摘要：EDA行業(yè)狀況與集成電路產業(yè)發(fā)展情況息息相關，在我國集成電路產業(yè)保持高速增長的大背景下，EDA行業(yè)發(fā)展持續(xù)向好，同時，在我國半導體市場規(guī)模的持續(xù)擴張、晶圓制造產能的連續(xù)提升、芯片復雜度提升帶來的設計工具算力需求增加、晶圓工藝制程提升對制造類工具要求增加、先進封裝技術創(chuàng)新發(fā)展帶來的EDA工具應用需求提升以及產權保護力度的增加等利好因素的推動下，我國EDA軟件行業(yè)市場規(guī)模穩(wěn)步擴張。數(shù)據(jù)顯示，2022年我國EDA軟件市場規(guī)模為115.6億元，同比增長11.8%。

一、定義及分類

EDA，即電子設計自動化，是指利用計算機輔助設計軟件，完成超大規(guī)模集成電路芯片的功能設計、綜合、驗證、物理設計等流程的設計方式，融合了圖形學、計算數(shù)學、微電子學、拓撲邏輯學、材料學及人工智能等技術，是集成電路產業(yè)的戰(zhàn)略基礎支柱之一。對于如今上億乃至上百億晶體管規(guī)模的芯片設計，EDA工具保證了各階段、各層次設計過程的準確性，降低了設計成本、縮短了設計周期、提高了設計效率，是集成電路產業(yè)產能性能的源頭，其發(fā)展加速了集成電路產業(yè)的技術革新。經(jīng)過多年的發(fā)展，EDA軟件種類非常豐富，按照功能和使用場合，可以分為電路設計與仿真工具、PCB設計軟件、IC設計軟件、PLD設計工具等。

二、行業(yè)政策

2015年以來，美國對華科技企業(yè)制裁事件頻出，重點涉及領域包括5G、芯片、人工智能、半導體等領域。為突破“卡脖子”技術之困局，我國正式提出“構建國內國際雙循環(huán)相互促進的新發(fā)展格局”，關鍵IT技術的自主可控成為發(fā)展趨勢。在此背景下，集成電路等產業(yè)鏈加速向國內轉移，EDA作為集成電路“皇冠上的明珠”，產業(yè)迎來全新發(fā)展機會；國家順勢出臺多項EDA扶持政策，為國產EDA的發(fā)展提供良好的政策環(huán)境。

三、發(fā)展歷程

國內EDA行業(yè)發(fā)展經(jīng)歷十分波折，經(jīng)歷了西方全面封鎖期、集中突破期、沉寂期、緩慢發(fā)展期。2016年，習總書記在4.19講話中，闡述了“關鍵技術是買不來的”重要論斷，國內對EDA此類底層工具的關注度開始提升，2018年之后進入快速發(fā)展階段。2020年美國對華為實施制裁，EDA也出現(xiàn)斷供，政府和資本對該領域的關注度快速上升，支持力度也顯著加大。

四、行業(yè)壁壘

1、人才壁壘

EDA行業(yè)是典型的技術驅動型產業(yè)，企業(yè)的人才儲備決定其是否能夠在行業(yè)中立足。EDA處于多學科交叉領域，需要大量綜合性人才。EDA算法的起點和終點是半導體工藝等物理問題，解決工具的開發(fā)是數(shù)學問題，應用對象是芯片設計實現(xiàn)的具體問題，涉及與晶圓廠、設計企業(yè)等的協(xié)同。因此從事EDA工具開發(fā)需要工程師同時理解數(shù)學、芯片設計、半導體器件和工藝，對綜合技能要求很高。培養(yǎng)一名EDA研發(fā)人才，從高校課題研究到從業(yè)實踐的全過程往往需要10年左右的時間。先期進入行業(yè)的企業(yè)擁有經(jīng)驗豐富、實力雄厚的研發(fā)隊伍，其在產業(yè)上的領先地位進一步為其雇員的職業(yè)發(fā)展提供良好路徑，為持續(xù)吸引人才帶來優(yōu)勢。新進入EDA行業(yè)的企業(yè)在研發(fā)人才儲備方面追趕難度較大。此外，EDA行業(yè)還需要深諳市場的銷售團隊，銷售人員需要具備敏銳的市場洞察力、良好的客戶協(xié)調能力。人才集聚與人才培養(yǎng)方面，行業(yè)內領先企業(yè)具備更高的知名度與更加完善的技術培訓體系，對人才的吸引力較強。行業(yè)大部分尖端人才集中在領先企業(yè)，新進入企業(yè)很難形成人才吸引力與完善的人才培養(yǎng)機制。因此，行業(yè)內先發(fā)企業(yè)和新進入企業(yè)之間的人才差距將不斷擴大，形成顯著的人才壁壘。

