21世紀經濟報道記者駱軼琪 廣州報道 

在快速迭(die)代升級的半導體市場(chang)，越是偏(pian)上游產業(ye)環節，其前沿性發(fa)展和生(sheng)態聚合(he)力正顯得愈發(fa)重要。

諸如近日美國商務部工業安全局（BIS）發布(bu)對(dui)出口(kou)管制的技術文件就提及一(yi)項：專為(wei)用于(yu)開發具有(you)任何GAAFET結構(gou)的集成(cheng)電路計(ji)算機輔助電子設計(ji)ECAD/EDA軟件。

EDA被稱為“芯片(pian)之母(mu)”，是一個公認市(shi)場(chang)規模本(ben)身不大，但卻能撬(qiao)動半導體后續環節(jie)的關鍵“杠桿”。

（EDA在數字經濟行業處在核心撬動位置，圖源：民生證券研報）

該領(ling)域(yu)也(ye)備受資本市場(chang)和地方政(zheng)府重視(shi)。近(jin)兩年來，陸(lu)續有國內(nei)EDA細分領(ling)域(yu)深耕公司走向上市或(huo)積極參與融資，而包括(kuo)上海(hai)、廣州、珠海(hai)、合肥、杭州等城市都在相(xiang)關集(ji)成電(dian)路文件中提到對(dui)EDA不(bu)同層面的支持。

當然，從發展時限來說，國內相關公司在EDA領域的起步并不算晚，但后續發力偏晚。這導致目前海外大廠依然在國內占據了近乎壟斷的市場份額，從業務覆蓋面來說，海外大廠的積累更久遠、生態聚合也更成熟。

在半導體生態(tai)積(ji)極聯動的(de)環境下(xia)，雖然下(xia)游(you)終端電子市場出現(xian)較為明顯兩極分化態(tai)勢(shi)，但EDA這(zhe)類(lei)上(shang)游(you)公司依然實(shi)現(xian)了業績穩(wen)定(ding)增長，這(zhe)顯示出行業上(shang)游(you)成長的(de)確(que)定(ding)性、抗(kang)風險能力。

（國內主要EDA上市公司2022年上半年主要業績表現，均保持較高增勢。圖源：Wind）

多名(ming)業內人士向21世紀經(jing)濟報道(dao)記者分(fen)析，目(mu)前美國的舉措(cuo)短期(qi)內并不會對中國EDA公司(si)帶來太(tai)大影響，因為國內目(mu)前還(huan)(huan)沒有(you)發展到GAAFET技術(shu)路線階段。但長遠還(huan)(huan)需要進一步觀察。

同時，雖然海外三大EDA巨頭在此前多年通過收并購完成了今天的地位躍遷，但放在中國市場則不同往日。國內廠商目前多聚焦在細分領域發展，還需要進一步夯實能力邊界，以點工具為突破口，打開新空間。

“芯片之母”

作為(wei)一個重要的軟件工具，“芯片(pian)之母”對于芯片(pian)行業的意義到底是(shi)什么(me)？

云岫資本李俊(jun)超(chao)博士向記者描述道，EDA的(de)核心作(zuo)用在于，倘(tang)若把芯片設計類(lei)比為蓋房子(zi)，那么對這(zhe)個“房子(zi)”要(yao)設計幾間臥室、幾個廳(ting)，不同房間什么功能，這(zhe)些(xie)需(xu)求匯(hui)集到一張(zhang)圖(tu)紙(zhi)上，就是EDA完成的(de)主(zhu)要(yao)工(gong)作(zuo)，后(hou)續(xu)則將這(zhe)個“圖(tu)紙(zhi)”交給晶(jing)圓廠把房子(zi)“建造”出(chu)來。

其中相對重要的就是對全流程設計能力的掌握。舉例來說，相對復雜的數字芯片一般分為前端設計和后端設計，前端部分主要涉及對“房間”功能的定義，后端部分則是對“房間”之間的能力如何連接（如走廊、水電設計）等進行設定。“盡量全流程能力都覆蓋，才容易在客戶端占有一席之地。”他續稱。

從芯(xin)片(pian)類(lei)型看，模(mo)擬芯(xin)片(pian)的EDA從流程和復(fu)雜性(xing)來(lai)說相對(dui)簡單，數(shu)字芯(xin)片(pian)則(ze)相對(dui)復(fu)雜；從應用環節看，設計類(lei)EDA面向的市場(chang)規模(mo)會高(gao)于制造(zao)類(lei)EDA。

查閱國內EDA公司的招股書可發現，目前能夠實現模擬電路設計全流程工具覆蓋的是華大九天，但在數字芯片方面，國產廠商還有不小拓展空間。當然，發展路線并無好壞，不同EDA公司選擇的路徑不盡相同。

