在昨日于青岛举办的2019中国集成电路设计大会上，本土EDA厂商华大九天的董事长刘伟平做了一场题为《国产EDA助力自主创新》的演讲。

      按照刘总的说法，EDA在集成电路领域扮演了一个很重要的角色，都广泛应用在芯片设计、芯片制造还是芯片封测等环节，它与装备、材料一起构成了集成电路的三大战略支撑基础，也直接影响了芯片性能、质量、生产效率及成本。“没有EDA，就没有IC”，刘伟平强调。

      但正如他所说，这是一个被外商高度垄断的市场。

五大外商垄断95%的市场

      刘伟平在演讲中谈到，现在的EDA市场是一个被外商高度垄断的市场。从他提供的数据中我们可以看到，Synopsys、Cadence和Mentor三大厂商占据了80%的 EDA市场份额，这主要是得益于他们在EDA这个领域的深厚积累和完整的、有总体优势的全流程产品。

      其他如Ansys、华大九天和Sivaco等厂商，则在特定领域拥有全流程，在局部市场也是技术领先。这几家厂商也占领了全球15%的营收。剩下的5%营收则由约50家的点工具供应商瓜分。

    “其中前五EDA供应商的市场份额高达95%，这几家厂商无一例外都是外国供应商”，刘伟平表示。“这种情况不但出现在中国，全球都是这样的局面”，刘伟平补充说。

造成这样的局面，一方面与这些头部厂商发展比较早有关，另外还与EDA产业本身的特性有很大的关系。刘伟平指出，除了产业寡头垄断、技术壁垒高外，EDA作为一个算法密集型大型软件系统，还拥有研发周期长、产业化周期长、投资周期长、见效慢，还需要持续不断的资金投入的特点；此外，EDA还有需要建立产业生态圈，得到产业链上下游的全力支持、对人才的依赖性更高、并购整合是产业发展的重要手段等特性。

      即使很难，但作为一个基本支撑，EDA对于近来正在全力发展集成电路的中国来说，是一个必须发展的技术，而这些年来也取得了不少的成绩。

      虽然与国外的领先厂商还有很大的差距，但国内的EDA厂商在过去几年也获得了不少的突破，也冒出了不少厂商，尤其是华大九天，更是国内EDA产业的领头羊。

从刘伟平的介绍中我们得知，华大九天的前身是在曾经的“巴统”对中国禁运之后，国外的EDA工具无法进入国内的前提下建立的。1988年启动的国产EDA工具“熊猫系统”，在1992年成功研发。“这是我国的第一个大型ICCAD系统”，刘伟平说。但他也表示，在1994年巴统取消了对中国的禁运之后，国产EDA产业在接下来的14年里陷入了低谷，直到2009年，华大九天成立，并在随后几年里承担了“十一五”、“十二五”核高基EDA重大专项，国产EDA产业才重新起航。

      “发展到今日，华大九天不但在产品上获得了国内外三百多家客户的认可，在资本市场上也得到了大基金、深创投等资本机构的肯定”，刘伟平说。参照他在会上的说法，华大九天拥有国内唯一的模拟IC设计全流程EDA系统，系统搭载的仿真技术全球领先，支持7nm先进工艺、每年数百款芯片上百亿颗出货。“全球也仅有四个模拟设计全流程平台”，刘伟平补充说。

在数字SoC设计优化EDA系统方面，华大九天也全球领先。他们在这个领域不但能够支持7nm先进工艺，同时还定义了世界级IC公司的设计标准，覆盖国内近90%的IC企业；在晶圆制造专用工具与服务方面，华大九天也是国内领先。特别是版图及掩膜版数据处理软件性能方面，华大九天更是领先全球；最值得一提的是，华大九天是全球唯一一家提供平板显示设计全流程EDA系统的企业。

