本土企業國內市場佔有率不足15%，國產EDA如何破局？
【文/觀察者網 呂棟 編輯/陶立烽】
電子設計自動化軟件（Electronic Design Automation，EDA）是集成電路設計領域的基礎工具，但目前中國芯片設計企業所使用的EDA工具主要來自西方國家。為了創造穩定的產業發展環境、打造完善的集成電路供應鏈體系，國產EDA工具軟件的技術水平亟待提升。
10月22日，觀察者網從國產EDA廠商芯和半導體2021全國用户大會現場瞭解到，從全球產業格局來看，目前美國企業佔據着全球EDA市場90%的市場份額；國內市場方面，2020年中國EDA產業銷售額超過70億人民幣，但國際大公司佔據將近80%的市場份額，中國本土企業的市場佔有率不足15%。
不過，令人欣慰的是，華大九天、芯和半導體、廣立微、槪倫電子、國微思爾芯等多家國產EDA廠商已經在點工具上取得從零到一的突破，下一步的難題是如何實現從點到線再到面的突破。
“芯和已形成以系統分析為驅動，芯片-封裝-系統全覆蓋，支持先進工藝和先進封裝的完整EDA產品線，能為HPC（高性能計算）應用最迫切的幾大行業——數據中心、雲計算， 5G通訊，人工智能、大數據分析，以及智能汽車等領域提供解決方案。”芯和半導體創始人、CEO凌峯在大會上表示。
這場大會由上海市集成電路行業協會、上海集成電路技術與產業促進中心聯合協辦，中興通訊、紫光展鋭、新思科技、羅德與施瓦茨、微軟Azure、概倫電子等芯和半導體及其生態系統中的多家合作伙伴出席，大會以“擁抱異構集成的新機遇”為主題。
芯和半導體創始人兼CEO凌峯
凌峯在會上表示，疫情推動全球產業加速向數字化轉型，而半導體行業對此的重要貢獻來自於HPC高性能計算技術，先進工藝、先進封裝和高速系統都是推動HPC向前發展的三大重要支撐。
過去半個多世紀，芯片行業一直遵循摩爾定律高速發展，先進工藝技術不斷演進，目前已朝3納米、2納米邁進。但在產業發展過程中，摩爾定律不斷受到質疑，有關其“走到極限”的説法層出不窮。（觀察者網注：摩爾定律指的是，當價格不變時，集成電路上可容納的晶體管數目，約每隔18-24個月便會增加一倍，性能也將提升一倍）
但凌峯認為，半導體產業界始終堅信技術可以改變生活，技術可以推動摩爾定律繼續前行。例如：在光刻技術的革新下，工藝節點已經縮小至5納米，甚至未來還將有3納米。另外近年來，先進封裝被認為是延續摩爾定律的途徑之一，異構集成也逐漸成為推動摩爾定律發展的重要方式。
而在後摩爾時代，由摩爾定律驅動的芯片集成度和複雜度持續提升將為EDA工具發展帶來新需求。在設計方法學層面，EDA工具的發展方向主要包括系統級或行為級的軟硬件協同設計方法、跨層級芯片協同驗證方法、面向設計製造與封測相融合的設計方法和芯片敏捷設計方法等方面。
此外，在後摩爾時代，芯粒（Chiplet）技術已成為重要的發展方向。芯粒技術將不同工藝節點和不同材質的芯片通過先進的集成技術 （如3D集成技術）封裝集成在一起，形成一個系統芯片，實現了一種新形式的IP複用。這一過程需要EDA工具提供全面支持，促進EDA技術應用的延伸拓展。
芯和半導體用户大會現場 圖片來源：觀察者網
觀察者網在大會現場瞭解到，芯和半導體成立於2010年，支持先進工藝、先進封裝一直是該公司的產品方向，芯和推出的IRIS、iModeler及Metis系列產品可以對先進工藝和封裝提供完整支持。
除了工藝、封裝技術，系統也是推動HPC向前發展的重要支撐。凌峯指出，從高速IO或SerDes二十多年的發展來看，可以發現和摩爾定律類似的趨勢，其中高速IO幾乎每三年速度翻倍，網絡IO速度較計算還要快。因此在未來，芯片結合高速系統將能夠真正實現HPC的高性能特徵。
“這需要各個子行業的共同努力”，凌峯強調説，無論是連接器線纜廠商、背板廠商，還是SerDes行業，都是促進HPC市場成長、向前發展的重要力量。
在本次大會上，芯和半導體聯合創始人、高級副總裁代文亮發佈了Xpeedic EDA2021版本，為電子系統提供完整的建模、仿真、分析和測試平台。
他提到，今年的亮點是芯和半導體聯合新思科技發佈的業界首個用於3DIC先進封裝設計分析的統一平台，為客户構建了一個完全集成、性能卓著且易於使用的環境，提供了從開發、設計、驗證、信號完整性仿真、電源完整性仿真到最終籤核的3DIC全流程解決方案。
芯和半導體用户大會現場 圖片來源：觀察者網
除了EDA，代文亮還重點介紹了芯和濾波器解決方案XFilter：以IPD工藝輔以SAW、BAW工藝，芯和提供了多元化的濾波器產品組合，可以滿足對更高頻率、更大帶寬以及更佳的插損和帶外抑制性能的多樣化需求，並利用虛擬IDM的模式，幫助射頻模組廠商實現產品創新。
在向大會致辭時，上海市經信委副主任傅新華指出，芯和半導體是上海重點佈局的EDA企業，在過去一年中，企業高速發展值得讚許，並鼓勵芯和以專精特新為方向，承擔起時代賦予的振興半導體產業、EDA行業的使命，為上海的科創中心建設貢獻力量。
