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读懂EDA：想要卖芯片，留下买水钱

来源：IT之家时间：2022-09-26 13:09:16 阅读量：6862

淘金热，谁能稳赚不赔不是掘金者，而是卖水者，在火热的芯片投资热潮中，这样的卖水者——EDA厂商是不可或缺的

EDA赛道非常活跃先是龚建软件获得11亿元Pre—A轮融资，随后华大九天登陆创业板，首日收涨129.43%作为EDA为什么能拿那么多钱

没有EDA，就没有芯片。

EDA是一种大型工业工具，用于在计算机辅助下设计，制造和封装集成电路芯片它是最基础，最上游的领域，贯穿于ic产业链的每一个环节

EDA是算法密集型的，它融合了图形学，计算数学，微电子学，拓扑逻辑，材料科学，人工智能等多学科的算法技术只有通过长期的技术积累和持续的大规模R&D投入，才能满足新技术的应用要求

EDA工具包括硬件和软件它是软件工具的核心，可以分为三种:仿真工具，设计工具和验证工具硬件是一种服务器和特殊工具，用于加速模拟和验证

三种类型的EDA软件工具，制表和外壳硬技术

EDA很重要如果出了问题，下游产业的集成电路，电子信息，数字经济都会垮掉没有EDA，就不可能设计制造出今天的芯片

芯片设计过程极其复杂，需要很高的设计精度稍有偏差就会导致芯片报废，项目崩溃同时，伴随着从90nm，65nm到3nm/2nm的演进，制造成本上升，需要的设计步骤越来越多，设计难度越来越大

EDA可以发挥计算机辅助设计，面向制造的设计和硅生命周期管理三大关键功能，保证最终产品的良率和性能一方面，EDA将复杂的芯片设计过程分为几个步骤，如高级综合，逻辑综合，原理图布局等，并配备了丰富的工具组件库和可重用的参考架构，另一方面，EDA可以使用仿真和验证等工具，在芯片生产之前纠正错误

EDA有三个关键功能，即制表和外壳硬技术。

EDA还与另一个细分市场——半导体知识产权密切相关所谓IP核，就是一个半成品芯片，提供预先设计好的不同复杂程度的电路，分为软核，硬核，实核三大类鉴于IP核的使用和复用依赖于EDA工具，EDA和IP核也可以捆绑销售，业界通常将其视为一个市场虽然EDA巨头都有自己的IP核心产品，但伴随着市场的扩大和IP供应商的增加，目前的趋势是将EDA和IP核心分开

EDA跟随集成电路的发展它经历了CAD/CAM，CAE，ESDA到EDA四个阶段阶段转换本质上是芯片描述抽象层次的变化，精度依次提高

EDA市场的发展与代工和数字芯片的发展历史非常相似是玩家稀缺，百花齐放，然后优胜劣汰，只收购1—2个或者最多3—4个超大型聚合的情况

1964—1978年，芯片晶体管密度低，集成度低，企业进入率低Applicon，Calma和Computervision主导了当时的CAD/CAM市场

从1979年到1992年，CAE成为新贵，相关企业的参与率突然大幅上升转折点是ASIC的出现，它允许设计团队获得以前为大规模系统原始设备制造商保留的定制芯片Daisy Systems，Mentor Graphics和Valid Logic这三家公司在当时的CAE市场占据主导地位

90年代初，技术一路发展，高级语言描述开始应用，ESDA成为主导力量，行业并购开始。Synopsys，Cadence，Mentor成为新的三大巨头，

2009—2014年，巨头之外的EDA相关专利申请逐渐减少，市场垄断局面开始显现。小公司被收购，大公司在竞争中被淘汰，

此后，EDA行业不断整合新思科技，邓凯电子，西门子EDA已经收购了很多小型初创公司，包括Forte，Jasper，Springsoft，EVE，Nimbic等国内EDA融资潮兴起，一些老牌国产品牌开始挤进第二梯队

