芯耀
9659
全球EDA市場概覽，三家企業(yè)壟斷80%
EDA軟件是芯片設計的重要工具，可以說是芯片行業(yè)的“Photoshop”。EDA技術在全球芯片設計領域具有核心地位，被譽為“芯片設計之母”。 沒有EDA，就沒有現(xiàn)代半導體產業(yè)。它不僅關乎集成電路的設計、布線、驗證和仿真等多個環(huán)節(jié)，而且是芯片設計和制造過程中不可或缺的關鍵技術。
全球EDA市場高度集中，擁有高技術和人才壁壘。根據SEMI數據，2022年全球EDA銷售額為87.68億美元，其中中國大陸的銷售額為11.65億美元，占全球市場的13.3%。賽迪智庫數據顯示，國內市場在2018-2020年的集中度一直保持在77%左右，主要由新思Synopsys、鏗騰Cadence和西門子Siemens三巨頭主導。三家各自專長不同：新思主要在數字電路設計，鏗騰在模擬電路，而西門子則在制造和封測方面有優(yōu)勢。
據預測，到2026年全球EDA市場規(guī)模將達到1500億人民幣，年復合增長率約為10%。而在中國，該市場2017年規(guī)模為641億元人民幣，2020年已增至931億元，預計到2026年將達到2218億元。設計規(guī)模和復雜性的增加使EDA工具更加關鍵。據TrendForce預測，到2025年，全球7nm及以下先進制程產能將主要由臺灣（69%）、韓國（18%）和美國（12%）占據，而中國大陸僅占1%。但在12英寸晶圓產能方面，到2025年中國大陸占比將達到27%，僅次于臺灣的43%。
需求飆升，國產EDA乘勢而起
中國正處于推動國內電子設計自動化（EDA）產業(yè)發(fā)展的關鍵階段，尤其是在最近發(fā)布的“十四五規(guī)劃”中對此有明確的規(guī)劃和支持。這一方向得到了多重支持，包括政府政策、資本注入和產業(yè)內需求。
中國EDA市場具有巨大的國產替代潛力。據中國半導體行業(yè)協(xié)會數據，國內EDA市場規(guī)模從2015年的515億元增長至2020年的931億元，同比增長率達到27.7%。預計到2025年，中國EDA市場規(guī)模將突破1800億元，年復合增長率有望達到14.71%。華大九天目前在國內市場占有約6%的份額，2021年的營收達到5.79億人民幣，凈利潤為1.39億人民幣，位列國內EDA企業(yè)首位。盡管如此，與國際巨頭相比，其規(guī)模和技術仍然較小。
國產EDA廠商分類，來源：與非研究院
值得注意的是，隨著中國集成電路產業(yè)的高速發(fā)展和國家對半導體產業(yè)的政策扶持，國產EDA軟件的發(fā)展速度近年來有了顯著提升。一些國產EDA企業(yè)逐漸嶄露頭角，例如華大九天、國微集團和廣立微等。其中，華大九天在EDA領域可謂是佼佼者，它不僅提供一站式EDA及相關服務，還在模擬電路設計、數字電路設計和平板顯示電路設計等多個子領域內擁有領先的技術。華大九天與京東方、華星光電、天馬微電子等國內外知名企業(yè)有著廣泛的合作，為它們提供全面的EDA解決方案。
值得一提的是，除了華大九天外，其他如廣立微、芯和半導體等國產EDA企業(yè)在特定領域也有著不俗的表現(xiàn)。例如，廣立微在芯片良率測試分析方面有著顯著的優(yōu)勢，而芯和半導體則在射頻芯片設計和驗證方面有著突出的表現(xiàn)。
從政府層面來看，國家對半導體和EDA行業(yè)的發(fā)展給予了高度的重視。例如，國務院國資委黨委書記、主任張玉卓明確表示，將在人才、資金等方面加大政策支持力度，以促進集成電路產業(yè)鏈的全面和先進發(fā)展。另外，北京、上海、深圳、成都等地也紛紛出臺了EDA支持政策，以促進行業(yè)的發(fā)展。這些政策的出臺無疑為國內EDA廠商提供了寶貴的發(fā)展機會，也有助于解決長期以來核心技術受制于人的問題。
在企業(yè)層面，華大九天等國內EDA企業(yè)也在不斷推進技術創(chuàng)新和產品研發(fā)。以華大九天為例，該公司推出了多款全流程EDA工具，包括存儲電路設計、射頻電路設計、模擬電路設計等多個領域，表現(xiàn)出很強的技術實力和市場潛力。尤其值得一提的是，在數字電路設計這一最受市場關注的領域，華大九天推出了邏輯綜合工具ApexSyn，這無疑是一個重要的技術突破。
