背景：

2023年10月17日，美国政府收紧对尖端人工智能芯片的出口管制，此举是对现有规则的更新，并将严重限制英伟达和其他芯片制造商向中国销售高性能半导体。

美国一系列遏制中国购买或制造先进芯片的禁令，针对半导体先进制造和EDA进行打压，半导体全产业链国产化是必由之路也是相关企业当下的重要发展机遇。作为半导体行业发展、突破的关键一环，EDA软件也将迎来“国产化”的重任。

10月8日，深圳市发展和改革委员会发布《深圳市关于促进半导体与集成电路产业高质量发展的若干措施（征求意见稿）》，指出加快EDA核心技术攻关。推动模拟、数字、射频集成电路等EDA工具软件实现全流程国产化。加大对国产EDA企业的扶持力度，对从事EDA工具软件研发的企业，按照不超过单个项目总投资的40%给予补助，最高2亿元。对购买国产EDA工具软件的企业或科研机构，按照不超过实际支出费用的70%给予补助，每年最高1000万元。对租用国产EDA工具软件的企业或科研机构，按照不超过实际支出费用的50%给予补助，每年最高500万元。我们认为，正版EDA软件对于小企业来说是一笔较大支出，此次深圳出台直接的补贴政策有望推动国产EDA软件进入广大的当地中小企业客户，有望提升国产EDA市场占有率。

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EDA工具在集成电路产业中的地位？

集成电路是国家的支柱性产业，在引领新一轮科技革命和产业变革中起到关键作用，也是加速数字经济赋能升级、支撑新基建高质量发展的战略性、基础性和先导性产业。集成电路产业包括EDA工具、芯片设计、晶圆制造、封装测试、设备与零部件制造和材料供应等各个环节，这些环节相互依存，形成了完整的集成电路产业链。其中，EDA工具与设备、材料并称为集成电路产业的三大战略基础支柱。EDA工具保证了各阶段、各层次设计过程的准确性，降低了设计成本、缩短了设计周期、提高了设计效率，是集成电路产业产能性能的源头，EDA工具的发展加速了集成电路产业的技术革新。

根据世界半导体贸易统计组织（WSTS）的数据，2022年全球集成电路市场规模为5,735亿美元，同比增长3.2%。EDA作为集成电路产业的战略基础支柱之一，其行业状况与集成电路产业发展情况息息相关。根据国际半导体产业协会(SEMI)数据显示，2022年全球EDA销售额为87.68亿美元，同比增长12.2%，其中中国大陆EDA销售额为11.65亿美元，同比增长19.2%，占全球市场的13.3%。EDA行业市场集中度较高，全球EDA行业主要由楷登电子、新思科技和西门子EDA垄断。对于国内EDA市场，目前仍由国际三巨头占据主导地位，国内EDA供应商目前所占市场份额较小。

芯片的分类和区别？

两类：模拟和数字。模拟芯片利用的是晶体管的放大作用，数字芯片利用的是晶体的开关作用。所追求的电路设计目标不同：模拟芯片追求卓越的性能；数字芯片追求更小的面积、更低的功耗和更快的速度（比如PC越来越薄、待机时间更长、主频更高不卡顿）。这就导致电路设计方法不同：数字芯片遵循自上而下的设计流程，标准化程度高；模拟电路讲究理论推导和软件仿真相结合，对工程师的水平要求较高，可以自上而下也可以自下而上。电路设计方法和设计目标不同导致EDA软件的差异：我们认为数字EDA讲究“优化”；模拟EDA讲究“高精度”，背后都是数学求解算法的支撑。

根据电子发烧友，在全球集成电路的市场规模中，模拟芯片与数字芯片分别占有15%和85%的市场份额。

EDA工具分类？

根据应用场景的不同，EDA工具的使用主要分为设计、验证、制造等几大类。以物理实现为分界，芯片设计可以划分为前端(逻辑设计)与后端(物理设计)。芯片设计阶段会明确芯片的用途、规格和性能表现，芯片设计可分为(1)规格定义、(2)系统级设计、(3)前端设计和(4)后端设计4大过程。

