发展中的国产EDA

5月25日，在2023中国西部半导体及集成电路产业博览会暨“两链”融合创新发展论坛（CWIC2023）上，北京华大九天科技股份有限公司常务副总经理吕霖以《发展中的国产EDA》为题发表演讲报告，为与会观众分享了EDA产业背景和国产EDA发展状况。

如今，数字经济每时每刻正改变每个人的生活，数字经济的规模已经达到数十万亿美元，集成电路产业是其重要基础产业，并拥有超过5500亿美元市场规模，EDA作为集成电路产业的基础支撑，与材料、装备三大支撑产业共占有超过80亿美元规模，达600亿人民币。

吕霖表示，EDA是一个市场不大、危害性极大的产业，从设计、制造到封测贯穿了整个产业链。涉及微电子学、自动控制、计算机图形学、化学、物理学等多学科技术交叉，人才培养上存在困难。

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EDA产业发展特点

EDA（Electronic Design Automation），也叫电子设计自动化，是指借助计算机软件辅助完成超大规模集成电路芯片设计、制造、封装、仿真、验证等流程的一整套自动化设计方法。随着集成电路的不断发展，芯片设计的复杂程度不断提升，工程师们必须要利用EDA 工具才能完成电路设计、版图设计、性能分析等复杂的IC 分析及设计工作，故而EDA 软件被誉为“芯片之母”。

其产业发展有以下几个特点。

寡头垄断，技术壁垒高：EDA软件本身功能及计算性能需要随芯片制造工艺及制程的升级而提升。全球前十大EDA企业榜单中，除了日本Zuken外，只有华大九天一家中国公司，剩下的基本算是美国的天下。

属于典型的投资周期长、见效慢的基础性产业：EDA属于算法密集型软件系统，需要长期的技术积累，研发周期长、产业化周期长，需要持续不断的资金投入，不断对产品进行迭代升级。吕霖感叹，EDA产业早期并不受投资人待见，若干年中经历融资难、不好发展的窘境，经常是“开发时间3年，客户端验证再3年”。

EDA的发展需要建立产业发展生态圈，需要跟产业界很多上下游公司协同：除高强度的研发投入外，需要建立芯片设计厂商、EDA厂商和芯片制造厂商之间的产业链紧密协作及教育生态系统。不仅需要到晶圆代工厂去合作开发工艺套件（PDK），也需要协同设计端获得宽容机会。

资本市场整合是产业发展的重要手段：纵观国际前三大EDA企业发展路径，均经历过多次技术与市场的整合。

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全球EDA行业市场情况

2021年全球EDA行业实现总销售额78.2亿美元，同比增长8%。未来，工艺提升和Chiplet发展都将对EDA工具市场继续保持稳定增长带来积极促进作用。

据行业数据统计，全球EDA行业市场超七成的份额由三家公司占据，是典型的寡头市场。2021年Synopsys份额为31%，Cadence为24%，Simens EDA为17%，稳居全球前三。吕霖表示，三巨头的成功绝非偶然，他们主要做法包括：投入高额研发费用、频繁进行兼并收购、政府强力的政策支持。

三家企业均拥有完整且优势明显的全流程EDA工具，且部分流程工具在细分领域拥有很大优势，EDA相关营收每年超过10亿美元。

Synopsys ：公司成立于1986年，总部位于美国加州。产品线是三巨头中最为全面的，从前端设计起家，收购 Avanti 进入后端设 计领域，其优势在于数字前端、数字后端和验证测试。

Synopsys发展历程

Cadence ：公司于1988年由SDA与ECAD合并成立，总部同样位于美国加州，其优势在于模拟和混合信号的定制化电路和版图设计。

Cadence发展历程

Siemens EDA （原 Mentor Graphics）：公司成立于1981年，总部位于美国俄州威尔森维尔，2016 年，西门子以 45 亿美元收购 Mentor Graphics，并入西门子数字化工业软件部门。优势在于物理验证领域优势较为突出，在印制电路板方面也有一定优势。

Siemens EDA 发展历程

三巨头之外，在局部领域具有优势的厂商占据了全球约15%到20%的市场规模，例如Ansys在热分析、压电分析等领域，Keysight的EEsof在电磁仿真、射频综合等领域。

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国产EDA发展史

吕霖在报告中指出，国产EDA主要经历了以下发展历程。

▲ 1979-1986年：I级系统：国产DJS130上的ICCAD软件包，II级系统：KIND系统。

▲ 1988-1993：1988年5月11日，启动ICCAD III级系统开发“熊猫系统”，17家单位、118名成员；1993年获得国家科技进步一等奖；1994年被称为中国集成电路设计业“元年”。