      除了华大九天外，国内还有广立微、概伦、芯禾、九同方、博达微、蓝海微、珂晶达、鸿芯微纳、奥卡思微和行芯等一大波从事EDA相关工具研发的企业。他们除了深耕本身所擅长的领域，也随着终端的变化，探索更多的方向。

      同样以华大九天为例，为了解决人工智能IC面临的并行算力和内存瓶颈问题，华大九天提供了一个基于异购计算的仿真产品ALPS-GT；为了适应人工智能、区块链和汽车IC对定制基本单元库的高可靠性、高一致性等要求，华大九天带来了Qualib；还有为解决5G和物联网IC在超低功耗和MCMM下时序优化引来的一系列复杂问题而生的XTop等一系列产品。

      虽然国内EDA厂商在过去几年取得了进步，但与国外领先的同行相比，依然差距明显，这主要体现在三个方面，刘伟平表示。

      第一，缺乏全流程EDA平台；在集成电路领域，EDA工具多达数十种，国产EDA工具能提供的只有一半左右，尤其是在数字设计关键领域缺失关键软件，导致无法形成完整的数字全流程EDA解决方案。

      第二，缺乏对先进工艺的全面支撑；国产EDA工具对先进工艺的支撑还存在较大的差异，无法全面满足先进工艺下芯片设计需求。

      第三，缺乏对制造、封测的全面支撑；目前制造、封测领域的EDA工具较少，缺乏对Foundry、封测厂商的有效支持。

      其实在这三点以外，人才的缺失也是限制本土EDA发展的一个重要关键。刘伟平在采访中告诉半导体行业观察记者，现在国内拥有一百人以上研发团队的EDA公司仅有华大九天一家，但整个华大九天的员工加起来才四百人，这与Cadence等拥有过万员工的大企业相比，差距依然很显著。

而统计国内的EDA研发人员，统共2000多人的规模，当中的一大半都在为三大EDA巨头服务，剩下的就由本土EDA厂商瓜分，这就让本土EDA的发展更加举步维艰。为此刘伟平提出，我们必须要高度重视EDA人才的培养，同时也需要探索更多的方式，去吸引更多的海外人才回国，更好地推动本土EDA产业的发展。这方面不但需要高校培养方面的配合，同时还需要国家从政策上提供更多的支持。

      刘伟平同时表示，从国际巨头的发展历程我们可以看到，兼并同行企业是EDA厂商发展必经的一个必经之路，这个规律值得包括华大九天在内的每一个有志于发展壮大的本土EDA厂商关注。

“相比先进芯片制造上的‘卡脖子’，我更关注我国在芯片设计软件上的受制于人，它是‘卡脖子中的卡脖子’。我国可以更大力度发展这一领域。”

杭电浙江省信息化发展研究院（浙江省首批新型重点专业智库）执行院长辛金国教授，日前在给相关政府部门的决策建议中着重提出。

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2020年5月，美国将北京计算机科学研究中心、北京高压科学研究中心、哈尔滨工程大学、哈尔滨工业大学等33家高校院所和企业列入实体清单，同时对华为的芯片产业进行全面限制升级，首当其冲的就是芯片设计的上游EDA软件。

集成电路产业链，主要包括芯片设计工具、芯片设计、芯片制造，现在国内公众层面比较关注设计和制造领域，华为海思芯片一度大出风头，而台积电受制美国不能为华为芯片代工，更是让荷兰ASML（阿斯麦尔）生产的高端光刻机成为网红。其实，中国在集成电路产业链的最上游EDA软件上“更要命”。

“芯片设计分为前端设计（也称逻辑设计）和后端设计（也称物理设计），两者并没有统一严格的界限，涉及到与工艺有关的设计就是后端设计。芯片设计需要大型工业软件作为工具，也就是EDA，它的全称是Electronic Design Automation，即电子设计自动化。设计芯片时工程师会用程式码规划芯片功能，再透过EDA 工具让程式码转换成实际的电路设计图。华为海思的工程师，设计芯片时也得用EDA软件，而其来源主要是美国的大公司。随着使用权到期，芯片设计也面临着‘被卡脖子’，换句话说，华为海思的数万工程师，也面临着‘打仗没有武器’。”杭电电子信息学院CAD所所长刘军教授表示，作为“芯片之母”的EDA，是芯片设计上游的产业，正成为国内芯片产业链最为薄弱的环节。

