从起步到追赶，见证国产软件的崛起之路
中国EDA软件行业从20世纪80年代中后期才真正开始，相较于全球EDA软件行业的发展晚了十年。1986年，国产集成电路计算机辅助设计系统“熊猫系统”的诞生标志着中国EDA行业的开始。然而，在此后的十年间，中国的EDA行业并未实现显著发展。2018年以后，中国的EDA行业进入了一个快速发展的阶段。
这一时期，尽管行业受到海外厂商的全面压制，但国产EDA发展的种子依然保留并开始成长。随着国家政策的支持，中国的EDA产业开始逐渐展现出生机。
EDA技术是芯片设计和制造的关键软件。全球进入到半导体竞赛中，皇冠上的明珠—EDA软件行业受到国家高度重视。我国集中多项政策支持国内EDA软件行业的发展。2022年1月，国务院印发《“十四五”数字经济发展规划》，提出要瞄准传感器、量子信息、网络通信、集成电路、关键软件、大数据、人工智能、区块链、新材料等战略性前瞻性领域，发挥我国社会主义制度优势、新型举国体制优势、超大规模市场优势，提高数字技术基础研发能力。2024年1月，工信部等七部门印发《关于推动未来产业创新发展的实施意见》，提出要深入实施产业基础再造工程，补齐基础元器件、基础零部件、基础材料、基础工艺和基础软件等短板，夯实未来产业发展根基。政策的出台为EDA软件行业的发展提供了明确、广阔的市场前景，为企业提供了良好的生产经营环境。
从EDA软件行业的产业链来看，上游主要参与者为工业计算机提供商与基础软件开发商，主要包括硬件设备、操作系统、开发工具及其他辅助性软件等。下游应用领域主要集中在集成电路设计、半导体制造、PCB等行业。EDA软件行业衔接集成电路设计、制造和封测，对集成电路行业生产效率、产品技术水平有重要影响。
国产EDA的崛起：挑战巨头的“智”胜之道
2023年，华大九天作为中国国内唯一的全流程电子设计自动化（EDA）工具企业，在集成电路设计、制造和封装领域取得了显著的发展。根据公司2023年的中报，华大九天主要从事EDA工具软件开发、销售及相关服务业务。公司不仅持续推出全流程工具，而且其产品和服务主要应用于集成电路设计、制造及封装领域。
在2023年上半年，华大九天新推出了存储电路设计全流程EDA工具系统和射频电路设计全流程EDA工具系统等软件。这些新推出的工具系统包括了存储电路原理图编辑工具、存储电路版图编辑工具、电路仿真工具、存储电路快速仿真工具、存储电路物理验证工具、存储电路寄生参数提取工具和存储电路可靠性分析工具等，为用户提供了从电路到版图、从设计到验证的一站式完整解决方案。
此外，公司还推出了射频电路设计全流程EDA工具系统，这在国内是唯一的。该系统包括了射频模型提取工具、射频电路原理图编辑工具、射频电路版图编辑工具等，适用于无线通信系统、航空航天、汽车雷达以及自动识别系统等领域。
华大九天的这些新产品和技术的发展，不仅体现了公司在EDA领域的创新能力，也巩固了其在国产EDA市场的龙头地位。根据2023年中报的数据，公司拥有约600家国内外客户，其市场份额在国产EDA企业中保持领先，2022年实现销售收入7.98亿元，同比增长37.76%。
然而，华大九天在发展过程中也面临一些劣势和挑战。全球EDA市场目前仍然由新思科技（Synopsys）、铿腾电子（Cadence）和西门子EDA这三家国际巨头所垄断。国际巨头在技术研发和市场布局方面的长期投入，也为它们建立了稳固的市场地位。尽管华大九天等国内企业在近年来取得了进步，但在技术积累、市场影响力以及品牌认知度等方面仍存在一定差距。这对华大九天等国产EDA企业来说是一个不小的挑战。
在技术创新方面，概伦电子取得了显著成绩，推出了多个高性能的仿真器和设计平台，如NanoSpice Pro X、VeriSim和NanoDesigner等。这些工具不仅提升了设计效率，还增强了芯片的性能和可靠性。此外，公司通过并购战略，如收购欧洲的Magwel和韩国的Entasys等公司，进一步扩大了其业务范围和市场影响力。
