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EDA（Electronic Design Automation，电子设计自动化）软件作为要害的芯片设计工具，是集成电路产业的一大基石，随着海内芯片产业链的不停深入，民众对于上游EDA的关注度也直线上升。EDA 手艺经由多年生长，产物功效及厚实度不停提高，现在 EDA 工具已能对集成电路的设计、制造、封装等环节实现全笼罩。EDA 对现代集成电路产业意义重大，它不仅极大地降低了芯片的设计成本，使大规模的庞大电路设计成为现实，同时也推动了 IP 生态的厚实，EDA 手艺与现代先进工艺的连系更是为集成电路性能提升、尺寸缩减带来新的生长时机。在未来，云和AI 手艺将在 EDA 领域连续渗透，现在外洋 EDA 巨头已最先结构有关产物，EDA 在效率、性能上有望进一步提升。

四大生长历程

EDA是指行使盘算机辅助设计软件完成超大规模集成电路芯片的功效设计、综合、验证等流程的设计方式。

随着集成电路产业的生长，设计规模越来越大，制造工艺越来越庞大，设计师依赖手工难以完成相关事情，必须依赖EDA工具完成电路设计、疆土设计、疆土验证、性能剖析等事情，EDA产业渗透率逐渐提高。随着超大规模集成电路的连续生长，晶体管密度快速上升，芯片设计难度连续加大，加上工艺变化的加速，电子工程师加倍需要行使EDA工具来提升逻辑综合、结构布线、仿真验证的效率，EDA 作为集成电路上游设计的基础工具，逐渐成为了刚需。

EDA作为芯片设计的基石，其生长大致履历了四个阶段，现在已在盘算机、通讯、航天航空等领域施展着主要作用。

（1）盘算机辅助设计（CAD）阶段：在20世纪70年月以前，设计职员依赖手工完成电路图的输入、结构和布线。到了70年月中期，可编程逻辑手艺泛起，开发职员实验实现整个设计工程的自动化，而不仅仅知足于自动完成掩膜草图，这是EDA的雏形时期。

（2）盘算机辅助工程（CAE）阶段：随着超大规模集成电路的生长，电子系统变得更为庞大，语言编程最先应用于芯片设计。在80年月泛起了硬件形貌语言VHDL和Verilog，为EDA的商业化奠基了基础。

（3）电子系统设计自动化（EDA）阶段：硬件语言趋于尺度化以及芯片设计手艺在不停厚实，EDA设计工具快速普及和生长，这一阶段也是EDA生长的黄金期。设计手段包罗全定制设计、半定制设计、ASIC设计、尺度单元库、门阵列、可编程逻辑阵列等。

（4）现代EDA手艺：21世纪后，EDA手艺快速生长，软件效率显著提升，仿真验证和设计两层面的 EDA 软件工具功效更增壮大，更大规模的可编程逻辑器件不停推出，系统级、行为级硬件形貌语言趋于加倍高效和简朴。

被美国企业牢牢掌握的EDA话语权

经由不停的市场洗牌，EDA行业已经成为一个高度垄断的行业，国际三巨头企业占有绝对主导职位。

经由30余年的生长整合，全球 EDA 市场主要由新思科技（Synopsys）、铿腾电子（Cadence）及西门子 EDA （MentorGraphics，2021年更名为Siemens EDA）垄断，共占有了全球约78%的市场份额。三家公司均具有完整且优势突出的全流程产物线，而且在部门领域拥有绝对优势，如新思科技在逻辑综合工具实时序剖析工具上具有绝对优势，西门子 EDA 在各种布线工具上优势显著。

在近年来全球集成电路产业基本保持稳固向好的生长态势下，近年全球 EDA工具总销售额保持稳固上涨，2020 年实现总销售额 72.3 亿美元，同比增进 10.7%。凭证赛迪智库统计，在 2020 年全球各区域 EDA 市场销售额方面，北美约占 40.9%，亚太区域约占 42.1%，欧洲区域约占 17%。现在北美区域是 EDA 手艺最为蓬勃的区域，而中国大陆区域集成电路设计业的快速生长动员了亚太区域EDA工具销售额的增进。

海内EDA产业生长之路与现状

海内 EDA 行业先后历经“封锁、集中突破、国产遇冷、再启动、生长提速”五个阶段，当前与全球领先 EDA 软件仍存在差距。

（1）封锁：1950~1986 年，20 世纪 70 至 80 年月，由于巴黎统筹委员会对中国实行的禁运管制，西方周全封锁手艺，外洋 EDA 无法进入海内市场，在八十年月中后期，海内最先投入 EDA 领域的研发；

（2）集中突破：1986~1994 年，国家组织资源在北京确立研发中央开发 EDA 软件，1993 年了中国历史上第一款具有自主知识产权的 EDA 工具国产“熊猫ICCAD系统”降生，填补了我国在这一领域的空缺，打破了西方封锁；

（3）国产EDA遇冷：1994-2008 年，由于外洋排除了对我国 EDA 工具的封锁，海内大量购入成熟 EDA 软件，Cadence、Synopsys等EDA企业进入中国，国产 EDA 遇冷，缺少政策和市场支持的海内 EDA 工具研发和应用陷入低谷，这种情形也导致了海内集成电路产业对外洋 EDA 工具的重度依赖；

（4）再启动：2008-2018年，EDA列入国家“核高基”重大科技专项，重新获得了激励和扶持；华大九天确立，肩负EDA核高基义务；

（5）生长提速：2018年至今，国产EDA处于生长提速期，大基金领头投资国产 EDA 龙头企业华大九天；此外华为受到美国制裁，EDA受限，海内对其重视水平提升；“国发8号文”将设计工具作为突破重点。