他認為，國際政治地緣政治和形勢的變化，給集成電路行業既帶來了機遇，也帶來了挑戰。機遇是指在產業鏈重構過程中，中國立志於保障自己的產業安全，因此將對國內集成電路產業的發展帶來很大促進，但是全球供應鏈的不穩定狀態，也會對整個行業帶來一些衝擊。其次，資本市場對集成電路行業的發展有利有弊。一方面，半導體行業需要資金去吸引人才、做自主研發，去促進這個行業的健康發展，但如果過於拔苗處長可能會損害這個行業，甚至可能會讓行業迷失自我。
在專業技術領域，中興通訊副部長易畢，紫光展鋭高級副總裁劉志農，新思科技中國區副總經理許偉圍繞着“異構集成”、“3DIC”、“先進封裝”、“系統設計“在大會的主旨演講環節進行了分享，並對芯和推出的3DIC先進封裝設計分析全流程EDA平台表達了期許。
觀察者網注意到，國產EDA領域今年出現IPO潮，華大九天、廣立微、槪倫電子、國微思爾芯等國內EDA廠商都已開啓IPO之路。但在這一重要領域，目前不管是國內還是全球的市場份額主要都由三大巨頭新思科技（Synopsys）、楷登電子（Cadence）和西門子EDA（ Siemens EDA）佔據。
數據來源：華大九天招股書
國產EDA龍頭華大九天招股書顯示，2020年，楷登電子和新思科技分別佔國內EDA市場約33.3%和17.5%的份額，華大九天僅佔約6%的市場份額；全球市場上，EDA巨頭的市場規模優勢更為顯著，2020年楷登電子和新思科技分別佔據約32.0%和29.1%的份額，而華大九天僅佔約1%的份額。
數據來源：華大九天招股書
從市場價值來看，賽迪智庫數據顯示，2020年EDA行業的全球市場規模超過70億美元，卻支撐着數十萬億規模的數字經濟。在中國這個全球規模最大、增速最快的集成電路市場，EDA槓桿效應更大。
可以想象，一旦EDA這一產業基礎出現問題，包括集成電路設計企業在內的全球集成電路產業必將受到重大影響，由EDA工具、集成電路、電子系統、數字經濟等構成的倒金字塔產業鏈結構穩定將面臨巨大挑戰。
目前，國產EDA廠商的最大短板是尚未實現電路設計EDA工具全流程覆蓋，而只是從單點突破，通過各自擅長的點工具環節為客户服務。
例如，華大九天可以實現模擬電路設計全流程EDA工具系統和平板顯示電路設計全流程EDA工具系統；廣立微專注於芯片成品率提升和電性測試快速監控技術；國微思爾芯聚焦於數字芯片的前端驗證，提供原型驗證系統和驗證雲服務等解決方案；槪倫電子致力於加快工藝開發和芯片設計進程，提高集成電路產品的良率和性能；芯和半導體可以提供覆蓋IC、封裝到系統的全產業鏈仿真EDA解決方案，同時通過濾波器和系統級封裝設計平台為手機和物聯網客户提供射頻前端濾波器和模組。
圖片來源：華大九天招股書
“我國現有EDA產業是我國EDA產業的希望所在，這些企業很多在點工具上已實現從零到一的突破，下一步是如何實現從點到線再到面的突破。”上海市集成電路行業協會副秘書長徐秀法在大會上表示。
針對中國EDA產業的發展現狀，他提出了幾點看法：
第一，中國EDA產業發展要突破，只能尋求點的突破，用點連線再織成網，一步一個腳印往前走。
第二，縱觀世界三大EDA巨頭的發展歷程，一方面依靠自身的技術積累，另一方面更多是靠併購形成規模優勢。全球EDA發展的歷史就是一部併購史，三大巨頭髮起的併購超過200起以上，而發生在國內的EDA併購卻是屈指可數。中國仍缺乏EDA產業的併購土壤，EDA產業要快速發展，上海要進一步營造完善良好的創新創業環境，積極吸引境內外人才加入現有EDA公司或者自主創業。即使是三五個人的小微公司，都要引起足夠的關注和重視，培養一批中小微企業，擴大人才隊伍，為三五年以後企業的併購，做大做強我國的EDA產業，做好鋪墊工作。
第三，EDA產業貫穿於設計、製造、封裝，服務於產業鏈各個環節，同樣離不開產業鏈各個環節的系統支持。在應用中、在實踐中豐富我們本土EDA的門類，提升完善產品性能，擴大EDA產業規模，逐步實現自主創新。
圖片來源：觀察者網
徐秀法還提到，我國EDA產業面臨難得的發展機遇，從國家十四五規劃和2035年遠景規劃，到上海市高端製造業的發展規劃，都明確提出要在集成電路設計工具上進行突破。上海正在制定關於新時期促進本市集成電路產業和軟件產業高質量發展的若干政策，將實施相應的專項，加大資金力度，加強EDA生態環境的建設。
“國內不少起步晚的EDA公司，如果沒有晶圓廠的認證，他們的市場很難打開，因為設計公司不敢用”，有業內人士向觀察者指出，晶圓廠本能地會傾向於和美國三大巨頭合作，而對於小公司、創業公司，除非是具有了一定的特色和客户影響力，否則他們並不願意花時間去測試和認證，因為認證也是需要耗費他們資源的。“希望在實現單點突破後，能夠輻射和串聯起更多的應用和流程，這是目前國內的現狀，也是正確的道路”。
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