验证：芯片的设计每一步骤都伴随着对应的验证过程，占芯片开发过半的工作量，是以数学的方法将错误推向无限接近于零的过程，从而保证流片的成功。

在当前集成电路产业快速发展的大背景下，EDA行业的发展趋势？

1、后摩尔时代技术从单芯片的集成规模、功能集成、工艺、材料等方面的演进驱动着EDA技术的进步和其应用的延伸拓展。

在后摩尔时代，由“摩尔定律”驱动的芯片集成度和复杂度持续提升将为EDA工具发展带来新需求。在设计方法学层面，EDA工具的发展方向主要包括系统级或行为级的软硬件协同设计方法、跨层级芯片协同验证方法、面向设计制造与封测相融合的设计方法和芯片敏捷设计方法等四个方面。

其中，系统级或行为级的软硬件协同设计方法可以让设计师在完成芯片行为设计的基础上自动完成后续的芯片硬件的具体实现，同时支持同步开展应用软件的开发，以达到设计效率提升的目的。跨层级芯片协同验证方法则强调验证工作实现芯片设计与封装、印制电路板甚至整个应用系统相组合的跨层级协同验证，以确保设计的正确性。面向设计制造与封测相融合的设计方法则追求在芯片设计的各个阶段实现与制造工艺的融合，以期提升芯片最终生产良率。芯片敏捷设计方法则通过算法和软件需求定义芯片架构实现快速设计和快速迭代。此外，在后摩尔时代，芯粒（Chiplet）技术已成为重要的发展方向。芯粒技术将不同工艺节点和不同材质的芯片通过先进的集成技术（如3D集成技术）封装集成在一起，形成一个系统芯片，实现了一种新形式的IP复用。这一过程需要EDA工具提供全面支持，促进EDA技术应用的延伸拓展。

2、人工智能技术将在EDA领域扮演更重要的角色。近年来，伴随芯片设计基础数据规模的不断增加、系统运算能力的阶跃式上升，人工智能技术在EDA领域的应用出现了新的发展契机。另一方面，芯片复杂度的提升以及设计效率需求的提高同样要求人工智能技术赋能EDA工具的升级，辅助降低芯片设计门槛、提升芯片设计效率。2017年美国国防部高级研究计划局（DARPA）推出的“电子复兴计划（ERI）”中的电子设备智能设计（IDEA）项目，描绘出新的AI技术赋能EDA工具发展目标与方向。其中，提出的目标是实现“设计工具在版图设计中无人干预的能力”，即通过人工智能和机器学习的方法将设计经验固化，进而形成统一的版图生成器，以期实现通过版图生成器在24小时之内完成SoC（系统级芯片）、SiP（系统级封装）和印刷电路板（PCB）的版图设计。

EDA行业壁垒？

（1）人才储备壁垒

EDA行业是典型的技术驱动型产业，企业的人才储备决定其是否能够在行业中立足。EDA处于多学科交叉领域，需要大量综合性人才。EDA算法的起点和终点是半导体工艺等物理问题，解决工具的开发是数学问题，应用对象是芯片设计实现的具体问题，涉及与晶圆厂、设计企业等的协同。因此从事EDA工具开发需要工程师同时理解数学、芯片设计、半导体器件和工艺，对综合技能要求很高。培养一名EDA研发人才，从高校课题研究到从业实践的全过程往往需要10年左右的时间。

先期进入行业的企业拥有经验丰富、实力雄厚的研发队伍，其在产业上的领先地位进一步为其雇员的职业发展提供良好路径，为持续吸引人才带来优势。新进入EDA行业的企业在研发人才储备方面追赶难度较大。此外，公司所处的EDA行业还需要深谙市场的销售团队，销售人员需要具备敏锐的市场洞察力、良好的客户协调能力。人才集聚与人才培养方面，行业内领先企业具备更高的知名度与更加完善的技术培训体系，对人才的吸引力较强。行业大部分尖端人才集中在领先企业，新进入企业很难形成人才吸引力与完善的人才培养机制。因此，行业内先发企业和新进入企业之间的人才差距将不断扩大，形成显著的人才壁垒。

根据赛迪智库数据，2018-2020年我国EDA行业人才总规模分别为约2,800人、3,700人和4,400人，其中供职于本土企业的分别约700人、1,400人和2,000人。2020年，在行业、市场共同发力的促进下，我国EDA行业从业人员数量大幅增加，同比增长约20%。其中2020年我国本土EDA企业总人数约2,000人，同比增长超过40%，占全国EDA行业总从业人数近一半的比重，较2019年提升近8个百分点。我国本土EDA企业人员正在逐步成为我国EDA行业的主要从业群体。

