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跨过沟壑,国产EDA工具将一马平川

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更多 发布于:2021-11-17 11:27
EDA全称为Electronic Design Automation,即电子设计自动化,是指利用计算机平台完成大规模集成电路设计、仿真、验证等流程的软件工具,具有降低设计成本、提高设计效率、加速技术革新等重要作用,是集成电路领域上游重要的基础工具,贯穿于集成电路设计、制造、封测等环节。


全球EDA工具格局



根据SEMI和WSTS统计数据,2020年全球EDA市场规模约为115亿美元,同比增长约12%。这个百亿市场,正支撑和影响着数千亿美元的全球集成电路行业。目前全球使用的EDA工具较为集中,主要由新思科技、楷登电子和西门子垄断,这三家公司在全球EDA市场份额属于第一梯队。而随着国家和市场对国产EDA行业的重视程度不断增加,近年来国内EDA企业逐渐兴起。

全球EDA行业简要格局
来源:华大九天招股书



新思科技、楷登电子和西门子的EDA工具都拥有完整的、有总体优势的全流程产品,在部分领域有绝对的优势。这不仅体现在全球,在国内EDA市场,同样如此。根据赛迪智库数据显示,2020 年国内 EDA 市场约 78%销售额都由新思科技、楷登电子和西门子吃完,剩下的由国际和国内EDA企业瓜分。比如国内的华大九天,拥有特定领域全流程的EDA工具链,在局部领域技术领先,和Keysight、Altium等同类型的EDA厂商占据全球15%的市场;而以点工具为主的EDA厂商约50家左右,比如国内的概伦电子、芯华章等,和其它同类型的EDA企业占据全球约7%的市场。但是,需要明白的是,国内EDA企业目前所占市场份额极小。

2018-2020年国内EDA工具市场竞争格局
来源:赛迪智库



国内EDA企业概况



根据与非研究院的统计,目前国内共有22家企业从事EDA工具的研发,按区域分布来看,集中度较高,排第一第二的是典型发达的北上两城,北京6家、上海9家,其它广东省1家、江苏省2家,浙江省1家、山东省1家、四川省1家、天津1家,这些省市中除了北京、四川以外,基本都分布在沿海一带。

国内EDA企业地理分布一览
来源:与非网研究院



与非研究院同时也统计了当前国内EDA企业的基本情况(见附录),这些企业为我国EDA工具的发展做出了重要的贡献,包括国内老牌的EDA企业以及初创企业。


其中,华大九天凭借模拟电路设计全流程 EDA 工具系统、数字电路设计 EDA 工具、平板显示电路设计全流程 EDA 工具系统和晶圆制造 EDA 工具等领域的优势,通过十余年发展再创新,不断获得市场突破。2020 年公司占领我国 EDA 市场约 6%的市场份额,居本土 EDA 企业首位。但同时,相比国际三巨头的EDA工具,华大九天的工具还不够完善,应用面比较有限,还有距离。


概伦电子针对中国集成电路行业的特点,主要围绕设计-工艺协同优化(DTCO)方法学。概伦电子的主要产品及服务包括制造类EDA工具、设计类EDA工具、半导体器件特性测试仪器和半导体工程服务等,成功覆盖设计与制造两大关键环节,被全球十大晶圆代工厂的九家以及全球三大存储芯片商所应用。2019年底,概伦电子并购北京EDA公司博达微,并成功进行整合,这笔收购成为国内EDA行业整合的典型案例,预计在未来将继续进行 EDA行业内收购或战略投资。


芯华章目前致力于打造更智能的面向未来的EDA 2.0 软件和智能化电子设计平台。简要来说,就融合AI、云计算等技术,对EDA软硬件框架和算法做创新、融合、重构。同时,在硬件仿真系统、FPGA原型验证系统、智能验证、形式验证以及逻辑仿真五大产品线领域齐头并进,以打造一个完整的验证系统,在部分性能指标上已达到国际先进水平。


芯禾半导体提供覆盖IC封装到系统的全产业链仿真EDA解决方案,致力于赋能和加速新一代高速高频智能电子产品的设计。在5G、智能手机、物联网、人工智能和数据中心等领域得到广泛应用,其中比较有特色的是在全球5G射频前端供应链中通过自主创新的滤波器和系统级封装设计平台为手机和物联网客户提供射频前端滤波器和模组,并被Yole评选为全球IPD滤波器领先供应商。


芯愿景累计研发了4套集成电路分析EDA软件和3套集成电路设计EDA软件,覆盖了集成电路工艺分析、电路分析和知识产权分析鉴定、数字电路设计、模拟电路设计和设计验证等环节。累计发放授权认证超过40,000个,EDA软件用户群包括国内外芯片设计公司、研究所、高校和知识产权服务机构等。同时还配有专业的集成电路分析实验室,实验室配置有ZEISS、FEI、Olympus、Leica、Oxford等厂商的高端设备,可以提供包括产品拆解、集成电路工艺分析、竞争力分析、失效分析等技术服务,目前可以分析的最小工艺节点为5纳米。依托于自主IP平台和自研EDA软件,成功实现了工业控制、汽车电子、安防监控、网络设备、物联网和智能硬件等领域多款芯片的一站式设计服务。


