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（電子發(fā)燒友網(wǎng)報道 文/章鷹）2020年下半年，5G芯片市場再起波瀾。8月25日，據(jù)海外媒體，華為宣布在柏林IFA 2020期間，9月3日將舉行演講。市場預(yù)料，華為除了發(fā)表Mate 40系列旗艦新機(jī)之外，旗下海思最新“麒麟9000”處理器也將亮相。9月14日后，臺積電將不再供應(yīng)華為芯片，麒麟9000將成為絕版。8月28日，聯(lián)發(fā)科已經(jīng)向美方提出申請，希望之后能繼續(xù)供貨給華為。

華為Mate40概念設(shè)計

半導(dǎo)體芯片是5G產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基石，華為被美國制裁后，迅速調(diào)整了供應(yīng)鏈策略，大部分美系供應(yīng)商被排除在名單之外，同時大力扶持國內(nèi)供應(yīng)鏈，給予充分的成長機(jī)會?？v觀IC全產(chǎn)業(yè)鏈，EDA位于芯片產(chǎn)業(yè)鏈頂端，地位重要，行業(yè)壁壘高。

EDA軟件行業(yè)規(guī)模小，但位于芯片產(chǎn)業(yè)鏈頂端，地位和作用十分重要，是整個集成電路產(chǎn)業(yè)的根基，2019年全球EDA市場105億美元的市場支撐了全球5000億美元的集成電路市場，以及背后近1.5萬億美元的電子產(chǎn)業(yè)。

目前在EDA領(lǐng)域，美國三巨頭公司Synopsys、Candence和Mentor Graphics共計占據(jù)了全球64%的市場份額，中國公司如何突圍？電子發(fā)燒友記者集合呂芃浩博士、華大九天副總經(jīng)理郭繼旺、東南大學(xué)國家專用集成電路系統(tǒng)工程技術(shù)中心教研室主任楊軍、國微集團(tuán)聯(lián)席董事長兼總裁帥紅宇的最新觀點和思考與工程師分享。

EDA市場，國際三大廠商壟斷局面短期難以撼動

8月26日，在世界半導(dǎo)體大會上，工業(yè)和信息化部電子信息司副司長楊旭東表示，2019年，中國集成電路市場需求規(guī)模已達(dá)到1.5萬億元人民幣，在全球市場中所占份額超過50%。 2019年，中國集成電路產(chǎn)業(yè)規(guī)模突破7500億元。其中外資企業(yè)貢獻(xiàn)了超過30%的規(guī)模。

在EDA領(lǐng)域，外資廠商更是三家獨大。根據(jù)ESD Alliance數(shù)據(jù)顯示，2019年全球EDA軟件市場規(guī)模在105億美元，同比增長8.3%，全球大部分EDA軟件市場被美國三大企業(yè)占領(lǐng)，2018年Synopsys占據(jù)32.1%的市場份額，Cadence、西門子旗下的Mentor Graphics市場份額分別為22%、10%。三大EDA軟件廠商全球市場份額超過64%，在中國的市場份額超過95%。

賽迪顧問呂芃浩博士對記者表示，EDA在芯片設(shè)計中的地位十分重要，芯片設(shè)計環(huán)節(jié)繁多，精細(xì)而且復(fù)雜，對EDA軟件依賴強(qiáng)。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)計對EDA工具要求不斷提高。

他強(qiáng)調(diào)指出，近30年來晶體管從原來4000多一直發(fā)展到現(xiàn)在幾十億，密度增長100萬倍，必須使用EDA工具來提高設(shè)計效率，集成電路的成本問題日益突出，現(xiàn)在14納米和16納米芯片投資要達(dá)到2億美元，7納米芯片要達(dá)到6億美元，前提是依賴EDA設(shè)計軟件，如果離開EDA設(shè)計軟件，費用會達(dá)到77億美元，相差200倍。

呂芃浩博士分析說，據(jù)統(tǒng)計，2019年中國EDA市場規(guī)模約為5.8億美元，僅占全球市場的5.6%。中國EDA廠商總營收不到4.2億元，只占全球市場份額的0.6%；同比增長14.3%，國產(chǎn)化率約為10%。國內(nèi)EDA市場超過85%的份額是Synopsys，Cadence和Mentor三大廠商占據(jù)。