李俊超就認為，由于數字芯片設計的前端和后端相對獨立，那么國內EDA公司在拓展能力邊界過程中，率先實現數字芯片前端流程覆蓋，或后端流程全覆蓋，會是更適宜的發展路線。

針對發(fa)展(zhan)(zhan)模(mo)式，概倫電子在(zai)招(zhao)股書中提到(dao)，“全球范圍內(nei)EDA公司存(cun)在(zai)兩種不同的(de)(de)發(fa)展(zhan)(zhan)特點(dian)(dian)：優(you)先(xian)重(zhong)點(dian)(dian)突(tu)破關鍵(jian)環節核心(xin)EDA工具，在(zai)其多個核心(xin)優(you)勢產品得(de)到(dao)國際(ji)領先(xian)客戶驗(yan)證并形成(cheng)國際(ji)領先(xian)地(di)位(wei)后，針對特定(ding)設計(ji)應(ying)用領域推(tui)出具有國際(ji)市(shi)場競(jing)爭(zheng)力的(de)(de)關鍵(jian)流程(cheng)(cheng)解決方(fang)案；或優(you)先(xian)重(zhong)點(dian)(dian)突(tu)破部分設計(ji)應(ying)用形成(cheng)全流程(cheng)(cheng)解決方(fang)案，然后逐步(bu)提升全流程(cheng)(cheng)解決方(fang)案中各(ge)關鍵(jian)環節核心(xin)EDA工具的(de)(de)國際(ji)市(shi)場競(jing)爭(zheng)力。”

（全球EDA行業簡要格局，圖源：華大九天招股書）

從標的(de)來說，這兩種不(bu)同(tong)路(lu)(lu)(lu)(lu)徑對應的(de)公司，前者(zhe)典型(xing)有(you)概倫(lun)電(dian)(dian)子和廣立微(wei)，概倫(lun)電(dian)(dian)子覆(fu)蓋(gai)的(de)具(ju)體環(huan)節為，制(zhi)造環(huan)節工藝平(ping)臺(tai)開發階(jie)段的(de)器件模(mo)(mo)型(xing)建模(mo)(mo)驗證工具(ju)和設(she)計環(huan)節模(mo)(mo)擬電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)(lu)EDA中的(de)電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)(lu)仿(fang)真與驗證工具(ju)；廣立微(wei)目前已(yi)經實(shi)現在集(ji)成電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)(lu)成品率提升領域的(de)全流(liu)程(cheng)(cheng)覆(fu)蓋(gai)，未來將從制(zhi)造端向設(she)計端延伸；后者(zhe)典型(xing)則(ze)是(shi)華大九天(tian)，主(zhu)要(yao)覆(fu)蓋(gai)模(mo)(mo)擬電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)(lu)設(she)計全流(liu)程(cheng)(cheng)、平(ping)板(ban)顯示電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)(lu)設(she)計全流(liu)程(cheng)(cheng)，同(tong)時還涉足部分數字電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)(lu)設(she)計和晶圓制(zhi)造環(huan)節。

頭豹研究院TMT行業高級分析師王品臻向記者補充道，“在數字電路 EDA領域目前國內廠商也已有布局：在前端設計領域有芯華章、若貝電子、上海阿卡思、國微思爾芯等公司；后端設計領域有國微思爾芯與行芯等公司布局；華大九天也在招股書中披露，目前公司在數字電路EDA領域僅覆蓋數字電路設計的部分流程，尚未實現全流程工具覆蓋，IPO募投也將用于提升數字電路設計領域的工具覆蓋率。目前絕大部分公司提供的都是點工具，全鏈路的覆蓋仍需發展。”

概倫電子在招股書中分析了這種格局的背景，“面對國際EDA巨頭超過30年的發展歷史和長期以來各自年均十億美元左右的研發投入與數千人的研發團隊的不斷研發創新和生態壁壘，在較短時間內只能首先針對中低端的部分芯片設計形成全流程覆蓋，然后通過長時間的持續投入和市場引導逐漸形成市場競爭力。”

產業競合

回看此次美國部分限制出口的技術涉及GAAFET路線。李俊超向21世紀經濟報道記者分析，從硅基的發展路線看，理論上說，GAAFET路線適用于3nm以下工藝制程，目前三星已經在應用，臺積電尚且還在使用FinFET結構。“長期看，美國的核心思路是卡住往前的發展路線，因此對(dui)未來發展的影響(xiang)還有待觀察(cha)。”