综合来看,不难发现国内EDA企业主攻方向偏专而精,在点和线上做的比较好,但是在覆盖的面上,国产EDA工具有所不及,可能跟研发时间短,人才投入少有关,另外,国内EDA工具实际应用场景少也限制了国内EDA工具的改进发展,相比国内半导体制造的材料和设备,EDA工具的差距更需要我们追赶。

现实难题,如何跨越



EDA工具不同于小打小闹的软件,找个团队随便开发即可。众所周知,为何EDA工具如此稀缺?一个原因是越上游小众,越专业集中,技术门槛高,市场门槛更高。2020年全球EDA市场规模约为115亿美元,这在整个集成电路产业中的占比是非常小的,和互联网、新能源等新兴产业更没法比,市场的规模就限制了竞争者参与其中,尤其是国际三巨头的垄断更是横在所有EDA初创企业前的一条巨大沟壑,但是,也不是没有机会。与非研究院认为,国内EDA产业可以通过四个方向的努力提升实力和竞争力。


攻坚
技术

打铁还需自身硬,因此,我们必须要不断的投入人力,资金做研发,实现EDA工具的创新,比如芯华章推出的EDA2.0智能创新平台,融合AI、云计算等技术,对EDA软硬件框架和算法做创新、融合、重构,打破现有的一些思维。
拓展市场

这是一个不得不应对的难题,技术之外更大的限制来自于市场,单单有EDA工具是没法做出芯片的,我们还需要上下游协同合作。所幸,国内中芯国际、华润微等半导体晶圆制造商,IC设计公司兆易创新、中颖电子等都已经脱颖而出,我们要拓展这些企业对国产EDA工具的认知和认可,只有市场上接纳了,才有机会改进做的更好。
合纵
连横

任何一个软件都有用户使用习惯,EDA工具那更不简单,随意的切换EDA工具会提高学习成本,现实中很少企业愿意为此买单,这时就需要站在长久的角度出发,华为的事件让我们清楚明白不是自己的东西永远会有突然终结的可能,我们需要EDA厂商和IC设计厂商联合起来,哪怕付出一些学习成本,但是赢得未来的一次“生存”机会。
国家
意志

当然,所有的东西我们需要正确且明确的指引,而国家意志通常是最好的方向。无论是集成电路厂商、还是EDA工具厂商等一些高新技术企业,国家每年都会有相应的财政补贴,那为何不让“做国产、用国产”成为这补贴中的一员,相信只有这样,许多的IC设计企业就会考虑转到国产EDA工具上来,而EDA工具厂商也能不断改进前行。


结论



随着大环境越来越好,国家也会更加重视EDA工具的发展,行业热度也在不断升温,虽然国内EDA厂商在主要EDA产品的种类丰富度上仍与国际三巨头存在比较大的差距,但乘着国家和市场对国产EDA行业提高重视程度的东风,国产EDA厂商正迎来蜕变的机遇。多家国产EDA公司均启动上科创板或创业板的计划,比如:


北京华大九天



成立于2009年5月,是我国EDA工具龙头,也是我国唯一能够提供模拟电路设计全流程EDA工具系统的本土EDA企业。2021年6月21日,深交所正式受理华大九天的创业板IPO申请。

                                                                                              芯愿景


2020年5月19日,上交所正式受理了芯愿景首次公开发行股票并在科创板上市的申请;9月29日,因其发行上市申请文件中记载的财务资料已过有效期,需要补充提交。2020年12月30日,因芯愿景撤回发行上市申请或者保荐人撤销保荐,上交所终止其发行上市审核。目前又有市场反馈,芯愿景将重启上市,拟登录深交所主板。


国微思尔芯



国微思尔芯已完成辅导工作总结报告,已符合拟发行上市公司规范运行的要求,已具备了辅导验收及在科创板IPO上市的申请条件。


杭州广立微



2020年12月,也开始上市辅导工作,拟申请A股IPO。


同时,不少EDA厂商也在通过收购合并、融资等措施弥补自身的短板。如:


概伦电子



2019年12月,概伦电子以7,200万收购北京博达微科技有限公司(简称“博达微”)80%的股权,带来商誉近6,000万。


2021年5月,概伦电子再次发起并购,以800万美元收购Entasys100%股权,形成商誉3,636万元。


芯华章



2021年1月完成数亿元A+轮融资,5月完成超过4亿元Pre-B轮融资,由云锋基金领投,经纬中国和普罗资本(旗下国开装备基金)参投。天眼查显示,2020年8月至2021年5月,芯华章已完成6轮融资,此轮融资完成后,公司累计融资金额超16亿元。


芯和半导体



2021年1月,宣布完成超亿元人民币B轮融资,由上海赛领领投,上海物联网基金增持。


从长远看,整个国产EDA产业至少在向好的方向前进。相信只要跨过这条沟壑,国产EDA工具将一马平川。


附录

国内主要DEA企业/机构概况
本文源自电子工程专辑,转载目的在于传递更多信息,版权归原作者所有。

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