十年磨一劍。國產EDA軟件正試圖在巨頭的圍墻內鑿出一束光。
近日,在2025灣區(qū)半導體產業(yè)生態(tài)博覽會上,新凱來子公司啟云方發(fā)布了兩款擁有完全自主知識產權的國產EDA設計軟件,再次將國產電子設計自動化工具推至聚光燈下。
EDA,被譽為“芯片之母”,是芯片設計的基石和入口。在全球EDA市場被新思科技(Synopsys)、楷登電子(Cadence)與西門子EDA(Siemens EDA)三大巨頭把持超過三十年的背景下,我國EDA產業(yè)每一次動作都被廣泛關注。
從2024年廣立微(301095.SZ)推進收購比利時LUCEDA填補硅光EDA解決方案缺口,到2025年9月概倫電子(688206.SH)以21.74億元收購銳成芯微與納能微,實現(xiàn)“EDA工具+半導體IP”深度融合的平臺化整合……國產EDA正在政策推動、產業(yè)鏈協(xié)同與技術自研的三重驅動下,走出了一條從“點工具突破”到“全流程貫通”的艱難破局之路。
市場格局:三巨頭壟斷下的國產化進程
國產EDA在設計全流程中的成熟度,正呈現(xiàn)出一種“模擬基本貫通,數(shù)字重點突破,全局點線面結合”清晰且充滿動態(tài)的結構性特征。
全球EDA市場呈現(xiàn)出高度集中的特征。根據(jù)TrendForce的數(shù)據(jù),2024年市場Synopsys、Cadence、Siemens EDA共占據(jù)了全球EDA 74%的市場份額,其中Synopsys占31%,Cadence占30%,Siemens EDA占13%。
“EDA是一個巨頭壟斷的產業(yè)?!監(jiān)mdia半導體分析師總監(jiān)何暉在接受中國工業(yè)報采訪時指出,中國近幾年才開始發(fā)展國產EDA,雖然已有北京華大九天科技股份有限公司(以下簡稱“華大九天”)這樣的企業(yè),但要想彎道超車,依然任重道遠。
“國產EDA已經告別了早年的'散點突破',進入了'局部貫通、重點攻堅'的新階段?!比A大九天某資深專家(以下簡稱“華大九天專家”)在接受中國工業(yè)報采訪時說道,當前國產EDA在設計全流程中的成熟度,正呈現(xiàn)出一種清晰且充滿動態(tài)的結構性特征,用一句話概括:“模擬基本貫通,數(shù)字重點突破,全局點線面結合?!?/p>
據(jù)中國工業(yè)報了解,華大九天2025半年報中宣布其數(shù)字EDA工具已實現(xiàn)近80%覆蓋率,模擬工藝覆蓋率年底將超80%,核心電路仿真工具ALPS獲得4nm先進工藝認證。
“這證明了我們在最核心的'數(shù)字前仿、邏輯綜合、布局布線、簽核工具'等幾個關鍵環(huán)節(jié)實現(xiàn)了從無到有的跨越,拿到了進軍高端數(shù)字芯片市場的入場券。”華大九天專家說。
然而,某行業(yè)專家提醒,必須清醒地看到,在決定億門級芯片設計成敗的硬件仿真、功能驗證等環(huán)節(jié),國產EDA與國際頂尖水平的差距依然巨大。這是當前全流程中最突出的'坎',也是我們集中攻堅的重點。
硅芯科技市場產品總監(jiān)趙瑜斌(以下簡稱“Robin”)向中國工業(yè)報指出,盡管本土EDA點工具在“全鏈條”上基本完成布局,部分工具性能甚至對標國際標桿,但本土EDA工具廠商多以“點工具”存在,技術力量仍然分散、集中度不足。“這導致全流程化、統(tǒng)一數(shù)據(jù)底座的覆蓋率不足,設計流程易被割裂?!盧obin表示。
Robin指出了一個嚴峻的現(xiàn)實:兼具算法、芯片設計和產業(yè)經驗的高端復合型人才嚴重短缺?!皵?shù)據(jù)顯示,這方面仍有數(shù)萬人才缺口。相較國際三巨頭的數(shù)萬技術員工,國內EDA開發(fā)的總人數(shù)至2025年僅在萬人上下,人數(shù)上存在1:3到1:4的狀態(tài)?!边@支萬余人的人才隊伍,要支撐起對標全球巨頭、覆蓋全流程的研發(fā)重任,壓力可想而知。