我国在EDA软件领域也有过重大突破。国家在1986年动员了全国多家单位的专家齐聚原北京集成电路设计中心，开发我国自有的集成电路计算机辅助设计系统——熊猫系统。攻坚多年之后，国产首套EDA熊猫系统终于在1993年面世。而其中杭州电子科技大学（当时叫杭州电子工业学院）的CAD所贡献了多位该系统核心研发人员。

“但是当时的主流思想是，造不如买，买不如租，所以国产EDA软件工具在国内的应用并不多，而我国也因此错过了EDA技术发展的关键时期。”刘军说。

Graphic(明导)巨头企业三足鼎立的局面。它们占全球市场的份额超过60%。“它们背后都有大资金支持，基本都经历过几十次并购扩张，在市场拼杀中获得优势竞争地位。”辛金国分析道。

2008年，我国实施“核高基”（核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品）重大科技专项，EDA领域 也迎来了新一轮的国家支持。微弱的产业火种诞生出了华大九天（熊猫系统继承者）、芯愿景、广立微、芯禾科 技、概伦电子等一批优质企业，国产EDA再度起航。

同时，我国有20多所大学从事芯片设计方向研究，这20多所学校中，复旦、清华和浙大应该属于第一档次；北大、上海交大、西安交大属于第二档次，剩余高校为第三档次。集成电路和系统CAD/EDA技术的研发，杭州电子科技大学具有先发优势，学校自80年代成立微电子CAD研究所（电子工业部直批），即从事于集成电路CAD/EDA技术研究，迄今为止在集成电路设计，尤其是射频EDA技术领域积累丰富经验，取得诸多成果，在国产集成电路工艺线、华大九天、华为等公司得到应用。

“集成电路基础研发，曾经很长一段时间国家投入很少。集举国之力攻坚光刻机等集成电路卡脖子难题，也就是这几年的事。所幸高校科研院所在基础研发最困难的时期，留下了一些技术和人员，星星之火可以燎原。杭电CAD所也是星星之火。”刘军很感叹，但他也不无担忧，“国内设立芯片EDA专业的高校不多，全国从事芯片EDA技术研发的人员不超过1千人，而美国单Cadence一家的研发人员超过7000人，Synopsys公司研发人员则超过5000人，要追赶他们，留给我们的时间不多了。”

杭电电子信息学院院长李文钧教授表示，EDA软件系统是整个半导体产业的基石，没有这个基石，全球所有芯片设计公司都会停摆，5000亿美元半导体产业的金字塔会倒塌。

“业界有个著名的集成电路产业倒金字塔，全球EDA软件市场年产值100亿美元，半导体设备（光刻机等）年产值是几百亿美元，半导体制造（台积电代工等）年产值是几千亿美元，电子系统年产值是几万亿美元，娱乐软件电商大数据等数字经济年产值是几十万亿美元。而没有了金字塔最底层的EDA软件系统，上面越来越大的其它产业都会归零。”刘军分析道。

正是因为EDA软件产业技术门槛高，而且全球市场年规模不过100亿美元并被三大西方EDA巨头公司垄断，中国EDA工具企业发展维坚。不过它们近些年正在成气候。浙江的广立微电子为我国EDA软件产业三剑客之一，基于测试芯片的软、硬件系统产品以及整体解决方案，专为半导体业界提供性能分析和良率提升方案的领先供应商；位于杭州的国产EDA代表企业行芯科技提供用于数字和模拟芯片后端设计的软件，是国际著名大企业的EDA工具供应商。“随着这两年国内市场环境的变化，自主国产软件的需求越来越强烈，行芯作为国产高端EDA软件的供应商，在5G与人工智能时代，为广大集成电路企业实现高性能与低功耗芯片设计提供了可靠的解决方案，并与国内半导体行业上下游的头部玩家建立起产业联盟，支撑我国半导体产业的发展。”行芯科技创始人贺青博士告诉记者。