王品(pin)臻(zhen)則向記者表示(shi)，在目前(qian)常見的芯(xin)片制(zhi)程(cheng)中(zhong)，FinFET仍為主(zhu)流。所以目前(qian)來看(kan)影(ying)(ying)響(xiang)不(bu)大(da)，如(ru)果限制(zhi)繼續(xu)，對未來的高(gao)端芯(xin)片會產生一定影(ying)(ying)響(xiang)。

“根據國際器件和系統路線圖（IRDS）規劃，2021開始， FinFET結構將逐步被GAAFET結構所取代, 所以說GAAFET結構路線是大勢所趨。倘若繼續受這些限制影響，確實也將影響到臺積電將來2nm后對中國廠商的晶圓供貨。”他進一部分析。

（全球前五大EDA公司市場份額，2018-2020年期間前三大巨頭近乎占據壟斷地位，圖源：華大九天招股書）

無(wu)論外部影響(xiang)幾何，對于產業本(ben)身來說，正因為身處(chu)類(lei)似銜(xian)接功能的(de)(de)(de)環節(jie)，EDA公(gong)司的(de)(de)(de)發展，與生態的(de)(de)(de)相互融合更加(jia)重要。

李俊超(chao)向(xiang)記者指出，對(dui)于EDA公司來說，隨著(zhu)技術(shu)向(xiang)前演進(jin)，下一代的技術(shu)路線(xian)如何搭建，核心需要與頭部的芯(xin)片(pian)設計公司和晶圓廠共同溝通達成推進(jin)的目的。

換句話說，這也意味著產業生態聯動的重要性。目前國內EDA公司的起步雖早，但經歷過一段時間被海外廠商的沖擊而停滯時期，因此與海外頭部廠商之間還存在一定差距。那么中國EDA公司的發展，就需要積極與國內相關頭部生態公司的緊密聯動和實踐。

王品臻有(you)類似邏輯。他分析認為，EDA廠商競爭的關鍵因(yin)素主(zhu)要有(you)三點(dian)：底層技術積累，算法實(shi)現(xian)能力(li)，產品的完備性。

舉例來說，在EDA工(gong)具里內嵌了大量引擎，需要對芯片模型(xing)進行處理(li)，其中(zhong)涉及如半導體材料學、量子力學等(deng)底層技術(shu)的(de)(de)應用理(li)解等(deng)，這將影響(xiang)EDA實(shi)現的(de)(de)工(gong)藝(yi)精度。而(er)在設計(ji)模擬的(de)(de)仿真器及數字的(de)(de)后端布(bu)局(ju)布(bu)線工(gong)具時，算法(fa)的(de)(de)好壞和(he)實(shi)現差異，是(shi)決定用戶體驗和(he)EDA工(gong)具質量的(de)(de)關鍵要素。

王品臻指出，相比海外頭部廠商，國內EDA公司目前的差距主要表現在工藝方面。“在先(xian)進工藝方面，國(guo)(guo)外三巨頭(tou)長期(qi)深(shen)度綁定頭(tou)部代工廠，國(guo)(guo)內的(de)EDA廠商機會(hui)(hui)較(jiao)少，因(yin)此(ci)在高端芯(xin)片方面較(jiao)為落后。考(kao)慮(lv)到(dao)美國(guo)(guo)未(wei)來可能會(hui)(hui)收緊限制(zhi)范圍，本土(tu)IC設計企業一定會(hui)(hui)有提升本土(tu)EDA工具的(de)考(kao)慮(lv)，以保障自身(shen)供應鏈安全，這將加速EDA領域的(de)國(guo)(guo)產化進程(cheng)，進而推動縮小(xiao)與(yu)國(guo)(guo)際(ji)EDA廠商的(de)差距。”

新機遇

從歷(li)史發展(zhan)路徑(jing)看(kan)，全球(qiu)頭部的(de)三家(jia)EDA公司(si)雖發展(zhan)歷(li)程不(bu)同(tong)，但都經歷(li)了不(bu)斷向外收(shou)并購進行擴張，一定程度促成今天頭部地位的(de)過程。

不過反觀國內廠商，李俊超認為，此前頭部公司的擴張行為，多基于公司彼時產品和客戶狀況穩定，通過收購可以擴大能力邊界。但目前國內廠商還尚未發展到如此階段，多數公司都處在發展期，需要待走到一定成熟階段后，比如數字芯片EDA領域出現上市公司，方可考慮后續的外延收并購動作。

（全球EDA三巨頭歷史上通過收并購實現快速成長，圖源：民生證券研究院）

據他回顧(gu)，20世(shi)紀90年(nian)代，芯片產業大分工模式剛剛開啟，EDA產業的(de)(de)發展路徑尚未定(ding)型。彼時新思科技通(tong)過設(she)計一個邏輯綜(zong)合工具，打(da)通(tong)了(le)(le)數字(zi)芯片前端和后端的(de)(de)銜接，由此打(da)通(tong)了(le)(le)全流程EDA能力覆蓋而成就(jiu)如今的(de)(de)行業頭部位(wei)置。