國產EDA廠商匯總（部分），來源：與非研究院
從市場需求來看，國內集成電路設計企業(yè)數量在2011-2021年間從534家增長到了2810家，增長了426%。這一大規(guī)模的增長將無疑推動設計類EDA軟件的需求。同時，全球晶圓產能也在持續(xù)增長，尤其是在國內多家晶圓廠如中芯國際、華虹集團等都在擴建生產能力，這進一步推動了制造類EDA工具的需求。過去五年是國內EDA產業(yè)快速成長的時期，企業(yè)數量從不到十家猛增到100家左右。這種爆炸性的增長不僅僅是資本推動的結果，更重要的是，它反映了整個產業(yè)鏈，特別是終端市場對EDA技術的高度關注和急迫需求。
國產EDA面臨的挑戰(zhàn)與機遇
然而，挑戰(zhàn)依然存在。近期全球芯片巨頭如英特爾、英偉達、美光等下調了盈利預期，這反映了全球半導體行業(yè)的不穩(wěn)定性，也暗示了潛在的風險。此外，國內市場目前的技術和產能大多仍然集中在成熟制程的同質化生產上，這使得國內芯片行業(yè)面臨過剩的風險。
另外，國內電子設計自動化（EDA）行業(yè)雖然取得了一定的成績，但相對于國際市場巨頭如Cadence和Synopsys，還有很大的發(fā)展空間。這個差距尤為明顯在全球芯片短缺正在逐漸緩解，以及國內半導體行業(yè)可能出現(xiàn)泡沫的背景下。在這樣的大環(huán)境下，國內EDA代表企業(yè)如華大九天便面臨著巨大的挑戰(zhàn)和機遇。
華大九天董事長劉偉平曾“總結EDA產業(yè)基本特點：
一是寡頭壟斷，技術難度比較高?；旧系谝幻杂?，第二名打平，第三名就要賠錢，技術上也是類似的。做EDA做不到前兩名，基本上沒有機會，一定要有很高的技術才能滿足芯片產品的開發(fā)需要。
二是EDA產業(yè)投資周期比較長，見效比較慢。EDA是算法密集型大型軟件系統(tǒng)，需要長期的技術積累；EDA研發(fā)周期長、產業(yè)化周期長，需要持續(xù)不斷的資金投入。今天大家都在談堅持，EDA領域更需要堅持。基本上開發(fā)一個EDA工具需要6年左右的時間，才能真正做成被市場接受的、能夠在市場應用的產品。
三是需要建立產業(yè)生態(tài)圈，得到產業(yè)鏈上下游的全力支持。EDA是制造和設計的紐帶和橋梁，也就是說需要制造和設計的支持。
四是人才。EDA產業(yè)發(fā)展對人才的依賴性更高，目前國內EDA領域人才匱乏，包括基礎人才和高端人才。
五是EDA產業(yè)的發(fā)展需要并購。EDA領域的三巨頭都是通過并購而壯大的。目前國內有十來家EDA公司，國外還有幾十家大大小小EDA公司，大家合在一起就有可能更快地把產品做大?！?/p>
國微芯執(zhí)行總裁兼首席技術官白耿先生也曾對與非網記者表示，國產EDA的發(fā)展大致可以分為四個階段：
第一階段，實現(xiàn)基本功能，從無到有的突破；
第二階段，能夠支持芯片的實際設計和制造過程，達到“可用”的水平；
第三階段，能夠幫助客戶提升良率，并且實現(xiàn)設計制造流程的再優(yōu)化，從而達到“好用”的水平；
第四階段，EDA工具體現(xiàn)核心價值，實現(xiàn)多工具協(xié)同優(yōu)化，并且形成較高的技術和生態(tài)壁壘及客戶依賴度高、替代成本高，DTCO貫穿設計與制造環(huán)節(jié)的多點工具，具備DTCO工具實力的EDA公司將具備生態(tài)壁壘。
目前國產EDA大多還集中在二到三階段。與國際EDA巨頭相比，在制程技術和市場占有率方面仍有明顯的差距。盡管如此，國內廠商正在積極進行技術研發(fā)和創(chuàng)新。特別是在模擬電路設計領域，由于國內外在邏輯IC方面的技術差距，模擬電路設計逐漸成為國內EDA一個潛在的增長點。預計該領域的市場占比將由目前的15%增長到30%。第二個挑戰(zhàn)是技術短板，包括缺乏數字芯片全流程設計的核心工具模塊，對先進工藝的支持不足，以及缺乏集成電路封測的完整EDA系統(tǒng)。這些問題對于國內EDA產業(yè)來說都是需要解決的關鍵問題。
與國際主流EDA廠商相比，國產EDA產業(yè)在技術、市場份額和客戶數量等方面都存在較大的差距。特別是在先進制程支持上，國外廠商可能已經能夠支持到5納米或3納米工藝，而國內仍停留在28納米或14納米。這一差距不僅限制了國內EDA在全球市場的競爭力，也影響了與晶圓代工廠和設計公司的協(xié)同發(fā)展。
