三巨头瓜分百亿美元的EDA软件市场，国产EDA企业如何突围？

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（ 文/章鹰）2020年下半年，5G芯片市场再起波澜。8月25日，据海外媒体，华为宣布在柏林IFA 2020期间，9月3日将举行演讲。市场预料，华为除了发表Mate 40系列旗舰新机之外，旗下海思最新“麒麟9000”处理器也将亮相。9月14日后，台积电将不再供应华为芯片，麒麟9000将成为绝版。8月28日，联发科已经向美方提出申请，希望之后能继续供货给华为。

华为Mate40概念设计

半导体芯片是5G产业发展的基石，华为被美国制裁后，迅速调整了供应链策略，大部分美系供应商被排除在名单之外，同时大力扶持国内供应链，给予充分的成长机会。纵观IC全产业链，EDA位于芯片产业链顶端，地位重要，行业壁垒高。

EDA软件行业规模小，但位于芯片产业链顶端，地位和作用十分重要，是整个集成电路产业的根基，2019年全球EDA市场105亿美元的市场支撑了全球5000亿美元的集成电路市场，以及背后近1.5万亿美元的电子产业。

目前在EDA领域，美国三巨头公司Synopsys、Candence和Mentor Graphics共计占据了全球64%的市场份额，中国公司如何突围？电子发烧友记者集合吕芃浩博士、华大九天副总经理郭继旺、东南大学国家专用集成电路系统工程技术中心教研室主任杨军、国微集团联席董事长兼总裁帅红宇的最新观点和思考与工程师分享。

EDA市场，国际三大厂商垄断局面短期难以撼动

8月26日，在世界半导体大会上，工业和信息化部电子信息司副司长杨旭东表示，2019年，中国集成电路市场需求规模已达到1.5万亿元人民币，在全球市场中所占份额超过50%。 2019年，中国集成电路产业规模突破7500亿元。其中外资企业贡献了超过30%的规模。

在EDA领域，外资厂商更是三家独大。根据ESD Alliance数据显示，2019年全球EDA软件市场规模在105亿美元，同比增长8.3%，全球大部分EDA软件市场被美国三大企业占领，2018年Synopsys占据32.1%的市场份额，Cadence、西门子旗下的Mentor Graphics市场份额分别为22%、10%。三大EDA软件厂商全球市场份额超过64%，在中国的市场份额超过95%。

赛迪顾问吕芃浩博士对记者表示，EDA在芯片设计中的地位十分重要，芯片设计环节繁多，精细而且复杂，对EDA软件依赖强。摩尔定律下芯片的复杂程度和集成度不断提升，芯片设计对EDA工具要求不断提高。

他强调指出，近30年来晶体管从原来4000多一直发展到现在几十亿，密度增长100万倍，必须使用EDA工具来提高设计效率，集成电路的成本问题日益突出，现在14纳米和16纳米芯片投资要达到2亿美元，7纳米芯片要达到6亿美元，前提是依赖EDA设计软件，如果离开EDA设计软件，费用会达到77亿美元，相差200倍。

吕芃浩博士分析说，据统计，2019年中国EDA市场规模约为5.8亿美元，仅占全球市场的5.6%。中国EDA厂商总营收不到4.2亿元，只占全球市场份额的0.6%；同比增长14.3%，国产化率约为10%。国内EDA市场超过85%的份额是Synopsys，Cadence和Mentor三大厂商占据。

EDA各领域和区域市场2020年第一季营收比重，来源ESD Alliance

从细分行业来看，ESD Alliance所追踪的各个行业中，2019年CAE（电脑辅助工程）和SIP都可以列入EDA细分市场前两名，2020年第一季度CAE占据32%市场份额，CAE工具在2020年第一季取得8.549亿美元的营收，年成长1.7%，2019年第四季度平均值增长24%；其次，SIP占据37%市场份额，有很多Fabless类型的创业公司需要设计工具和SIP。PCB与MCM设计工具2020年第一季营收2.509亿美元，年增长12%。SIP营收第一季达到9.856亿美元，年增长12.5%。

国产EDA厂商面临三大发展困境

目前国内EDA软件公司主要有华大九天、芯愿景、国微集团、芯禾科技、广立微电子、伯达维电子、蓝海微科技、概伦电子等。华大九天承载熊猫系统的技术，是目前国内规模最大、技术实力最强的EDA企业，能提供全流程FPD设计解决方案。芯愿景拥有IC分析服务、IC设计服务及EDA软件授权三大业务板块。但与国际三大巨头相比，国产EDA企业的短板非常明显。

国内EDA公司一览

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吕芃浩博士指出，EDA指导芯片设计，全球份额美国占比最高，亚太地区增速最快，中国增长13.6%，体现出中国作为集成电路市场重要贡献力量。他分析说，中国厂商目前面临三大发展困境：