2、技術壁壘

EDA是算法密集型的大型工業(yè)軟件系統(tǒng)，其開發(fā)過程需要計算機、數(shù)學、物理、電子電路、工藝等多種學科和專業(yè)的高端人才。每一次系統(tǒng)性、革命性的EDA升級換代都是EDA企業(yè)和集成電路應用企業(yè)上下游合作，在原有的技術基礎上開發(fā)的新型算法。EDA工具需要對數(shù)千種情境進行快速設計探索，以求得性能、功耗、面積、成本等芯片物理指標和經(jīng)濟指標的平衡。隨著集成電路制造工藝進入7nm以下，芯片中標準單元數(shù)量已經(jīng)達到億數(shù)量級，EDA算法已經(jīng)成為數(shù)據(jù)密集型計算的典型代表，需要強大的數(shù)學基礎理論支撐，且對算法的要求較高。這種基礎技術的不斷突破和持續(xù)應用，需要通過較長時間的技術研發(fā)和專利積累才能逐步實現(xiàn)。即使目前優(yōu)勢企業(yè)已經(jīng)占據(jù)絕對壟斷地位，但仍在不斷加大基礎研究和前沿技術研究力度。同時，EDA工具要盡可能準確的在軟件中重現(xiàn)和擬合現(xiàn)實中的物理和工藝問題，以期望在芯片設計階段將其納入考慮范圍之內并以系統(tǒng)性的方法來應對和糾正，最終保證芯片設計仿真結果同流片結果一致。特別是當工藝向高端制程演進的過程中，設計工具和制造工藝緊密結合的重要性愈發(fā)突出。綜合而言，企業(yè)對EDA的長期高強度產業(yè)化投入成為EDA領軍企業(yè)保持長久競爭力的關鍵。同時，高強度、長周期的研發(fā)投入形成了極高行業(yè)競業(yè)壁壘，新入局者很難形成具有競爭力的研發(fā)投入能力。

3、客戶壁壘

EDA工具的技術開發(fā)和商業(yè)銷售依托于制造、設計、EDA行業(yè)三方所形成的生態(tài)圈，需要產業(yè)鏈上下游的全力支持。國際EDA領域的領先企業(yè)與全球領先的集成電路制造和設計企業(yè)具備長期合作基礎，其EDA工具工藝庫信息完善，能夠隨先進工藝演進不斷迭代，進一步鞏固了競爭優(yōu)勢。由于集成電路制造和設計企業(yè)對EDA企業(yè)的合作精力有限，對規(guī)模較小、成立時間較短的EDA企業(yè)很難提供相應合作資源。這意味著市場尾部EDA企業(yè)難以獲得生產線的最近工藝數(shù)據(jù)參數(shù)，在與工藝緊密相關的工具領域無法進行技術布局，束縛了其業(yè)務的發(fā)展與完善，這也造成了EDA行業(yè)下游用戶一旦確定了EDA供應商，短時間在內部更換EDA工具軟件的成本較大，因此集成電路制造與設計企業(yè)一旦與EDA工具供應商形成穩(wěn)定的合作關系，不會輕易更換供應商，對合作供應商粘性較強，進而提高了EDA行業(yè)的壁壘。

4、資金壁壘

EDA行業(yè)的資金壁壘主要體現(xiàn)在內部持續(xù)技術開發(fā)和吸引人才需要大額資金投入，對企業(yè)資金實力有較高的要求。對快速發(fā)展期的EDA企業(yè)隨著業(yè)務規(guī)模擴大，研發(fā)投入不斷增加，相關支出將持續(xù)增長，因此新進入的EDA企業(yè)面臨一定的資金壁壘。

