電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件（簡稱EDA）是芯片IC設(shè)計(jì)中必不可少的工具，是集成電路設(shè)計(jì)中最上游，壁壘最高的部分，也是最具有創(chuàng)新性的重要環(huán)節(jié)。EDA涵蓋了集成電路設(shè)計(jì)、驗(yàn)證和仿真等所有流程，芯片的用途、規(guī)格、特性、制成工藝幾乎全都在這個(gè)階段完成。利用EDA工具可設(shè)計(jì)得到極其復(fù)雜的電路圖，從而制造出功能強(qiáng)大的芯片。中國在芯片領(lǐng)域想要達(dá)到自主可控，那么一定程度上就得實(shí)現(xiàn)EDA設(shè)計(jì)軟件的國產(chǎn)化。若國內(nèi)沒有自主研制的先進(jìn)EDA設(shè)計(jì)軟件，一旦因?yàn)楦鲊g的某些戰(zhàn)略性因素導(dǎo)致EDA軟件授權(quán)被中斷，中國將面臨著無先進(jìn)EDA可用的風(fēng)險(xiǎn)。

EDA市場，國際三巨頭壟斷局面難以撼動(dòng)

根據(jù)ESD Alliance數(shù)據(jù)顯示，2019年，全球EDA市場規(guī)模首次突破百億美元，相對于幾千億美元的芯片市場來說，根本不值得一提。但賽迪顧問呂芃浩曾表示，EDA在芯片設(shè)計(jì)中的地位十分重要，芯片設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)精細(xì)且復(fù)雜，對EDA軟件依賴性極強(qiáng)。因此，EDA市場規(guī)模雖小，但也足以影響到整個(gè)芯片產(chǎn)業(yè)。

在目前國際市場上，EDA供應(yīng)商高度集中，主要被Synopsys、Cadence 和西門子旗下的 Mentor Graphics壟斷，這三家美國公司在全球市場份額超過70%，在中國超過90%，國產(chǎn)EDA占比不足10%,國內(nèi)雖然也擁有設(shè)計(jì)芯片的能力，但是芯片設(shè)計(jì)所用到的EDA軟件基本由Cadence、Synopsys、Mentor三家美國公司提供。

在摩爾定律下，芯片的復(fù)雜程度和集成度不斷提升，芯片設(shè)計(jì)對EDA工具要求也不斷提高。賽迪顧問呂芃浩表示，近30年的晶體管從原來四千多一直發(fā)展到現(xiàn)在幾十億，密度增長100萬倍，因此必須使用EDA工具來提高效率，同時(shí)集成電路的成本問題日益突出，如今14nm和16nm芯片投資達(dá)2億美元，7nm芯片要達(dá)到6億美元，前提是依賴EDA設(shè)計(jì)軟件，如果離開EDA設(shè)計(jì)軟件，費(fèi)用會(huì)達(dá)到77億美元，相差數(shù)倍。可見，EDA設(shè)計(jì)軟件對芯片設(shè)計(jì)的效率和成本都起著至關(guān)重要的作用，EDA行業(yè)高度壟斷也導(dǎo)致國內(nèi)企業(yè)長期依賴進(jìn)口，從而形成如今國內(nèi)IC設(shè)計(jì)行業(yè)越來越離不開國際EDA三巨頭的尷尬場面。

國產(chǎn)EDA企業(yè)面臨三大發(fā)展困境

相比國外，國內(nèi)目前的EDA軟件公司數(shù)量和規(guī)模都十分稀少，主要有華大九天、芯愿景、國微集團(tuán)、芯禾科技、博達(dá)微電子、概倫電子等。華大九天的前身是華大集團(tuán)EDA部門，其承載了熊貓系統(tǒng)的技術(shù)，是目前國內(nèi)規(guī)模最大、技術(shù)實(shí)力最強(qiáng)的EDA企業(yè)，芯愿景擁有EDA軟件授權(quán)、IC分析服務(wù)、IC設(shè)計(jì)服務(wù)三大板塊業(yè)務(wù)。但與國際三巨頭相比，國內(nèi)EDA企業(yè)的短板就變得格外明顯。