EDA各領(lǐng)域和區(qū)域市場2020年第一季營收比重，來源ESD Alliance

從細(xì)分行業(yè)來看，ESD Alliance所追蹤的各個行業(yè)中，2019年CAE（電腦輔助工程）和SIP都可以列入EDA細(xì)分市場前兩名，2020年第一季度CAE占據(jù)32%市場份額，CAE工具在2020年第一季取得8.549億美元的營收，年成長1.7%，2019年第四季度平均值增長24%；其次，SIP占據(jù)37%市場份額，有很多Fabless類型的創(chuàng)業(yè)公司需要設(shè)計工具和SIP。PCB與MCM設(shè)計工具2020年第一季營收2.509億美元，年增長12%。SIP營收第一季達(dá)到9.856億美元，年增長12.5%。

國產(chǎn)EDA廠商面臨三大發(fā)展困境

目前國內(nèi)EDA軟件公司主要有華大九天、芯愿景、國微集團(tuán)、芯禾科技、廣立微電子、伯達(dá)維電子、藍(lán)海微科技、概倫電子等。華大九天承載熊貓系統(tǒng)的技術(shù)，是目前國內(nèi)規(guī)模最大、技術(shù)實力最強(qiáng)的EDA企業(yè)，能提供全流程FPD設(shè)計解決方案。芯愿景擁有IC分析服務(wù)、IC設(shè)計服務(wù)及EDA軟件授權(quán)三大業(yè)務(wù)板塊。但與國際三大巨頭相比，國產(chǎn)EDA企業(yè)的短板非常明顯。

國內(nèi)EDA公司一覽

電子發(fā)燒友整理

呂芃浩博士指出，EDA指導(dǎo)芯片設(shè)計，全球份額美國占比最高，亞太地區(qū)增速最快，中國增長13.6%，體現(xiàn)出中國作為集成電路市場重要貢獻(xiàn)力量。他分析說，中國廠商目前面臨三大發(fā)展困境：

圖：賽迪顧問呂芃浩博士

一、國內(nèi)EDA人才供給嚴(yán)重不足：國內(nèi)做EDA研發(fā)的人大約有1500人，除去在國際EDA公司的中國研發(fā)中心工作的，真正本土EDA研發(fā)人員，只有500人左右。

二、產(chǎn)業(yè)生態(tài)不足，應(yīng)用環(huán)境惡劣：很多公司長期使用國外的軟件，不敢輕易嘗試國產(chǎn)軟件，另外，很多中小企業(yè)對版權(quán)、知識產(chǎn)權(quán)意識較差，盜版猖獗，對國內(nèi)EDA的迭代沒有好處。

三、EDA廠商與先進(jìn)工藝結(jié)合比較弱：國內(nèi)EDA廠商都比較缺乏PDK基礎(chǔ) ,EDA企業(yè)和國際先進(jìn)晶圓廠合作較弱，國內(nèi)晶圓廠提高自身制造技術(shù)的水平有限。

國家專用集成電路系統(tǒng)工程技術(shù)中心教研室主任楊軍指出，國內(nèi)EDA基礎(chǔ)薄弱，主要體現(xiàn)在三個方面：首先，國內(nèi)企業(yè)EDA產(chǎn)品全流程覆蓋率很低，不到20%，EDA軟件要覆蓋 IC 設(shè)計、布線、驗證和仿真等所有方面，而國產(chǎn)EDA很多只涉及到其中的一部分環(huán)節(jié)，國內(nèi)廠商優(yōu)勢主要在物聯(lián)網(wǎng)；其次，EDA產(chǎn)業(yè)積累薄弱，國內(nèi)EDA公司華大九天比較突出，其他規(guī)模都不大；還有，EDA人才青黃不接，國內(nèi)從事EDA人才很少，專門從事EDA領(lǐng)域?qū)Ｂ毥淌跀?shù)量不多。

國微集團(tuán)聯(lián)席董事長兼總裁帥紅宇對媒體表示，國內(nèi)EDA行業(yè)主要存在三大問題，一是國內(nèi)約5億美元EDA市場，其中國產(chǎn)EDA工具占比不到0.9%，而國際EDA市場占比更是不到0.1%。二是國內(nèi)EDA工具無法滿足先進(jìn)工藝下的芯片設(shè)計需求，也缺乏對foundry和封測廠的支撐。三是全球EDA從業(yè)人數(shù)約30,000人，國內(nèi)不足1500人。

多方力量共推EDA發(fā)展難題的解決之道

行業(yè)專家表示，想要做好EDA軟件生意，首先，是和代工廠保持密切溝通，其次才是算法和模型。從EDA行業(yè)龍頭發(fā)展龍頭歷程看，EDA行業(yè)是厚積薄發(fā)的生意，需要很長時間的積累，美國Synopsys和Candence兩大巨頭為了維持行業(yè)地位和緊跟技術(shù)發(fā)展，其研發(fā)費用占比高達(dá)35%、40%。為了省時省力，對于芯片設(shè)計公司來講，更傾向于平臺化的EDA采購，而不是每個步驟用不同的EDA軟件。