五、產業(yè)鏈

EDA行業(yè)的上游主要包括硬件設備、操作系統(tǒng)、開發(fā)工具及其他輔助性軟件等供應商。EDA行業(yè)的下游主要包括集成電路設計、制造、封測企業(yè)，也包括部分各應用領域的系統(tǒng)廠商或設備制造商。EDA行業(yè)的市場狀況與集成電路產業(yè)的發(fā)展狀況緊密相關，其銜接集成電路設計、制造和封測，對行業(yè)生產效率、產品技術水平有重要影響。從集成電路設計的角度看，設計人員必須使用EDA工具設計幾十萬到數(shù)十億晶體管的復雜集成電路，以減少設計偏差、提高流片成功率及節(jié)省流片費用。從集成電路制造的角度看，芯片制造工藝不斷演進，而新材料、新工藝相關的下一代制造封測EDA技術將給集成電路性能提升、尺寸縮減帶來新的發(fā)展機遇。

EDA軟件行業(yè)產業(yè)鏈

硬件設備

華為技術有限公司

戴爾股份有限公司

聯(lián)想集團有限公司

浪潮集團有限公司

曙光信息產業(yè)股份有限公司

中國長城科技集團股份有限公司

操作系統(tǒng)

Google

Microsoft

Apple

中國軟件與技術服務股份有限公司

華為技術有限公司

開發(fā)工具

輔助性軟件

上游

Cadence

Synopsys

Siemens EDA

北京華大九天科技股份有限公司

中游

集成電路設計

制造

封測

下游

六、行業(yè)現(xiàn)狀

EDA行業(yè)狀況與集成電路產業(yè)發(fā)展情況息息相關，在我國集成電路產業(yè)保持高速增長的大背景下，EDA行業(yè)發(fā)展持續(xù)向好，同時，在我國半導體市場規(guī)模的持續(xù)擴張、晶圓制造產能的連續(xù)提升、芯片復雜度提升帶來的設計工具算力需求增加、晶圓工藝制程提升對制造類工具要求增加、先進封裝技術創(chuàng)新發(fā)展帶來的EDA工具應用需求提升以及產權保護力度的增加等利好因素的推動下，我國EDA軟件行業(yè)市場規(guī)模穩(wěn)步擴張。數(shù)據(jù)顯示，2022年我國EDA軟件市場規(guī)模為115.6億元，同比增長11.8%。

七、發(fā)展因素

1、機遇

（1）集成電路產業(yè)發(fā)展所帶來的機遇

目前，全球半導體產業(yè)正在經(jīng)歷第三次產業(yè)轉移的過程，新興市場、新應用領域得到了進一步發(fā)展的新機遇。集成電路產業(yè)的發(fā)展方向、繁榮程度與其下游產業(yè)需求緊密相關。未來，隨著新技術和產業(yè)的發(fā)展成熟，集成電路產品向下游應用領域的擴展，我國集成電路設計業(yè)整體市場活力將進一步釋放。同時，隨著集成電路產品技術的進步，集成電路工藝制程隨之持續(xù)演進，為集成電路產業(yè)的發(fā)展提供了持續(xù)的驅動力。在國內集成電路產業(yè)自主、安全、可控的產業(yè)訴求下，也為國內的高端供應商提供了充分的實現(xiàn)自身競爭優(yōu)勢的空間。此外，近年來，我國政府陸續(xù)出臺了大批鼓勵性、支持性政策法規(guī)，投入了大量社會資源，為整個集成電路產業(yè)的升級和發(fā)展營造了良好的政策和制度環(huán)境。相關政策性文件的推出，從發(fā)展戰(zhàn)略及路徑、資金儲備、稅收優(yōu)惠、知識產權保護、地方專項扶持等多方面進一步明確了集成電路產業(yè)集中、技術進步和市場發(fā)展的方向。

（2）EDA行業(yè)整體發(fā)展所帶來的機遇

EDA技術依托計算機及相關軟件平臺，可實現(xiàn)電路設計、仿真驗證等功能，極大的提高了集成電路的設計效率，已成為設計師必須掌握和使用的開發(fā)工具。集成電路產業(yè)新技術和新的設計模式，對EDA工具軟件的技術創(chuàng)新能力、系統(tǒng)集成能力和產品交付能力提出了新的要求，促進了EDA產品和技術的不斷發(fā)展。此外，隨著集成電路產業(yè)工藝制程不斷發(fā)展，EDA供應商作為集成電路細分領域中的關鍵環(huán)節(jié)，也獲得了進一步發(fā)展機遇。EDA工具的開發(fā)需要與集成電路設計公司、晶圓制造及封測廠商等產業(yè)鏈環(huán)節(jié)協(xié)同發(fā)展。EDA工具依靠理論模型實現(xiàn)設計仿真，這就需要將理論模型與工藝結果之間相互驗證。當晶圓制造代工廠開發(fā)新的工藝，EDA工具軟件廠商就需要獲得代工廠新工藝的相關數(shù)據(jù)，基于這些工藝數(shù)據(jù)開發(fā)新版本的軟件。因此，EDA工具軟件要支持最先進工藝節(jié)點，就必須與代工廠保持緊密合作，根據(jù)代工廠的工藝特點開發(fā)相應的算法和模型，在這一過程中實現(xiàn)自身產品和技術的進步。