不僅如此,Synopsys、Cadence、Siemens EDA已與全球主流晶圓廠、設計公司構建了深度綁定的“鐵三角”生態(tài),國產工具短期內難以融入并取得信任。EDA作為極高技術壁壘和工程實踐產物,國產替代天生劣勢于此。
“然而,國內的'多跑道創(chuàng)新超車'自主意識強烈,華為、中科院等諸多機構已在EDA算法、AI建模、電路表征學習等方面取得多項成果,形成一定的技術積累,擬在未來幾年用于國產EDA的工具創(chuàng)新。另外,地方政府對于EDA采購補貼也形成了助力效應,促進國產EDA在合作客戶的進展,獲取更多的服務合作與工具打磨?!盧obin說道。
核心攻堅:從“可用”到“好用”的生態(tài)突圍
國產EDA從“可用”到“好用”本質上是“功能實現(xiàn)”轉向“價值創(chuàng)造”的質變。EDA從來不是一座孤島。它的價值根植于“芯片設計-制造-封裝”的整個產業(yè)鏈中。打破國際三巨頭構筑的生態(tài)壁壘,是國產EDA能否真正崛起的終極考驗。
當工具實現(xiàn)了“從無到有”的“可用”之后,如何實現(xiàn)“從有到優(yōu)”的“好用”,成為所有國產EDA企業(yè)必須面對的“驚險一躍”。
華大九天專家表示,這本質上是一次從“功能實現(xiàn)”轉向“價值創(chuàng)造”的質變。因此,他提出了三大核心轉變:
一是從“工具孤島”到“流程智慧”的轉變。單個工具的強大只是基礎。真正的“好用”,在于通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺和智能引擎,將“點工具”串聯(lián)成一條能夠自主協(xié)同、前瞻優(yōu)化的智慧流程。
二是從“被動適配”到“主動賦能”的轉變。云端化不僅僅是把軟件放在云上,而是構建一個開放、協(xié)同、彈性的生態(tài)系統(tǒng)。打造云原生平臺,讓芯片設計團隊能隨時隨地調用海量算力,實現(xiàn)無縫協(xié)作,并通過平臺積累的行業(yè)數(shù)據(jù)反哺AI模型,形成越用越聰明的正向循環(huán)。
三是極致的用戶體驗?!昂糜谩弊罱K體現(xiàn)在用戶手上。這意味著更直觀的操作界面、更智能的結果分析和更敏捷的反饋響應。“我們正將大量資源投入于此,讓工具不僅能力強大,更要'懂人心',降低高級工具的使用門檻。”華大九天專家表示。
根據(jù)華大九天2024年財報,其研發(fā)投入占營業(yè)收入的比例高達72%,遠超國際巨頭約30%-40%的水平。如何破解這種技術高投入與商業(yè)回報之間的平衡難題?華大九天專家分享了其公司“分層造血”與“生態(tài)共贏”的策略。
“我們的破解之道不是簡單地削減投入,而是通過'分層突破'的產品與市場戰(zhàn)略來實現(xiàn)可持續(xù)循環(huán)。”他解釋道,在已實現(xiàn)“好用”的模擬電路和成熟工藝領域,提供穩(wěn)定、高性價比的全流程解決方案,快速占領市場,形成穩(wěn)定的現(xiàn)金流和利潤。這部分收入,可以反哺在先進數(shù)字流程、AI和云端平臺等前沿領域的“攻堅型”研發(fā)。
同時,探索“價值導向”的商業(yè)模式創(chuàng)新?!皩τ谀茱@著為客戶縮短設計周期、提升產品性能的顛覆性工具(如AI設計平臺),我們正在探索基于SaaS的訂閱制和按效益分成的模式。這能讓我們的回報與為客戶創(chuàng)造的價值直接掛鉤,共享成功?!比A大九天專家說道。
更重要的是“與生態(tài)共成長”。華大九天與國內領先的晶圓廠和頭部設計公司建立了深度聯(lián)合實驗室。“這種合作不僅分攤了研發(fā)風險,更確保了我們的技術路線緊貼市場最真實、最前沿的需求,讓每一分研發(fā)投入都精準'滴灌'在產業(yè)最需要的環(huán)節(jié)上?!?/p>