辛金国建言，国家应在EDA人才培养上多下功夫，弥补这些年来的人才流失黑洞，“EDA行业需求的人才主要是工具软件开发人才、工艺及器件背景的工程师、熟悉IC设计流程的工程师、数学家，就业范围窄，过去并不为大学生所热衷，即便杭电这样的EDA人才培养相对成熟的学校，每年培养的人才也是寥寥，今后国家应该在专业招生、专业建设、就业保障等方面多加倾斜。”

辛金国同时建议，构建政、研、企多方合作的芯片EDA软件发展推进机制。由政府进行主导，集中力量办大事，成立由工信部牵头，国家发改委、科学技术部等有关部门共同参与，以及包括行业企业、专家学者组成的芯片EDA软件技术发展指导委员会，及时研究制定相关产业发展扶持政策，统筹推进该技术全产业链在我国的落地和推广。可以重点扶持高水平研发机构，引导清华信息科学与技术国家实验室、之江实验室等开展芯片EDA软件基础理论研发，支持杭州电子科技大学分别与中国电子科技集团公司、华大九天合作建设“电科芯云”杭电子平台与“杭电-北京华大九天集成电路EDA技术研究中心”，形成面向广泛的EDA技术培训中心、设计支撑技术服务中心和前瞻技术研发中心。

美国硅谷是芯片EDA软件开发的产业高地，技术和人才正在“溢出”。建议我国各相关部门先人一步成立专门芯片EDA软件开发招商队伍，瞄准国际国内芯片EDA软件领军企业、科研院所开展高端精准招商，根据EDA产业链的“断链点”，加快引进来自美国硅谷等地的芯片EDA软件开发技术和高端人才。“当然了，EDA软件产业创新创业人才落户、住房、岗位聘用、职称评审、子女上学等相关配套政策也要跟上。”辛金国说。

原标题：《卡脖子中的卡脖子！杭电专家建言“接上EDA软件产业断链点”》

EDA全称是Electronic design automation，也就是电子设计自动化，是一种软件工具，涵盖了芯片IC设计、布线、验证和仿真等所有方面，被称为芯片设计的“基石”。通过EDA企业近些年不断地延伸产业链各环节，EDA产业渗透率逐渐提高。身为集成电路产业链最上游、最高端的产业，EDA如今在整个产业链中已有着举足轻重的作用。

EDA软件行业规模虽小，但位于芯片产业链顶端，地位和作用十分重要，是整个集成电路产业的根基，2019年全球EDA市场105亿美元的市场支撑了全球5000亿美元的集成电路市场，以及背后近1.5万亿美元的电子产业。

目前在EDA领域，美国三巨头公司Synopsys、Candence和Mentor Graphics共计占据了全球64%的市场份额，国产EDA企业如何突围？国内EDA企业是否在这场危机中得到发展的契机，是我们值得期待的展望。

EDA三大厂商垄断局面

21世纪以来，全球EDA市场兴起了好几波产业整合的风潮。其中，EDA三巨头——Synopsys（新思科技）、Cadence（楷登电子）和西门子旗下的Mentor Graphics（已于2021年更名为Siemens EDA），共发起了超上百次的兼并收购案。经过多次的收购整合，三巨头的在市场上的影响力日益集中。

根据ESD Alliance数据显示，2019年全球EDA软件市场规模在105亿美元，同比增长8.3%，全球大部分EDA软件市场被美国三大企业占领，2018年Synopsys占据32.1%的市场份额，Cadence、西门子旗下的Mentor Graphics市场份额分别为22%、10%。三大EDA软件厂商全球市场份额超过64%，在中国的市场份额超过95%。