历经几十年的生长，现在国产EDA企业代表包罗华大九天、国微团体、芯华章、广立微、概伦电子、芯和半导体等。而海内外 EDA 软件多年累积的手艺差距难以在短时间内抹平，在全流程的EDA平台、产业链生态等方面，海内企业和外洋厂商另有着一定的差距。

由于我国 EDA 行业生长历程曲折，当前外洋 EDA 巨头在全球局限能仍周全领先本土 EDA 企业，差距主要体现在研发及手艺、渠道及产物、生态及客户关系这三方面。

EDA 作为高手艺壁垒的行业，企业唯有投入大量的研发资源并获取顶尖人才的孝顺才气保持竞争力。当前，中外厂商在研发投入方面差距伟大，以华大九天和新思科技为例对比，新思科技 2018-2020 年三年累计研发投入 228 亿元人民币，是华大九天近 60 倍。此外，外洋三巨头在生长历程中累计并购各种公司 200 次以上，其中 Synopsys 次数高达 80 次。正是通过不停地吞并和收购，三家公司不停扩张自身的营业和产物线界限，规模快速扩大。海内EDA企业难以效仿。

外洋企业经年累月的大量研发投入使得其在产物线厚实度、渠道多样性上领先于海内 EDA 企业。现在我国 EDA 企业在局部环节具有优势，如华大九天的模拟电路仿真、概伦电子的 SPICE 建模领域等，但在产物厚实度上仍逊色于外洋巨头。

相比于海内EDA企业，外洋EDA巨头拥有完整的EDA产物线、工具链以及厚实的IP库，通过为客户提供厚实多样、具有自主知识产权的IP核，而IP授权对于Fabless客户的研发是不能或缺的，进一步提升了客户黏性，从而构建具有深度护城河的生态圈。此外海内厂商缺乏与头部Foundry的深度互助，国产EDA产物难以匹配最先进的工艺，这也导致本土企业难以进入高端芯片设计领域。

2019年以来，美国对我国海内高科技企业的制裁力度不停加大，数次提高对海内部门高科技企业的限制级别，尤其在集成电路和EDA 工具领域体现的较为显著。例如，2019年EDA三巨头终止了与华为海思的互助，为国产芯片的生长蒙上了一层阴影。海内集成电路设计及制造企业最先追求实现EDA工具软件的入口替换。对于海内EDA厂商而言，这是一个化危为机的主要时刻。

EDA未来生长趋势

随着晶圆制造工艺靠近物理极限，摩尔定律正逐步放缓，集成电路产业最先注重从更多维度提升电子系统性能和功效庞大度。在后摩尔时代手艺从单芯片的集陋习模、功效集成、工艺、质料等方面的演进驱动着 EDA 手艺的提高和其应用的延伸拓展。

EDA 云

已往平安隐患是阻碍IC设计上云的要害问题，近些年来，随同着弹性算力、平安等相关手艺的逐渐成熟，市场介入者准备停当、用户使用习惯改善，IC设计上云不再像多年前那样只是个简朴的口号，“云盘算 EDA 工具”的模式最先逐渐获得认可。此外国际商业大环境，令半导体产业向中国海内偏移，芯片设计市场竞争加剧，这些因素进一步促成IC设计上云。

早在2020年微软就与MentorGraphics、台积电、AMD多方互助，在微软云Azure上验证了7nm 的芯片设计，其中，在同 Mentor 的互助历程中， Mentor 的 AMS 使用了微软云Azure 专门针对 HPC 开发的虚拟机类型 HC44rs，每个焦点有 8GB 的内存来挪用，大幅度缩短 EDA 的历程，提升效率加速产物上市。

此外，Synopsys与三星互助推出了 SAFE 云设计平台，配合为 Samsung Foundry 的客户提供可拓展的平安的云端设计环境，在该环境中可实现 IC 设计和验证、全数字和模拟流程。

而中国现在的芯片设计企业，多数是规模在100人以下的小型企业。这些中小企业的痛点在于人才、设计能力缺乏，以及基础设施跟不上。与此同时由于竞争的加剧，要求企业以更快的速率将芯片产物推向市场。EDA 上云正好能够解决这些问题，包罗算力的充沛及弹性供应，IT 基础设施、CAD 皆准备停当，加上更多 EDA、IP、Foundry 相关资源的整合，为中小型芯片设计企业提供了自然解决固有痛点的平台，时间与成本都获得极洪水平的降低。

EDA 人工智能

近年来芯片庞大度连续提升使得设计基础数据规模不停增添，其对系统运算能力需求有跃迁式提升，AI将更好地实现 EDA 设计中算力、资源的分配，因此人工智能赋能EDA手艺势在必行。

具备AI特征的EDA工具可以大幅提高设计效率，缩短芯片设计周期，厂商借助AI算法可实现EDA数据训练以提升产物质量。

例如，2020年3月11日Synopsys推出了业界首个用于芯片设计的自主人工智能应用程序DSO.aiTM（设计空间优化AI），通过搜索大规模扩展设计空间优化解决方案，行使强化学习来提高功率、性能和面积，缩短交付时间，并通过自动化降低总体开销。

Cadence于2021年7月推出基于机械学习的设计工具Cerebrus，与人工方式相比，将工程生产力提高多达10倍，同时最多可将功耗、性能和面积效果改善20%，以快速知足包罗消费电子、超大规模盘算、5G 通讯、汽车和移动等普遍市场的设计要求。该产物已被瑞萨电子和三星使用。

后摩尔时代下日益繁复的芯片设计给EDA产物带来挑战的同时，也为手艺迭代打开了一扇全新的时机之窗。随着我国相关利好政策的推进，新兴手艺的逐渐成熟，海内EDA企业迎来新的生长时机。只管打破外洋EDA企业的壁垒难题重重，但仍值得期待。