“生態(tài)是EDA的土壤?!比A大九天專家強調,“一款工具即便技術指標再先進,如果不能與晶圓廠的工藝深度適配、不能得到設計公司的實際采用和迭代反饋,就只是'空中樓閣'?!币虼?,優(yōu)先推動工具在國產工藝和設計項目中“用起來”,是驅動一切進步的源泉。
更具里程碑意義的是,生態(tài)閉環(huán)已初步形成并得到驗證?!艾F(xiàn)在,我們與國內主要晶圓廠建立了聯(lián)合開發(fā)機制,在工藝開發(fā)早期就介入,共同定義和開發(fā)PDK及配套EDA工具。我們已經看到,基于國產成熟工藝及部分先進工藝,成功設計并量產了多款芯片,特別是在模擬、功率和特定領域計算芯片上。”華大九天專家說。
未來戰(zhàn)局:龍頭引領與多層級共生
與全球EDA產業(yè)發(fā)展規(guī)律一樣,頭部企業(yè)向下兼并購,未來可能在國內也是一個主流趨勢。
展望未來3-5年,國產EDA產業(yè)將呈現(xiàn)何種競爭格局?
何暉從全球產業(yè)規(guī)律出發(fā)分析認國,與全球EDA產業(yè)發(fā)展規(guī)律一樣,頭部企業(yè)向下兼并購,未來在國內可能也是一個主流趨勢。
華大九天專家預見,未來將是一種“龍頭引領下的多層級共生”格局。一方面,“龍頭主導生態(tài)”是必然趨勢,也是產業(yè)健康發(fā)展的需要。尤其在數(shù)字芯片全流程、先進工藝支撐,以及AI與云平臺等戰(zhàn)略制高點上,必須由一家或幾家龍頭企業(yè)整合資源,進行高強度的投入,構建起覆蓋廣泛的基礎平臺和技術標準。
另一方面,“細分領域共生”具有強大的生命力。EDA工具鏈長且專業(yè),在射頻、光電、功率器件等特定領域,或是在良率分析、硬件仿真等專業(yè)環(huán)節(jié),將為眾多“小而美”的公司提供廣闊空間。它們能憑借深度定制的技術,成為不可或缺的“隱形冠軍”。
Robin則從技術維度描繪了未來圖景。他認為,“AI+EDA”、3DIC(三維集成)和DTCO/STCO(設計/系統(tǒng)工藝協(xié)同優(yōu)化)的深度綁定,將是未來3-5年本土EDA的主要趨勢。
在Robin看來,2026-2030可認為是國產EDA的“第二個五年”,在2020-2024“第一個五年”國產EDA公司數(shù)量從20家增加至130多家,但是在未來幾年企業(yè)數(shù)量逐漸減少,經過市場考驗和具有優(yōu)勢的工具和企業(yè)會逐漸集中向頭部,根據(jù)工具產業(yè)化和設計功能側重不同,趨向不同類型的垂直整合。
在應對高端市場需求方面,Robin認為,盡管面臨工程師使用習慣依賴、生態(tài)壁壘等挑戰(zhàn),但AI芯片、GPU、自動駕駛等新興領域對EDA工具有新的需求,尚未形成固定格局。這些領域,以及三維集成芯片等新形態(tài),為國產EDA提供了差異化競爭的絕佳機會和歷史機遇。
同時,政策支持需要更加持久和精準。Robin表示,EDA是低試錯和低容錯領域,市場競爭并未留給國產工具太多時間和空間。因此,政策除了在研發(fā)端支持,更需要在市場應用端“扶上馬,送一程”,例如通過加大采購補貼、鼓勵甚至要求國家重點芯片項目優(yōu)先試用國產EDA等方式,幫助國產工具在真實場景中完成最關鍵的“迭代-成熟”循環(huán)。
前路依然“任重道遠”,但路徑已經清晰。未來的國產EDA產業(yè),將不再是一個個孤立的“點工具”,而是一個在龍頭引領下,大平臺與“小而美”專業(yè)公司多層次共生、協(xié)同進化的有機生態(tài)系統(tǒng)。(耿鵬飛)
轉自:中國工業(yè)報
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