（2）技术壁垒

EDA是算法密集型的大型工业软件系统，其开发过程需要计算机、数学、物理、电子电路、工艺等多种学科和专业的高端人才。每一次系统性、革命性的EDA升级换代都是EDA企业和集成电路应用企业上下游合作，在原有的技术基础上开发的新型算法。EDA工具需要对数千种情境进行快速设计探索，以求得性能、功耗、面积、成本等芯片物理指标和经济指标的平衡。随着集成电路制造工艺进入7nm以下，芯片中标准单元数量已经达到亿数量级，EDA算法已经成为数据密集型计算的典型代表，需要强大的数学基础理论支撑，且对算法的要求较高。这种基础技术的不断突破和持续应用，需要通过较长时间的技术研发和专利积累才能逐步实现。即使目前优势企业已经占据绝对垄断地位，但仍在不断加大基础研究和前沿技术研究力度。

同时，EDA工具要尽可能准确的在软件中重现和拟合现实中的物理和工艺问题，以期望在芯片设计阶段将其纳入考虑范围之内并以系统性的方法来应对和纠正，最终保证芯片设计仿真结果同流片结果一致。特别是当工艺向高端制程演进的过程中，设计工具和制造工艺紧密结合的重要性愈发突出。

综合而言，企业对EDA的长期高强度产业化投入成为EDA领军企业保持长久竞争力的关键。同时，高强度、长周期的研发投入形成了极高行业竞业壁垒，新入局者很难形成具有竞争力的研发投入能力。

（3）用户协同与客户渠道壁垒

EDA工具的技术开发和商业销售依托于制造、设计、EDA行业三方所形成的生态圈，需要产业链上下游的全力支持。国际EDA领域的领先企业与全球领先的集成电路制造和设计企业具备长期合作基础，其EDA工具工艺库信息完善，能够随先进工艺演进不断迭代，进一步巩固了竞争优势。由于集成电路制造和设计企业对EDA企业的合作精力有限，对规模较小、成立时间较短的EDA企业很难提供相应合作资源。这意味着市场尾部EDA企业难以获得生产线的最近工艺数据参数，在与工艺紧密相关的工具领域无法进行技术布局，束缚了其业务的发展与完善，这也造成了EDA行业下游用户一旦确定了EDA供应商，短时间在内部更换EDA工具软件的成本较大，因此集成电路制造与设计企业一旦与EDA工具供应商形成稳定的合作关系，不会轻易更换供应商，对合作供应商粘性较强，进而提高了EDA行业的壁垒。

（4）资金规模壁垒

EDA行业的资金壁垒主要体现在内部持续技术开发和吸引人才需要大额资金投入，对企业资金实力有较高的要求。对快速发展期的EDA企业随着业务规模扩大，研发投入不断增加，相关支出将持续增长，因此新进入的EDA企业面临一定的资金壁垒。

全球EDA软件市场竞争格局？

从全球市场竞争格局来看，EDA行业呈现明显的寡头趋势。全球EDA市场被Synopsys(新思科技)、Cadence(楷登电子)和西门子EDA主导，三家厂商的市场份额估计超过70%。从产品和服务情况看，新思科技、楷登电子竞争力比较强，能够覆盖电子设计全部流程；西门子EDA在PCB(印刷电路板)设计工具领域的优势明显。相比2019年，全球三巨头市场份额有进一步上升的趋势；从全球EDA市场份额占比74.2%扩大到2020年的74.8%，新思科技和楷登电子市场份额占比都有所增长，只有西门子EDA市场占比相对减少。

国内EDA软件市场竞争格局？

从国内来看，EDA市场目前仍由国外成熟厂商占据主要市场份额。根据华大九天招股书援引赛迪智库数据，国际三大EDA巨头新思科技、楷登电子和西门子EDA在国内市场占据明显的头部优势，2020年合计占领约80%的市场份额。国产EDA软件占比尚处起步阶段。

华大九天占国内2020年EDA市场约6%份额，紧随国际三巨头之后，成为国内市场第四大EDA工具企业。根据华大九天招股书援引赛迪智库数据，公司在国内EDA市场份额稳居本土EDA企业首位，份额占比保持在50%以上。

 

国际EDA三巨头的业务区别？

Synopsys、Cadence、Mentor三巨头均是IC设计全流程覆盖，但是侧重点依然有差异：Synopsys产品最全面，它的优势在于数字前端、数字后端和PTsignoff。模拟前端的XA，数字前端的VCS，后端的sign-offtool。

