入占比最高的业务来自“IC分析服务”，大约贡献收入的80%上下；来自EDA软件授权的收入贡献大约在3%-6%之间。公司在这三年间的整体收入大约从7000万元提升到1.55亿元。

可见，在现阶段，能够通过EDA业务实现较大业务成长依然有一定难度，但国内不少公司无疑已经迎来了新的转折点。

国产生态崛起

如前所述，今年第一季度来自中国市场的EDA收入快速上升，意味着国内生态正联合推动产业间带来更多发展助力。

李俊超向记者表示，今年一季度来自中国市场的EDA营收出现高增速，一定程度是源于国内此前该项指标的基数较低。此前在亚太地区内，日本、韩国和中国台湾地区对EDA的采购量更大。但随着近几年间，越来越多系统级公司开始参与自研芯片，国内对于先进制程芯片的需求量和研发体量都越来越大，那么对于EDA软件的采购量也就自然大大增加。

“如此将形成一种良性循环。”他指出，目前EDA公司在亚太地区的营收占比中，中国市场比重大约在10%左右，随着在芯片设计市场的快速崛起，未来中国市场在亚太区的需求量占比有望达到40%-50%。

国内EDA软件厂商目前的发展的确也存在不平衡的现象。李俊超向记者表示，客观来说，国内EDA软件公司目前多聚焦在对芯片制程工艺迭代要求不是很高的模拟芯片领域，相关公司已经在该领域的一些细分环节占据一定地位。

但在数字芯片领域的EDA软件，国内在前端和后端环节都相对缺乏部署。由于这需要与顶尖芯片设计公司和晶圆厂联合调校，此前国内缺乏成熟的共生环境，但如今国内的产业基础已经搭建起来。

“所以这时候对国内EDA公司的发展带来很好的契机。”李俊超补充道，用于模拟芯片和数字芯片的EDA软件差异，主要体现在流程环节复杂程度、工艺调校难易程度方面。具体来说，模拟芯片所需EDA流程较少；而数字芯片在每个环节都需要用到EDA软件，需求量更大，且工作量和设计难度也较高。

“难点在于通过EDA软件进行芯片设计过程中，需要大量现有的数据与EDA工具进行匹配并调校。国内目前在模拟芯片领域的先进工艺数据储备量还有上升空间，而由于模拟芯片工艺迭代时间较慢，会相对容易追赶国际巨头的步伐。”他分析道。

具体到国内EDA公司对于芯片不同流程的分布情况，李俊超告诉21世纪经济报道记者，目前国内EDA公司在芯片制造端的能力积累相对较多，而由于芯片设计的EDA软件门槛较高，因此还需发展时间。

“目前在数字芯片设计方面，还需要结合国内多家EDA软件公司的能力一起串联起来完成，但模拟芯片方面已经可以仅采用国内头部公司的软件就能设计完全流程。”他指出，整体来说，目前国内在EDA软件方面，还需要不断加深研发实力，走到一定的成熟阶段后，会带来更好的协同效应，届时产业间方能考虑彼此之间能力整合的话题。“比如新思科技，也是在发展成熟后，通过收并购的方式串联起了更丰富的EDA软件环节，成为了如今巨头。”

尤其是进入后摩尔定律时代，李俊超认为，这对中国公司来说，将是一个弯道超车的机会。“倘若持续在摩尔定律下迭代发展，就会一直存在代际差异的问题。”他指出，但在超越摩尔定律的理论之下，Chiplet、3D封装等新技术路线出现，对于全球范围来说，都还是一个新课题，大家可以说算是在接近的起跑线上。