EDA（Electronic design automation）是指利用計算機完成大規(guī)模集成電路設計、仿真和生產等流程的軟件，EDA廠商通常和Fabless以及Foundry深度綁定，對集成電路生產效率和技術研發(fā)都有著非常重要的影響。根據(jù)華大九天招股書援引賽迪智庫數(shù)據(jù)，EDA行業(yè)作為現(xiàn)代集成電路產業(yè)上游基礎行業(yè)，在2020年以超過70億美元的全球市場規(guī)模支撐了數(shù)千億美元規(guī)模的芯片市場和背后數(shù)萬億美元的數(shù)字經濟。對于處于產業(yè)變革和經濟轉型期的我國來說，其經濟杠桿效應更加明顯。

圖1 EDA與Fabless和Foundry綁定關系

（資料來源：五度易鏈行業(yè)研究中心整理）

EDA技術壁壘高筑，涉及計算機、數(shù)學、物理等多基礎學科的綜合應用

隨著集成電路晶體管規(guī)模擴大、復雜程度提升，優(yōu)秀的EDA軟件能在提升芯片研發(fā)效率的同時降低芯片制造和封測成本。EDA在為產業(yè)下游提供便利的同時，自身也獲得了超過80%的毛利率，EDA企業(yè)的商業(yè)模式也從單一的軟件銷售發(fā)展為提供License授權、IP核和硬件仿真加速器等，但與之對應的是EDA的超高技術壁壘。

EDA本質上是算法密集型行業(yè)，處于多學科交叉領域，涵蓋了計算機、數(shù)學、物理等多基礎學科，而這些基礎學科的技術突破則需要很長時間的研發(fā)與專利積累。EDA行業(yè)頭部企業(yè)的長期高比例的研發(fā)投入是其保持長久競爭力的關鍵因素之一，目前成熟的EDA企業(yè)都擁有各自的技術壁壘且?guī)缀鯚o法逾越。國際大廠Cadence和Synopsys的研發(fā)投入始終保持在30%以上。

EDA是我國集成電路產業(yè)的短板，被國外三巨頭長期壟斷

EDA處于芯片產業(yè)上游中的上游，現(xiàn)代集成電路產業(yè)對其高度依賴，缺少EDA軟件將使整個現(xiàn)代芯片產業(yè)將難以為繼。目前我國芯片設計企業(yè)所使用的EDA主要來自于歐美。隨著國際環(huán)境日趨復雜，EDA禁運已經成為西方對我國集成電路產業(yè)發(fā)展進行限制的重要手段。為了創(chuàng)造穩(wěn)定的產業(yè)發(fā)展環(huán)境，保證集成電路供應鏈體系安全，我國亟需加速EDA工具國產化替代進程。

在市場方面，國內以Cadence、Synopsys和Siemens三家海外巨頭為主，占據(jù)了國內接近80%市場份額，技術水平、產品完成度和豐富度大幅領先國內相關企業(yè)。國產EDA企業(yè)華大九天在2020年超過了Ansys和Keysight，以6%的市占率排名第四。在政策方面，深圳市在2019年5月印發(fā)的《關于加快集成電路產業(yè)發(fā)展的若干措施》中推出了國內首個明確支持EDA研發(fā)的政策。

圖2 2020年國內EDA市場格局

（資料來源：賽迪智庫，五度易鏈行業(yè)研究中心整理）

后摩爾時代技術驅動EDA應用延伸拓展

后摩爾時代的集成電路技術演進方向主要包括延續(xù)摩爾定律（More Moore）、擴展摩爾定律（More than Moore）以及超越摩爾定律（Beyond Moore）。在延續(xù)摩爾定律方向，單芯片的集成規(guī)模將隨著工藝尺寸微縮繼續(xù)增長，這為EDA的在設計效率方面提出了更高的要求；在擴展摩爾定律方向，隨著邏輯、模擬和存儲等功能通過3D封裝或SIP等先進封裝形式疊加到同一芯片上，EDA需具備面對復雜結構和功能設計的更強支撐能力；在超越摩爾定律方向，隨著新工藝、新材料和新器件等的創(chuàng)新和應用，要求EDA在仿真和驗證等核心環(huán)節(jié)實現(xiàn)方法學的發(fā)展探索和創(chuàng)新。

除此之外，在后摩爾時代，將不同工藝節(jié)點和不同材料的芯片通過先進封裝技術集成在一起的芯粒技術（Chiplet）已成為重要的發(fā)展方向，AMD、英特爾、臺積電等芯片巨頭均已經開發(fā)出各自的產品，而Chiplet也被視為我國與國外差距相對較小的先進封裝技術，有望帶領中國半導體產業(yè)在后摩爾時代實現(xiàn)彎道超越。因此，芯粒技術需要國內EDA企業(yè)提供全面支持，進一步完善國內半導體產業(yè)生態(tài)鏈，促進國產EDA技術應用的延伸拓展。

結語

EDA屬于研發(fā)設計類工業(yè)軟件，習近平總書記于2021年5月在兩院院士大會上首次提到工業(yè)軟件，說明該行業(yè)受到了我國前所未有的高度重視。雖然國內EDA行業(yè)目前與國外差距很大，并且擁有極高的技術壁壘，但國產EDA在市場需求、人才培養(yǎng)和產業(yè)鏈生態(tài)的共同支持下，以應用為牽引，快速推進EDA技術與先進工藝融合，提升產業(yè)鏈自主可控能力，國內的EDA行業(yè)具備較大的國產替代空間。