EDA，制表和外壳硬技术的发展阶段及特点

EDA不是一件容易的事情。

EDA是怎么赚钱的一般采用授权的模式，即把指定版本的软件卖给客户，收取合同期内的授权费

授权分为定期授权和永久授权，可以简单理解为Office 365和Office 2021的关系更换要求低的客户大多选择永久授权，更换要求高的客户选择定期授权固定期限一般为1~3年，也可以选择在固定期限内多次授权，相当于分期付款

固定授权是国际上比较流行的模式，被国际先进厂商采用2021年全行业一次性授权收入占比55%这是因为芯片迭代很快，它所要面对的物理现象，应用和过程越来越复杂这样，EDA厂商可以获得工具的实时更新，缺陷修复，技术支持和性能升级

EDA行业具有明显的可持续增长空间2020年全球EDA市场收入115.7亿美元，2026年全球EDA市场收入213.6亿美元，年复合增长率10.9%

倒金字塔产业链结构，图元华大九天招股书

但是EDA绝对不是一件容易的事情现在整个市场分为三个竞争梯队，国内的只达到第二梯队，份额太小根据SIA的数据，国内EDA/IP仅占全球市场的1%

第一梯队由新思科技，邓凯电子和西门子EDA组成处于绝对领先地位，占全球市场份额的78%国内三巨头拥有95%以上的软件销量，拥有全流程EDA产品，业务遍布全球，科研实力雄厚

第二梯队以ANSYS公司，Silvaco，Aldec，华大九天等为代表在美国在特定领域有全流程产品，在局部领域相对领先

第三梯队以Altium，概念工程集团，全伦电子，下游科技等为代表这些企业主要布局点工具，缺乏EDA特定领域的全流程产品

谁处于绝对领先地位，谁就制定市场规则但事实上，新思科技，邓凯电子和西门子EDA在市场上的竞争异常激烈三家公司虽然整体运营思路相同，但战略也有所不同

新思科技从营收和业务来看无疑是最大的EDA相关企业，但单从EDA产品线来看，邓凯电子与新思科技不相上下，甚至比前几年的新思科技还要好战略上，新思科技加强软件集成产品的开发，通过频繁的并购，平均发展其产品线的产品实力邓凯电子有着坚实的基础，相对较少的M&A行动也能让EDA的收入保持稳定增长

EDA巨头，制表，果壳硬技术基本情况对比

EDA在国内发展缓慢，直到2008年以后才开始兴起:早在1981 ~1985年，国内就开发了ICCAD的一级系统和二级系统，1993年，熊猫系统问世，但随后的15年，受造不如买，买不如租的观念影响，国内EDA差距拉大，是新思科技，邓凯电子，西门子EDA的上升期，2008年，EDA再次成为焦点，华大集团将EDA部门独立出来，命名为华大九天，2010年，全伦电子成立，2021年12月，全伦电子在科技创新板上市，2022年7月，华大九天创业板上市。

国内EDA二级市场不完全统计，壳的制表和硬技术。

在国产替代的趋势下，近两年EDA一级市场非常活跃，融资额一度达到11亿人民币。

这两年国内EDA初级市场情况不完全统计，果壳的制表和硬技术。

还是要指出的是，国内EDA主要是点工具，工具链不完整，而三巨头则覆盖了产业链的各个环节另外，目前国内的EDA还不能满足尖端工艺的要求因为EDA处于最上游的位置，所以EDA一定比芯片技术更先进

EDA支持国内外工具链对比，制表，外壳硬技术。

我们还能怎么去生存。

在高度垄断下，国内EDA可以走哪些路。壳牌技术团队认为有以下几点:

在关键点上投资

EDA需要的投资金额是惊人的在过去的十年里，新科技和邓凯电子的净利率大部分年份都没有超过15%，但在R&D的投资强度却从未因公司运营的缺失而降低R&D占总数的30%以上，甚至有时R&D占40%以上对于较小的EDA公司，这个数字可能会更高

高投入意味着三大巨头竖起了专利墙，专利围城导致国内极其尴尬的局面在过去的两年里，所有的半导体公司都开始建立一系列自己的知识产权，希望与竞争对手保持安全距离国内公司也需要自己的专利