目前，全球EDA芯片設(shè)計(jì)份額美國占比最高，亞太地區(qū)增速最快，國內(nèi)EDA企業(yè)面臨三大發(fā)展困境。

國內(nèi)EDA人才供給嚴(yán)重不足：根據(jù)國內(nèi)多個(gè)權(quán)威媒體在2020年的報(bào)道，全球EDA從業(yè)人員約4萬人左右，但國內(nèi)所有公司加在一起從事EDA工作的人員在1500人左右，真正參與研發(fā)的可能更少，與國外大型EDA企業(yè)公司擁有上萬人相比，差距顯而易見。

產(chǎn)業(yè)生態(tài)不足，應(yīng)用環(huán)境惡劣：國內(nèi)很多EDA企業(yè)長期依賴并使用國外的軟件，因?yàn)橄啾葒鴥?nèi)，國外軟件工藝信息充足完善，國內(nèi)EDA尚未出現(xiàn)可觀表現(xiàn)，從而導(dǎo)致國內(nèi)企業(yè)不敢輕易嘗試國產(chǎn)軟件，這直接導(dǎo)致國產(chǎn)軟件沒有下游用戶的反饋，研發(fā)人員無法根據(jù)用戶需求進(jìn)行產(chǎn)品迭代，一直閉門造車永遠(yuǎn)不可能生產(chǎn)出好產(chǎn)品，另外，很多中小企業(yè)對版權(quán)、知識產(chǎn)權(quán)意識較差，長期使用盜版，這對國內(nèi)EDA的迭代沒有好處。

EDA企業(yè)與先進(jìn)工藝晶圓廠合作比較弱：國際三巨頭與世界龍頭晶圓廠具備長期合作背景，同時(shí)提供的EDA軟件工藝信息充足完善，隨著芯片工藝要求逐步提升的同時(shí)，對于缺乏優(yōu)勢的國產(chǎn)EDA企業(yè)難以滿足晶圓廠的制造需求，從而使得國內(nèi)EDA企業(yè)和國際先進(jìn)晶圓廠合作較弱，一定程度上導(dǎo)致國內(nèi)EDA企業(yè)失去國際競爭能力。

總結(jié)與展望

綜上，國產(chǎn)EDA技術(shù)發(fā)展緩慢在于EDA企業(yè)的發(fā)展主要依賴于技術(shù)積累和長期的資金投入，技術(shù)門檻高，成本彈性大，下游用戶反饋少，同時(shí)由于相關(guān)專業(yè)人員數(shù)量有限，絕大部分人才就職于外資企業(yè)，國產(chǎn)企業(yè)人才吸引力不足，產(chǎn)業(yè)整體驅(qū)動(dòng)力不強(qiáng)，缺乏創(chuàng)新條件，在國際三巨頭的壟斷下，國內(nèi)EDA企業(yè)與代工廠缺乏長久密切的溝通與合作，導(dǎo)致國內(nèi)企業(yè)進(jìn)入全球芯片供應(yīng)鏈缺乏優(yōu)勢。此外，國內(nèi)EDA研發(fā)效果尚未出現(xiàn)可觀表現(xiàn)，國內(nèi)融資渠道以及退出渠道狹窄，難以有效吸引社會(huì)資金進(jìn)入，從而形成如今國內(nèi)IC設(shè)計(jì)行業(yè)越來越依賴國際EDA三巨頭的局面。

2020年9月份，國微集團(tuán)聯(lián)席董事長兼總裁帥紅宇發(fā)表以《國微EDA之路》為主題的演講中提到，EDA發(fā)展的必要條件是行業(yè)必須抱團(tuán)發(fā)展，采用市場化運(yùn)作的手段，多頭并進(jìn)，才能建立國內(nèi)EDA產(chǎn)業(yè)平臺(tái)。同時(shí)業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，就算光刻機(jī)突破了，EDA如果不能突破的話，依舊會(huì)出現(xiàn)芯片制造的難題。國外EDA公司長期坐擁穩(wěn)定的市場占有率，且技術(shù)也在不斷地更新和迭代。國產(chǎn)EDA公司在追趕的道路上，需要付出更多的人力、物力和財(cái)力，并且這是一場持久戰(zhàn)，需要保證長期的研發(fā)投入和更多的技術(shù)積累，以及建立相對完善的人才培養(yǎng)機(jī)制。

?來源：石墨烯研究院