逃不过的 EDA，进口替代如何破局？

美国商务部近日发布新禁令，宣布自 8 月 15 日起，将四项新技术列入出口管制清单，其中最受关注的当属对 GAA FET 相关 EDA 工具的断供。

虽然主要是对 3nm 以下的 EDA 设计软件进行出口管制，目前影响不大，但是 EDA 软件是集成电路领域最重要的软件工具，在全球科技竞争不对等的情况下，要实现我国半导体产业可持续发展，必须保障 EDA 工具的安全可控。

不可或缺的 EDA

芯片设计是一个巨大且复杂的工程，包括数字与模拟电路设计、封装设计、可测性设计、物理后端设计等。在 EDA 没有诞生前，开发者只能以人工画图的方式进行电路设计。

随着集成电路设计规模的发展，制造工艺越来越精细，芯片设计师从前依靠手工完成的设计图已经难以满足需求，而借助 EDA 工具，能够很好地完成电路设计、版图设计、版图验证、性能分析等工作，EDA 产业渗透率逐渐提高。

其后，超大规模集成电路的持续发展，晶体管密度暴涨，芯片设计难度日益增长，加上工艺变革的加快，EDA 开始成为集成电路上游设计的基础工具，电子工程师逐渐依赖 EDA 工具来提升逻辑综合、布局布线、仿真验证的效率。

据统计，2021 年全球 EDA 市场规模约为 130 亿美元，中国 EDA 市场规模约为 120 亿元人民币。这 130 亿美元的市场，撬动了规模达 5559 亿美元的半导体产业。

这样巨大的市场，催生出三大 EDA 巨头——新思科技、铿腾电子和西门子 EDA（原 Mentor Graphics），2020 年全球市占率就已经达到近 78%。EDA 的细分领域包括模拟、数字前端、数字后端、封装、FPGA 等多种项目，具体来看，在模拟仿真与版图领域，铿腾的 Virtuoso 平台使用最为广泛。在数字前端综合方面，新思的 Design complier 占主导地位，铿腾的相应产品 Genus 广受欢迎。在数字后端方面，新思的 ICC/ICC2 与铿腾的 EDI/Innovus 业内使用最多。

其中除西门子外，另两家都来自美国。在美国频频对中国 “卡脖子” 技术进行封锁之际，国内集成电路设计及制造企业开始寻求实现 EDA 工具软件的进口替代。

2021 年 11 月 30 日发布的《“十四五” 软件和信息技术服务业发展规划》提出，重点突破工业软件，关键基础软件补短板。建立 EDA 开发商、芯片设计企业、代工厂商等上下游企业联合技术攻关机制，突破针对数字、模拟及数模混合电路设计、验证、物理实现、制造测试全流程的关键技术，完善先进工艺工具包。

根据 CINNO Research 数据显示，2022 年中国 IC 设计市场规模增至 887 亿美金，对上游 EDA 工具的需求十分紧迫。在一级市场，国产 EDA 也正在收获前所未有的热度。根据不完全统计，今年上半年，包括芯华章、九霄智能、行芯、合见工软、立芯软件等多家国产 EDA 公司均收获了新一轮融资。

EDA 进口替代难点

寻找真正的国产化方案，已经成为大多数芯片设计公司都要思考的课题，这也直接引发市场对芯片设计产业链企业的追捧。芯片设计必备的三件套包括指令集架构、EDA 工具和芯片 IP。

目前 A 股最纯正的 EDA 公司共有三家，分别为华大九天、概伦电子和广立微，他们业务中 EDA“含量” 以及针对的应用场景有一定不同。但是国内 EDA 人才与海外相比十分匮乏，据统计国内从业者不足 3000 人，而海外仅新思科技一家研发人才约 13000 人。

中信证券指出，全定制 IC 设计覆盖模拟、射频、存储、光电等领域，其 EDA 工具具备较强拓展性。国内 EDA 龙头正以模拟电路等领域为起点，加速向射频、存储、光电等全定制领域拓展，夯实全定制 EDA 半壁江山，并进一步拓展数字 IC 设计等领域，看好国产 EDA 长期发展机遇。

西门子 EDA 全球副总裁兼中国区总经理凌琳认为，“EDA 的工具要与时俱进，要整合其他资源才能做好”。那么当汽车向着电子化方向发展的时候，中国的 EDA 完全可以和新的标准和功能需要一起成长提升，逐渐符合和应用新的发展趋势，维护和确定将来的市场发展，让产品更贴合市场的需求，从而占据优势并不断拓展市场份额。

“支持更多的标准，联动产业的上游下游，让更多的伙伴一起来参与，做到因地制宜，因需而设。” 他认为打造一个开放的生态很重要，“只有我们一家肯定是不行的，就像西门子工业软件期望西门子 EDA 能够加强整个闭环设计一样的道理……跟所有在这个领域的伙伴，不管是国内还是国外的共同去合作，打造一个可以互通、开放的生态系统，这样才能更好地推动中国集成电路和半导体整个事业可持续的发展。”

不久前，概伦电子董事、总裁杨廉峰在科创板开市三周年云上峰会指出，“EDA 企业的核心竞争力在于它的市场导入和市场采用，是否能够真正帮助客户做出有市场竞争力的产品”。他认为，目前 EDA 发展的难点主要是技术壁垒和行业生态壁垒。

EDA 巨头一直用长期高比例的研发投入来维系其竞争力。新思科技、楷登电子和西门子 EDA 研发投入占营业收入比重始终在三成以上，2021 年新思科技、铿腾电子研发费用分别为 15.1 亿美元（约为人民币 103 亿元）和 11.3 亿美元（约为人民币 77 亿元）。尽管国内 EDA 龙头华大九天 3 亿元的研发投入已经占据全年营收的一半，但依旧与海外三巨头差距明显。

况且三巨头成立以来均进行过多次并购，EDA 领域并购主要是为了整合并拓宽产品线，进行产品演进，实现公司规模迅速扩张，并吸纳优秀的研发团队及人才。在多次并购中，各厂商实现了竞争力的提升，基本奠定了如今的 EDA 竞争格局。

凌琳坦言：“并购是主流 EDA 的一个大概率事件，但与此同时，并购后的产品要在自己的体系里得到更好的融合和应用，这才应该并购的真正目的。西门子 EDA 也会有一些商业收购，然后慢慢组成自己定制的流程。最近这几年西门子持续在加强一些 EDA 领域的关键并购，都是为了补强我们在某些方面的布局。”

总结

目前国内 EDA 产业多为规模小而技术分散的企业组成，真正具备全流程技术能力的极少。然而经过四年的发展，中国 EDA 产业已经在不断加速前进。根据海外 EDA 三巨头的成长历程很容易发现，他们的优势是建立在几十年的并购和研发投入上的，非朝夕之功。因此，对于国内 EDA 产业的发展，虽然艰难，但是应该风物长宜放眼量，给予足够的信心与耐心。