▲ 1993-2008年：中国EDA产业经历了“失落的15年”。

1994 年，美国取消对中国的EDA限制，国内企业均使用外购EDA软件，使国产 EDA 软件技术发展停滞。海外EDA三巨头大举进入中国市场，便以技术成熟、价格便宜、免费赠送、多方合作等策略，快速收割市场份额。

国际EDA的巨头Cadence公司，便立即到北京参加了1994年亚洲电子设计自动化及测试研讨展览会，不久之后就在人民大会堂宣布成立北京办事处。1995年Synopsys公司在中国大饭店宣布成立北京办事处。在办事处成立之前，北京集成电路设计中心、华晶半导体公司、电子部54所、清华大学、复旦大学等均已采用了Synopsys的产品和技术。

客户端秉着“做不如买，买不如租”的理念，国产EDA企业变得“无论怎么努力都无法获得市场机会”，熊猫系统团队连自己也不再有信心了，甚至怀疑自己到了玄学的程度---“熊猫”名字取得不好，它虽然是国宝，但是濒危，因此就改为九天。（注：1993年华大电子成功研发了中国历史上第一款自主知识产权的EDA工具“熊猫 ICCAD 系统”。）

内忧外患之下，从1994至2008年，整整十五年的时间，国产EDA发展曲折而缓慢。

▲ 2008-2020年：重大专项支持。2008年起，EDA重新获得了国家的鼓励和支持，被列入《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020）》所确定的十六个重大专项之一。

▲ 2021年至今：国产EDA迎来重大发展机遇。国产EDA从过去几家，已经发展到现在的70多家。但是，从市场上获得的EDA回报事实非常少，一开始实行国产系统开发是因为美国对中国的禁售，而在中国研发出熊猫系统并推出市场后，美国又放开对中国的销售。

2008年后，华大九天的EDA部门被独立出来，专注于EDA软件的研发。华大九天承载了熊猫系统的技术，在液晶领域这一还未被巨头们重视地方找到了突破口。

如今，华大九天作为国内规模最大、产品线最完整、综合技术实力最强的EDA龙头企业，目前具有728个员工，其中研发人数76%，研发硕博比66%，2022年实现近7.98亿元营业收入，净利润1.86亿元。

已成型EDA产品十几种，涵盖模拟电路、数字电路、射频电路、晶圆制造、先进封装等6大方向，服务商业客户已超过600家，包罗了所有国内十强设计企业及国际十强设计企业中的多家，国内主要晶圆代工厂、国内平板显示企业及系统厂商等。

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延伸：国产EDA行业机会与挑战

近年来，EDA国内市场规模实现连续增长，涌现出一大批重要EDA企业，随着国内集成电路行业的不断发展，产业链配套需求对国产EDA的需求不断加大。

中国EDA市场规模，数据来源：CSIA

机会1：国内半导体产业链发展势头迅猛

根据中国半导体产业协会，中国集成电路设计销售额2021年达5047.93亿元，同比增长19%。另外，根据中国半导体行业协会集成电路设计分会（ICCAD）数据显示，2015年中国芯片设计公司数量仅为736家，2021年已增长至2,810家，CAGR达25.02%。如今，国内集成电路设计占比不断提升，2021年集成电路设计占比达43%，给EDA带来了旺盛需求。

机会 2：国产替代空间大

2021年，我国EDA工具国产化率不足15%，仍处于低位，但成长迅速。国产EDA厂商的优势在于国产替代带来的业绩确定性，业绩将随产品性能提升而稳定兑现。当前我国国产EDA工具全流程覆盖的供应商较少，但总体覆盖面积较广，芯片设计、模拟仿真、布局布线、原型验证等领域均有涉及。

机会 3：自主可控政策持续出台

工信部2021 年11 月30 日发布《“十四五”软件和信息技术服务业发展规划》），提出到2025 年，规模以上企业软件业务收入突破14 万亿元，年均增长12% 以上。地方政府也紧跟国家战略，大力推出地方财政优惠。如上海给出了“不高于1亿元”的政策优惠，给EDA企业的融资和落地提供了良好的经济基础。

机遇与挑战并存。当前国际形势下，逆全球化的潜在风险不断增加。美国对中国高新技术产业的限制逐步加深，给我国的集成电路产业带来了巨大挑战。不过，目前国内已孕育了一批包括华大九天、概伦电子、广立微等在内的优质EDA企业。国内公司开始形成国产EDA的版图，各公司凭借各自优势，带动国产EDA行业不断发展。

最后，吕霖呼吁，让我们国产EDA厂商携起手来，与制造厂商、材料厂商、设备厂商共同努力，为中国的半导体产业撑起一片蓝天。