呂芃浩博士指出，2019年，中國芯片設(shè)計企業(yè)達(dá)1780家，2020年預(yù)計中國IC設(shè)計企業(yè)達(dá)3000家，在人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，國內(nèi)企業(yè)都是欣欣向榮的，這些都給國產(chǎn)EDA軟件的發(fā)展提供了足夠大的市場。

他以中芯國際為例，“中芯國際14納米已經(jīng)量產(chǎn)，現(xiàn)在12納米和7納米工藝正在開發(fā)中，國內(nèi)EDA廠商可以與代工廠合作開發(fā)工藝包、開發(fā)軟件進(jìn)行更新迭代?！?/p>

針對國內(nèi)EDA人才短缺，華大九天副總經(jīng)理郭繼旺給出了解決方案。集成電路產(chǎn)業(yè)增量在變大，產(chǎn)學(xué)研融合，只要這把火燒起來，總會產(chǎn)生一些效果。

他指出集成電路人才培養(yǎng)現(xiàn)在主要有三種方式：高校優(yōu)勢主要是理論基礎(chǔ)和學(xué)科寬度，教育部和產(chǎn)業(yè)對接，學(xué)生到公司后必須先上崗培訓(xùn)，缺乏實際操作的內(nèi)容。培訓(xùn)公司將培訓(xùn)做成產(chǎn)品，模式多樣，設(shè)計公司也往培訓(xùn)走，設(shè)計公司的局限性對自身細(xì)分行業(yè)了解，中國電子曾經(jīng)設(shè)想建立集成電路學(xué)院，突出EDA為平臺的產(chǎn)教融合是集成電路人才培養(yǎng)的重要途經(jīng)。EDA串聯(lián)產(chǎn)業(yè)和教學(xué)兩頭，發(fā)揮產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢和學(xué)業(yè)聚集優(yōu)勢。

華大九天提供全流程EDA工具（附EDA產(chǎn)品工具），建立精煉的教師團(tuán)隊，發(fā)展更多的團(tuán)隊和協(xié)作團(tuán)隊來推動EDA人才培養(yǎng)計劃。最后解決就業(yè)端和學(xué)校端的串聯(lián)。

楊軍主任則從高校教研切入，他指出：“近期，國家將集成電路定義為一級學(xué)科，我建議同時把EDA電子設(shè)計自動化設(shè)計為二級學(xué)科，圍繞著EDA建立專門的碩士培養(yǎng)班，完善課程培養(yǎng)體系包括配套一個培養(yǎng)方案，成立圍繞EDA方向?qū)ｉT培養(yǎng)的學(xué)科。二、EDA是多學(xué)科交叉融合，由電子、計算機(jī)和數(shù)學(xué)共建，包括師資力量和課程設(shè)置。三、英雄不問出處，以賽代練，吸引更多EDA人才。四、順應(yīng)EDA智能化發(fā)展趨勢，與AI人工智能學(xué)院互相協(xié)作?！?/p>

帥紅宇表示，目前，國內(nèi)高校幾乎完全沒有EDA相關(guān)培養(yǎng)方向及EDA相關(guān)課程開設(shè)，EDA相關(guān)教材主要是VHDL/Verilog語言或可編程器件FPGA。

他分析說，國內(nèi)EDA產(chǎn)業(yè)面臨的最大問題就是國內(nèi)沒有形成一個完整的、互相促進(jìn)的產(chǎn)業(yè)鏈，抱團(tuán)一直是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最重要方向。半導(dǎo)體集成電路行業(yè)環(huán)環(huán)相扣，只有通過產(chǎn)業(yè)鏈上下游聯(lián)動，才能獲得成功。

小結(jié)：

面對芯片設(shè)計的難關(guān)，EDA軟件平臺建設(shè)迫在眉睫，相對國際巨頭，國產(chǎn)EDA差距三方面差距明顯：首先缺少數(shù)字芯片設(shè)計的核心工具模塊，無法支撐數(shù)字芯片全流程設(shè)計；其次先進(jìn)工藝支撐不夠，暫時未進(jìn)入先進(jìn)代工廠的聯(lián)盟；還有缺乏制造及測試EDA系統(tǒng)，無法支持集成電路封測的應(yīng)用需求?，F(xiàn)在各個層面，從大學(xué)EDA人才培養(yǎng)，到華大九天提供的EDA軟件培訓(xùn)，還有代工廠先進(jìn)制程的不斷開發(fā)，我們期待未來中國EDA企業(yè)取得不斷地突破，真正實現(xiàn)國產(chǎn)芯片設(shè)計自主可靠。

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