2、挑戰(zhàn)

（1）國內集成電路產業(yè)整體發(fā)展水平相對落后

目前，全球半導體產業(yè)正經(jīng)歷第三次產業(yè)轉移。在此過程中，市場需求、技術創(chuàng)新、國家政策和資源配置共同作用，為新興市場提供了加速發(fā)展的機遇。中國集成電路產業(yè)正處于高速、蓬勃的發(fā)展時期，但在許多細分領域仍存在“短板”，部分領域面臨“斷供”風險。在供應鏈方面，高端半導體材料，比如硅晶片、光刻膠、CMP拋光液以及濺射靶材等大部分市場份額主要被歐美和日韓等國占據(jù)；在芯片設計方面，EDA工具軟件長期被美國企業(yè)壟斷；在芯片制造方面，生產所需要的離子注入機、光刻機、薄膜沉積設備、熱處理成膜設備等關鍵設備也由美國、荷蘭和日本等國壟斷。EDA工具軟件作為集成電路產業(yè)中的重要一環(huán)，其整體發(fā)展受到我國集成電路產業(yè)整體相對落后的制約。而國外EDA企業(yè)受益于其發(fā)達的集成電路產業(yè)環(huán)境，能夠及時參與或緊隨重大技術變革，使其能夠持續(xù)保持EDA領域的優(yōu)勢地位。

（2）EDA領域專業(yè)人才相對缺乏

EDA行業(yè)對專業(yè)人才有著較高要求，一方面，新一代集成電路技術的加速發(fā)展加大了企業(yè)對軟件開發(fā)、集成電路設計及人工智能技術等方面人才的需求；另一方面，EDA工具軟件產品和相關的服務需求類型多樣，差異較大，企業(yè)需要依據(jù)客戶需求不斷研發(fā)和改進產品和技術，進一步提高了對專業(yè)人才數(shù)量和綜合素質的要求。雖然近年來國家對EDA行業(yè)給予鼓勵和支持，但由于國內企業(yè)相比國際領先企業(yè)起步相對較晚，專業(yè)人才仍然較為缺乏，尤其高端人才更加稀缺，對公司人才隊伍建設形成了一定的壓力。

八、競爭格局

從行業(yè)市場格局方面來看，目前，國內EDA市場仍舊被楷登電子（Cadence）、新思科技（Synopsys）、和西門子EDA（Siemens EDA）三家國際公司占據(jù)主導地位，在技術水平、產品完成度和豐富度方面大幅領先國內相關企業(yè)。但在政策支持、人才爆發(fā)、企業(yè)大力投入研發(fā)的背景下，華大九天、概倫電子、廣立微等領先國產EDA企業(yè)已經(jīng)嶄露頭角，其中，龍頭企業(yè)華大九天在面板電路EDA工具領域的技術已經(jīng)達到了國際領先水平，在模擬電路EDA工具領域實現(xiàn)了全流程覆蓋，在數(shù)字電路EDA工具領域實現(xiàn)的點工具的突破，市場份額超過了另外兩大國外企業(yè)Ansys、Keysight，有望打破壟斷局面，逐步實現(xiàn)國產替代化。

九、發(fā)展趨勢

隨著集成電路技術的不斷進步，設計與制造的分離導致設計在制造過程中遭遇挑戰(zhàn)，為解決此問題，EDA工具正逐漸轉型為設計與制造協(xié)同的橋梁，EDA工具利用程序與算法簡化工程師工作，尤其在人工智能技術的助力下，其能提升設計效率、降低設計門檻。同時，隨著云技術的成熟，EDA工具正逐步向云服務化轉變，簡化銷售渠道、降低使用門檻，為后進企業(yè)提供了彎道超越的機遇。這一變革不僅優(yōu)化了行業(yè)生態(tài)，也為集成電路設計制造領域帶來了新的活力。