但目前芯片設計流程和工具都基本定型，導致EDA行業的發展也難再有較大變化。處在后發位置的國內廠商，需要加速從精度、到覆蓋環節、到高制程能力等方面進行追趕。

民生電子則指出，從前端設計（邏輯實現）-前端仿真/驗證-后端設計（物理實現）-后端驗證/仿真-流片的全流程設計平臺基本被國際巨頭壟斷，護城河很深。國產EDA進入壁壘較大，機會在于以點工具為突破口，由點及面逐步發展。

該(gai)機(ji)構以華大九天為例(li)，其以模擬電路(lu)仿真(zhen)軟件為突破口(kou)，將IC領域的(de)全(quan)流程(cheng)設計支(zhi)持技術(shu)遷(qian)移(yi)到液晶(jing)面(mian)板(ban)設計全(quan)流程(cheng)，隨著中國液晶(jing)面(mian)板(ban)的(de)崛起，同步占(zhan)領市場，隨后逐步過(guo)渡到模擬全(quan)流程(cheng)等軟件的(de)發展。“這種以點(dian)工具為切入點(dian)尋(xun)找(zhao)新發展機(ji)會(hui)的(de)模式，可(ke)以幫助(zhu)國產(chan)EDA尋(xun)找(zhao)新的(de)突破口(kou)，打開新的(de)市場空(kong)間。”民生電子表示。

而隨著摩爾定律走向失效，市場也在呼喚新的技術路線，以應對更高成本的迭代路徑，典型如Chiplet，這對EDA行業同樣帶來新改變機會。

王(wang)品臻解釋道，Chiplet下，更多異(yi)構芯(xin)(xin)片(pian)和各(ge)類總線的加入，整個過程(cheng)將會變得更加復雜，對EDA工具(ju)也提出了新要(yao)求(qiu)。“Chiplet的思想是將不(bu)同(tong)的小芯(xin)(xin)粒(li)通過先(xian)進(jin)封裝(zhuang)形成系統芯(xin)(xin)片(pian)。因此首先(xian)EDA工具(ju)需(xu)要(yao)在芯(xin)(xin)片(pian)互聯接口的標準(zhun)化方面(mian)進(jin)行改進(jin)；其(qi)次是可擴展性(xing)，Chiplet下芯(xin)(xin)片(pian)設(she)計(ji)工程(cheng)師需(xu)要(yao)同(tong)時對多個芯(xin)(xin)粒(li)進(jin)行布局和驗證。”

李俊超則向(xiang)記者分(fen)析(xi)，由于(yu)Chiplet需要采用堆(dui)疊(die)方式(shi)進行設計，那(nei)么將十分(fen)考驗散熱(re)能力。對于(yu)EDA工具的要求(qiu)就(jiu)在(zai)于(yu)，如何保障不同Chiplet間堆(dui)疊(die)后產生的熱(re)度不會損壞芯(xin)片(pian)。

相(xiang)比之下，頭部EDA公司可能會略早發現這些挑戰，不過由于行業都(dou)還在對此探(tan)索(suo)，因此不會有太(tai)大差(cha)距。

“采用Chiplet這(zhe)種對(dui)制程(cheng)沒有(you)太(tai)高要求的(de)方式(shi)，核心需要做(zuo)好堆疊相(xiang)(xiang)關能(neng)(neng)力和挑戰，研(yan)究清楚就更容易在這(zhe)方面達到全球領先水平。”他續稱，這(zhe)就類似于回歸到相(xiang)(xiang)對(dui)成熟的(de)制程(cheng)技術比拼，國內在該領域還有(you)追趕機會，由此縮(suo)短Chiplet相(xiang)(xiang)關EDA能(neng)(neng)力的(de)差距。

在他看來，在Chiplet領域EDA的發展進程，可以類比為前述20世紀末期芯片產業分工尚未完成時，EDA行業面臨新環境的狀況。

“從Chiplet角度看，全球都處在同樣水平線競爭，標準還沒完全確定，就看誰提出的基礎能力和標準更適用，誰能夠以此進一步推向全球。從這個角度說，Chiplet是難得國內和海外公司共同推進生態、制定標準的發展進程。”李俊超指出，因此目前還看不到誰能有在Chiplet領域“一統天下”的路線，因此對中國廠商來說是一個機會。當然，走向更高制程的芯片階段是必然趨勢，因此國內對此也需要繼續追趕。