从三巨头的EDA关键技术专利数量和分布统计来看，在开发程度，侧重点和专业知识上差别不大，但研究基本集中在验证，仿真和布线三个课题上，对时序分析和综合两个部分的研究不多，也就是说时序分析和综合可以拉大技术差距此外，验证占芯片设计总成本的70%以上，是国内EDA的突破领域

开发小芯片是重点。

传统上，所有设备都放在单个裸芯片上，功能越多，芯片尺寸越大Chiplet就是将大尺寸的多核分散到若干个微小的裸芯片上，比如不同类型的处理器，模拟元件，存储器等，然后像3D三维堆栈中的积木一样将它们组合在一起

小芯片有多重要AMD，Intel，Nvidia等头部IC设计公司都推出了基于小芯片技术的产品，苹果也准备在下一代高端处理器中采用小芯片技术为了让Chiplet更好的发展，Arm，AMD，Meta，Intel，Google Cloud，微软，高通，三星，Sunmoon，TSMC也发起了UCIe产业联盟

实现小芯片和EDA是关键目前Chiplet最大的问题是组件如何组合，由谁来组合这些组件国内EDA可以研究这些问题

更好地利用EDA工具

以软件为核心的EDA好用，让更多人能用才是王道。

最近几年来，伴随着芯片设计基础数据和系统计算能力的增加，AI和云技术开始向EDA渗透这种模式逐渐被业界认可，用户的使用习惯也发生了变化此外，传统的SoC设计需要使用硬件描述语言进行RTL级的逻辑和验证后来EDA逐渐开始支持C/C++/SystemC，学习晦涩难懂的语言不再是硬性要求

这种变化得益于设计方法论的演进，最终目的是提高设计效率，保证设计正确性，提高芯片生产良率，加快设计进程国内的EDA也应该遵循这种模式

开源增强型EDA技术研究

最近几年来，开源的趋势盛行，一个开放的硅知识产权生态系统诞生了开源EDA工具可以快速引导国内EDA找到方向，同时打造科学发展的新生态

开源EDA有五种可能:一是可以快速识别最新的基准测试结果，从而快速确定新的EDA解决方案，推动技术发展，其次，开源工具可以加速EDA研究，可以在现有开源工具和组件的基础上以更快的速度实现迭代，降低入门门槛，第三，由于EDA的改进可能会被下游的工具所掩盖，完整的开源EDA工具可以保证改进的持久性，第四，具有标准I/O格式交换的开源工具可以在开源工具和闭源行业之间形成健康的生态系统，加速学术界和工业界的知识传播，第五，开发者社区可以发现更多的后门或者漏洞，可以带来更值得信赖的设计过程。

各种力量要拧成一股绳。

EDA贯穿芯片整个产业链，所有工具都是链接在一起的三大巨头都不同程度地采用收购整合的方式，实现全流程工具的覆盖目前国内只有华大九天一家公司实现了部分设计的全流程方案，整体市场仍然是碎片化，地域分散的

华福证券EDA工具两种突破方案的比较

推动整合并不容易，更何况国内EDA还处于起步阶段，不具备大规模并购的条件因此，在国内可以采用更具特色的整合形式，通过行业龙头影响行业合作，在政府支持下，形成合理的互利模式

捆绑销售:采用几家公司的工具捆绑销售，工具有关联，

定制合作:大型EDA厂商向小型厂商定制开发，后者完成开发后，双方共享产权和技术，实现合作共赢，

行业孵化:首先开发的EDA厂商为有技术基础的初创企业引入行业资源。

除此之外，人才与团队，技术与产品，市场与生态，资金与政策，法律法规，软硬件都是EDA不可或缺的但是现在EDA人才匮乏，技术覆盖不全，生态建设不全这需要政府的主导和资本市场的帮助，发挥产学研一体化效应，带动集成电路的发展

当国内所有力量捆绑在一起，就可以建立独立的标准化现在EDA领域广泛，系统和功能复杂，标准化工作面广，中国可以进一步推进自己的标准化工作

当各种资源整合后，占领市场是必然的。

参考资料:

蔡恩泽EDA Surfer 董事会，2021 :97—99