从技术层面上看，三巨头刚开始是主攻各自的细分领域，打造属于自家的强悍产品。之后，通过布局拓展业务范围，目前三巨头的EDA产品已涵盖了芯片设计所有环节，并且拥有完整的、有总体优势的全流程产品，在部分领域拥有绝对的优势。

从百家争鸣到Synopsys（美）、Cadence（美）、Siemens EDA（德）三足鼎立，EDA已然形成了一个高度集中的行业。

回顾国产EDA发展之路

回顾中国EDA发展史，由于美国主导的巴统对中国实施的禁运管制，中国只能研发自己的EDA软件。在上世纪八十年代，中国启动了国产EDA软件的研发工作。在90年代初，中国第一款EDA软件“熊猫ICCAD系统”诞生。但随着国外解除了EDA软件的禁运管制，国外EDA企业纷纷进入中国市场，那时国产EDA还处于初级发展阶段，完全不是国际巨头们的对手，国内市场很快被外商占据，国产EDA发展陷入困境，被扼杀在萌芽期。之后很长一段时间里，国产EDA都没有什么进展。

直到美国无理打压华为，原本很少被关注的国产EDA开始得到重视，从以往的停滞不前变成现在的高速发展。，国产EDA国内销售额分别为2.8亿、4.6亿、7.6亿，可见国内企业发展快速，进口替代势头迅猛，华大九天目前已经跻身全球EDA厂商的第二梯队；国产EDA国外销售额分别为0.7亿、1.4亿、1.5亿，这反映出国产EDA得到国外用户的认可。

在2008年，中国工信部启动“核高基”重大专项计划，有了官方的大力扶持，国内EDA产业的重生之路渐渐开启。华大九天、概伦电子、九同方微电子、芯和半导体等第一批国产EDA企业逐渐浮出水面，激起了市场上片片水花。

在“十二五”和“十三五”期间，我国积极推进国内EDA的发展，发布了多项鼓励支持政策。根据已公布的EDA相关政策，也可以看到近些年我国各地开始重视并逐步实施EDA技术突破方案。尤其是在去年，国家及地方政府在发布的《十四五规划》等政策中明确提出，要大力发展集成电路设计工具（EDA）。

按地区上看，提出重点开发EDA技术的省/市以上海、广东、江苏、浙江、山东等沿海地区为主。值得一提的是，在今年1月，上海公布的EDA补贴政策中提出，将向EDA产业投入资金，加大支持力度。

我国各方踊跃部署EDA产业并发动相关举措，鼓励政策亦将催动EDA产业进一步发展，而这一系列政策的实施，也将给予“正在寻风口”的EDA企业一个看得见的新机。

历经几十年的发展，目前国产EDA企业代表包括华大九天、国微集团、芯华章、广立微、概伦电子、芯和半导体等。

在今年，多数企业还争相研发EDA最新技术，通过与高校、其他公司等合作，共同深究技术难点。

4月，概伦电子与北京大学签署合作协议，共建EDA创新联合实验室；

同月，芯和半导体成为首家加入UCIe产业联盟的国产EDA，该联盟是一个由英特尔、台积电、三星、日月光（ASE）等半导体、科技、互联网巨头所建立的组织；

5月，此芯科技与EDA企业德图科技将围绕芯片设计、仿真与测试等应用展开合作。

目前，华大九天、芯和半导体、概伦电子、国微思尔芯、广立微等EDA公司已在一些特定领域（模拟IC、FPD）及部分点工具（后仿真、时序分析等）上攻克了技术壁垒，但在全流程的EDA平台、产业链生态等方面和海外厂商还有着一定的差距，国产替代仍然任重而道远。

国产EDA发展之路虽然较为曲折，但在国家鼎力扶持、资本市场助力，技术不断攻破大关的背景下，国产EDA进阶有望。