广立微电子在WAT测试设备领域打破了寡头垄断的格局，实现了国产替代，占据着先发优势。公司近三年归母净利润保持着近82%的年均复合增速，处于业绩放量时期。未来随着行业需求不断增长以及国产替代率持续提升的双重驱动，广立微有望延续高增长态势。
但其市场竞争力和持续发展能力受限于体量小、市场占有率低、产品单一、过度依赖单一大客户以及核心技术专利权属问题。尽管如此，随着行业需求增长和国产替代率提升，公司未来仍有望保持高增长态势。
显然我们不希望被某个环节“卡脖子”，所以EDA软件的短板必须要迅速补齐。我们知道EDA软件发展的产业生态基础是代工厂的支持和芯片设计公司的培育，在当前国产替代的格局下，代工厂和设计公司以前是不屑，现在也不得不采用EDA国产软件，由此中国半导体的自给率将迎来较快增长，给发展EDA软件带来巨大的机遇。
国产EDA厂商在全球竞争夹缝生存，AI赋能或成未来翻盘关键
全球EDA行业参与者分为三级竞争梯队。第三梯队企业聚焦于某些特定领域或用途的点工具，整体规模和产品完整度与前两大梯队的企业存在明显差距。国产厂商华大九天在部分领域拥有全流程工具，处于第二梯队。而拥有完整、全流程产品的Synopses、Cadence和Siemens EDA属于第一梯队。
中国半导体产业本身还有很长的路要走，华为突破了14nm制程EDA工具的国产化，其实只是刚刚开始这场追赶国际先进水平的长征。
不过，也有分析人士表示，以ChatGPT为首的AI大模型横空出世后，国产EDA似乎有打 “翻身仗”的资本。随着未来算力提升，AI赋能下的EDA软件将颠覆传统设计方式，或许能迫使国内外EDA企业重新站到同一起跑线前。在摩尔定律停滞的大背景下，chiplet等新技术所带来的“敏捷验证”、“快速迭代”、“方法整合”等新需求，也带给国产EDA软件更多机遇。
EDA的未来：AI、云、IP的三重奏奏响新篇章
EDA+AI使PPA更优化，流程更智能化。AI可缩短芯片布局时间、加速验证过程。全球领先EDA厂商均已布局AI，AI助力实现高精度设计，提升设计效率。Synopsys在2020年3月12日推出了业界首个用于芯片设计的自主人工智能应用程序——DSO.ai，DSO指设计空间优化（Design Space Optimization），这是EDA行业首次将AI应用于非常复杂的设计任务中的产品。Cadence在2020年3月18日发布了新版Cadence数字全流程。半导体制造中，随着设计尺寸的不断缩小，光的衍射效应愈发明显，因此设计图形可能产生光学影像退化，使得光刻后的实际图形与设计不一致，Mentor创新性的运用MLOPC技术修正光学临近效应。
集成电路IP是指已验证的、可重复利用的、具有某种特定功能的集成电路模块，通常由第三方开发。随着摩尔定律的发展，大规模集成电路（VLSI）逐渐占据行业主流，单个芯片上集成的晶体管数量已达上亿个，芯片设计流程愈发复杂。同时伴随着芯片种类的丰富和先进制程的涌现，集成电路IP为简化IC设计流程提供了极大便利。
未来，国产EDA需要更深层次的产业合作和政策支持，以及持续的技术研发投入。只有这样，才能在全球半导体设计工具市场中占据一席之地，真正实现从跟随到领先的转变。对国产EDA来说，现在是筑基与飞跃的关键时期，每一步都可能决定整个产业的命运。希望在不久的将来，我们能见证国产EDA在全球舞台上的卓越表现。
内容来源：芯语《EDA行业深度报告》；亿渡数据《中国EDA行业深度研究报告》；集微咨询《全球EDA/IP行业市场研究报告》；上海市集成电路行业协会《EDA科普手册》；智研咨询《2024年中国EDA软件行业现状及竞争格局研判》；华经情报网《2024年全球及中国制造类EDA行业现状分析，朝着智能化和高效率方向发展》
图片来源：智研咨询《2024年中国EDA软件行业现状及竞争格局研判》；芯语《EDA行业深度报告》；亿渡数据《中国EDA行业深度研究报告》