據國內EDA龍頭企業(yè)華大九天的數據顯示，與國際主要競爭對手相比，在研發(fā)費用和市場份額方面還存在明顯的差距。例如，新思科技2021年的營收已經超過2800億元人民幣，是華大九天的近48倍。但正因為如此，這也為國內EDA產業(yè)提供了巨大的發(fā)展空間和機會。
如何縮小與國際巨頭的差距？
EDA（電子設計自動化）與制造和設計形成一個鐵三角生態(tài)圈，支撐整個芯片產業(yè)。EDA廠商向芯片設計（Fabless）和制造（Foundry）廠商提供不同類別的軟件，推動整個產業(yè)鏈的升級和高效運作。
生態(tài)建設是EDA企業(yè)成功的關鍵。它依賴于與集成電路制造和設計企業(yè)的緊密合作，以持續(xù)更新工藝庫，進一步增強產品競爭力。此外，EDA工具需獲得晶圓廠商的認證，進一步提高信譽和市場接受度。
華大九天作為國產EDA行業(yè)的領軍企業(yè)，其發(fā)展速度和規(guī)模成為了業(yè)界的焦點。據統(tǒng)計，華大九天的員工數量已經增長到875人，令人驚嘆的是其中有75%的員工都致力于EDA的研發(fā)工作。這不僅顯示了其對技術研發(fā)的高度重視，還表明了EDA技術在當今市場中的重要性。然而，與國際知名的cats和snopes等大公司相比，盡管華大九天的增長勢頭強勁，但在整體規(guī)模上仍有差距。
為了縮小這一差距，國內EDA產業(yè)正在加快技術研發(fā)、擴大市場份額和積累客戶。其中，"統(tǒng)一數據庫"的概念被提出，旨在通過一個統(tǒng)一的數據庫基礎，使得整個EDA流程更為流暢和高效。這與全球EDA產業(yè)的發(fā)展趨勢相吻合，并能提供更高的安全性和自主性。
除此之外，促進EDA產業(yè)生態(tài)發(fā)展成熟與人才的培養(yǎng)，也是國產EDA追趕國外先進同行的方向。本次華大九天HUG會議的召開就是其中的一次嘗試。在人才培養(yǎng)方面，華大九天與多所高校展開了深入合作。除了提供教材和課件，還專門培訓教師，并參與了多個與集成電路相關的學科競賽和科研項目。這不僅有助于解決當前IC設計行業(yè)的人才短缺問題，也為未來的人才培養(yǎng)打下了堅實的基礎。
企業(yè)并購也是許多國產EDA企業(yè)發(fā)展的主要策略。如華大九天，它不僅通過并購來彌補產品鏈上的空白，還通過與具有協(xié)同效應的公司進行合作，以實現(xiàn)1+1>2的效果，從而提升企業(yè)的綜合實力。但是，并購并非一蹴而就。如何確定并購目標的合適性和價值成為了每一次并購的關鍵。華大九天等公司在這方面采取了一系列措施，如加強技術評估能力，與潛在的客戶和市場進行深度溝通以獲取反饋。企業(yè)的并購決策不會盲目，而是基于對市場和技術的深度分析，選擇那些能與自己業(yè)務有補充或增強作用的對象。
國際并購是許多國產EDA企業(yè)擴展市場的另一條路徑。盡管華大九天等企業(yè)一直秉承著技術的開放與合作的理念，但在當前的國際情況下，出國并購面臨了許多不小的壓力。例如，基于國家安全考慮，英國政府曾拒絕了某些并購案。面對這樣的外部壓力，國產EDA行業(yè)無疑需要進行策略調整。加強國內的合作，促進自主研發(fā)，減少對外部技術的依賴，成為了行業(yè)內共識。
華大九天還與晶圓代工廠建立了緊密的合作關系。他們相信，僅當EDA和晶圓代工廠完美融合時，才能為IC設計廠家提供最佳的服務。綜合考慮，華大九天通過技術創(chuàng)新、市場拓展、人才培養(yǎng)和產業(yè)合作等多角度的努力，正逐步縮小與國際主流EDA產業(yè)之間的差距。公司不僅在提升自身實力的同時，也在推動整個國產EDA產業(yè)向前邁進。
總體而言，國內EDA行業(yè)雖面臨眾多挑戰(zhàn)，但在政府政策的推動和市場需求的拉動下，依然具有巨大的發(fā)展?jié)摿蜋C會。關鍵是如何通過持續(xù)的技術創(chuàng)新和人才培養(yǎng)，以及與全球行業(yè)的緊密合作，來逐步縮小與國際巨頭的技術和市場份額差距，實現(xiàn)從“追趕”到“領跑”的跨越。
下載ECAD模型