Synopsys有垄断市场90%的TCAD器件仿真和垄断市场50%的DFM工艺仿真。Cadence的强项在于模拟或混合信号的定制化电路和版图设计，功能很强大，PCB相对也较强，但是Signoff的工具偏弱。西门子EDA在后端布局布线较为强势，在PCB上也很有优势，它的优势是Calibresignoff和DFT，但西门子EDA在集成度上难以与前两家抗衡。

三者都是1.十年十倍股2.通过大规模并购完善产品线：Synopsys历史多达100次并购事件，Mentor于2016年被西门子45亿美元收购。3.大力投入研发：近十年研发费用率Synopsys在35%左右；Cadence在35-40%之间；Mentor在30%左右。

 

 

国产EDA发展的脖子“卡”在哪里？

PDK(ProcessDesignKit)即工艺设计套件：沟通IC设计公司、代工厂与EDA厂商的桥梁。PDK是一组描述半导体工艺细节的文件，供芯片设计EDA工具使用。客户会在投产前使用晶圆厂的PDK，确保晶圆厂能够基于客户的设计生产芯片，保证芯片的预期功能和性能。开始采用新的半导体工艺时，首先要做的事就是开发一套PDK，PDK用代工厂的语言定义了一套反映Foundary工艺的文档资料，是设计公司用来做物理验证的基石，也是流片成败关键的因素。

专业人才：计算机+集成电路背景，根据前瞻经济学人，2020年我国EDA从业人数大约为4400人，同比增长20%，本土EDA企业总人数约2000人，同比增长44%。三大EDA公司合计约3万人，新思科技约1.5万人(2020年)、铿腾电子约9000人(2020年)、西门子EDA约6000人(2017年)。本土EDA人才不到海外三家的十分之一。

研发投入：海外三家近10年均保持约35-40%之间的研发投入，2010-2020年，新思科技和铿腾电子分别累计投入研发592亿元人民币和487亿元人民币。

基于客户设计的协同进步(时间积累)：为EDA软件开发需要客户足够多的设计去不断完善bug，而这一协同进步则需要客户和时间积累。

国产EDA能否有机会加速发展？

1、芯片设计步骤众多，针对某一单点工具有望形成突破，比如华大九天的ALPS模拟电路仿真工具、概伦电子的器件电学特性测试系统。

2、芯片设计内部多以代码形式的描述语言流转，很多有着国际统一格式标准，比如EDIF格式(存储网表和原理图)，开发接口方面的障碍相对较小。

3、政策层面:习主席在院士大会强调要从国家急迫需要和长远需求出发，在石油天然气、基础原材料、高端芯片、工业软件、农作物种子、科学试验用仪器设备、化学制剂等方面关键核心技术上全力攻坚。

4、产业层面:我们认为(1)疫情下晶圆厂产能错配叠加华为大量备货的全球缺芯问题凸显，国产芯片认可度提升，替代性需求旺盛(智能汽车和物联网等行业的发展带来的对模拟芯片、数字成熟制程的需求增速很快)。

5、国产芯片设计企业不断涌现，根据云岫资本统计，2020年半导体行业股权投资案例达413起，投资金额超过1400亿元人民币，与2019年约300亿的投资额相比，增长近4倍，芯片设计企业占总投资案例数67.2%。下游制造领域国产光刻机等设备和材料产业链不断完善，从PDK的角度有助于国产EDA厂家协同发展。

国内市场规模和发展前景？

根据中国半导体行业协会数据，2020年中国EDA市场规模约为93.1亿元，预计2025年达到185亿元，CAGR为14.7%，远高于全球增速。根据前瞻产业研究院数据，2021年我国半导体行业销售规模达到1925亿元，同比增长27%；同年我国半导体行业共发生投融资事件618起，同比增长43.51%，融资规模达2014亿元。2022年上半年科创板54家IPO企业中有18家为半导体企业，占比高达33%。国产半导体行业迎来一轮新的爆发，将有力地刺激国内EDA市场规模增长。

根据美国电子行业战略咨询公司预测，到2030年全球半导体市场规模将达1.1万亿美元，中国半导体市场将占全球的60%。台积电的预测数据显示，长远来看，全球和中国的半导体产业将继续增长。预测到2030年，全球半导体市场规模预计将达到1亿美元。

根据中国半导体行业协会数据，2020年中国EDA市场规模约为93.1亿元，预计2025年达到185亿。参照2030年全球1万亿，国内6000亿的市场规模和行业增速，2030年中国EDA市场规模将突破200亿。