图：赛迪顾问吕芃浩博士

一、国内EDA人才供给严重不足：国内做EDA研发的人大约有1500人，除去在国际EDA公司的中国研发中心工作的，真正本土EDA研发人员，只有500人左右。

二、产业生态不足，应用环境恶劣：很多公司长期使用国外的软件，不敢轻易尝试国产软件，另外，很多中小企业对版权、知识产权意识较差，盗版猖獗，对国内EDA的迭代没有好处。

三、EDA厂商与先进工艺结合比较弱：国内EDA厂商都比较缺乏PDK基础 ,EDA企业和国际先进晶圆厂合作较弱，国内晶圆厂提高自身制造技术的水平有限。

国家专用集成电路系统工程技术中心教研室主任杨军指出，国内EDA基础薄弱，主要体现在三个方面：首先，国内企业EDA产品全流程覆盖率很低，不到20%，EDA软件要覆盖 IC 设计、布线、验证和仿真等所有方面，而国产EDA很多只涉及到其中的一部分环节，国内厂商优势主要在物联网；其次，EDA产业积累薄弱，国内EDA公司华大九天比较突出，其他规模都不大；还有，EDA人才青黄不接，国内从事EDA人才很少，专门从事EDA领域专职教授数量不多。

国微集团联席董事长兼总裁帅红宇对媒体表示，国内EDA行业主要存在三大问题，一是国内约5亿美元EDA市场，其中国产EDA工具占比不到0.9%，而国际EDA市场占比更是不到0.1%。二是国内EDA工具无法满足先进工艺下的芯片设计需求，也缺乏对foundry和封测厂的支撑。三是全球EDA从业人数约30,000人，国内不足1500人。

多方力量共推EDA发展难题的解决之道

行业专家表示，想要做好EDA软件生意，首先，是和代工厂保持密切沟通，其次才是算法和模型。从EDA行业龙头发展龙头历程看，EDA行业是厚积薄发的生意，需要很长时间的积累，美国Synopsys和Candence两大巨头为了维持行业地位和紧跟技术发展，其研发费用占比高达35%、40%。为了省时省力，对于芯片设计公司来讲，更倾向于平台化的EDA采购，而不是每个步骤用不同的EDA软件。

吕芃浩博士指出，2019年，中国芯片设计企业达1780家，2020年预计中国IC设计企业达3000家，在人工智能、大数据、物联网领域，国内企业都是欣欣向荣的，这些都给国产EDA软件的发展提供了足够大的市场。

他以中芯国际为例，“中芯国际14纳米已经量产，现在12纳米和7纳米工艺正在开发中，国内EDA厂商可以与代工厂合作开发工艺包、开发软件进行更新迭代。”

针对国内EDA人才短缺，华大九天副总经理郭继旺给出了解决方案。集成电路产业增量在变大，产学研融合，只要这把火烧起来，总会产生一些效果。

他指出集成电路人才培养现在主要有三种方式：高校优势主要是理论基础和学科宽度，教育部和产业对接，学生到公司后必须先上岗培训，缺乏实际操作的内容。培训公司将培训做成产品，模式多样，设计公司也往培训走，设计公司的局限性对自身细分行业了解，中国电子曾经设想建立集成电路学院，突出EDA为平台的产教融合是集成电路人才培养的重要途经。EDA串联产业和教学两头，发挥产业优势和学业聚集优势。

华大九天提供全流程EDA工具（附EDA产品工具），建立精炼的教师团队，发展更多的团队和协作团队来推动EDA人才培养计划。最后解决就业端和学校端的串联。

杨军主任则从高校教研切入，他指出：“近期，国家将集成电路定义为一级学科，我建议同时把EDA电子设计自动化设计为二级学科，围绕着EDA建立专门的硕士培养班，完善课程培养体系包括配套一个培养方案，成立围绕EDA方向专门培养的学科。二、EDA是多学科交叉融合，由电子、计算机和数学共建，包括师资力量和课程设置。三、英雄不问出处，以赛代练，吸引更多EDA人才。四、顺应EDA智能化发展趋势，与AI人工智能学院互相协作。”

帅红宇表示，目前，国内高校几乎完全没有EDA相关培养方向及EDA相关课程开设，EDA相关教材主要是VHDL/Verilog语言或可编程器件FPGA。

他分析说，国内EDA产业面临的最大问题就是国内没有形成一个完整的、互相促进的产业链，抱团一直是半导体产业发展的最重要方向。半导体集成电路行业环环相扣，只有通过产业链上下游联动，才能获得成功。

小结：

面对芯片设计的难关，EDA软件平台建设迫在眉睫，相对国际巨头，国产EDA差距三方面差距明显：首先缺少数字芯片设计的核心工具模块，无法支撑数字芯片全流程设计；其次先进工艺支撑不够，暂时未进入先进代工厂的联盟；还有缺乏制造及测试EDA系统，无法支持集成电路封测的应用需求。现在各个层面，从大学EDA人才培养，到华大九天提供的EDA软件培训，还有代工厂先进制程的不断开发，我们期待未来中国EDA企业取得不断地突破，真正实现国产芯片设计自主可靠。

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