EDA 是芯片之母，是芯片产业皇冠上的明珠，是 IC 设计最上游、最高端的产业。 EDA 是电子设计自动化的简称，是从 CAD、CAM、CAT 和 CAE 的概念发展而来的，随着集成电路技术 发展，EDA 越来越被业界予以“芯片设计软件工具”的代名词。EDA 是集成电路设计必需、也是最重要 的软件工具，EDA 产业是 IC 设计最上游、最高端的产业。2018 年全球集成电路产值近 5 千亿美金，中国 集成电路进口金额超 3 千亿美金，EDA 是集成电路产业产能性能源头，从仿真、综合到版图，从前端到后 端，从模拟到数字再到混合设计，以及后面的工艺制造等，EDA 软件工具涵盖了 IC 设计、布线、验证和 仿真等所有方面，是集成电路产业的“摇篮”。
一、EDA行业概要
1.1 IC 设计全流程
IC 产业链
芯片核心竞争力是衡量当代一国信息科技发展水平核心指标，芯片产业链包括设计、制造、封装、测试、 销售，其中芯片设计占据重中之重的地位，芯片核心实力重心也在芯片设计。TMT 产业发展焦点的 5G 芯片、AI 芯片，也是着眼于芯片设计，而芯片设计离不开芯片设计软件 EDA，其可谓是芯片产业链“任 督二脉”。
芯片产业链各流程主要企业
1.2 EDA 软件分类
EDA工具软件分类
1.3 EDA 发展历程
1984 年 DAC 举办了第一个以电子设计自动化为主题的销售展览，EDA 在 80 年代开始真正起步，并逐 渐开始商业化，并催生了 Calma、ComputerVision、Applicon、Mentor Graphics、Daisy 和 Valid 等公司
EDA发展三个阶段
1.4 EDA 产业情况
EDA 是集成电路产业领域内属于“小而精”的产业链环节。数据显示，2018 年整个 EDA 的市场规模仅 为 97.15 亿美元，2014-2018 年复合增长率在 6.89%左右，相对于几千亿美金的集成电路产业来说不值 一提。可是如果缺少了这个产品，全球所有的芯片设计公司都得停摆。
2014-2018 年全球 EDA 市场规模(百万美元)
经过三十余年长足发展，目前全球 EDA 产业竞争格局主要由 Cadence、Synopsys 和西门子旗下的 Mentor Graphics 垄断，三大 EDA 企业占全球市场的份额超过 60%。其中，Synopsys 是全球最大的 EDA 企业，2018 年的市场份额已达到 32.1%;Cadence 仅次于 Synopsys，2018 年市场占有率为 22.0%; Mentor Graphics 在被收购之前也能保持超过 10%的市场占有率。
在 2017 年中国工业软件企业排行榜中，Synopsys 排名 35 位，Cadence 和 Mentor Graphics 分列第 47、 48 位。
二、EDA 三巨头 Synopsys、Cadence 和 Mentor Graphics
EDA三巨头主要指EDA市场份额占据前三位的三家企业Synopsys、Cadence和被西门子收购的Mentor
Graphics。
EDA三巨头基本情况
Synopsys(新思科技)成立于 1986 年，由 Aart de Geus 带领通用电气公司微电子研究中心的工程师团 队创立，在 2008 年成为全球排名第一的 EDA 软件工具领导厂商，为全球电子市场提供技术先进的集成 电路设计与验证平台。Synopsys 在 EDA 行业的市场占有率约 30%，它的逻辑综合工具 DC 和时序分析 工具 PT 在全球 EDA 市场几乎一统江山。
Cadence(铿腾电子)是 EDA 行业销售排名第二的公司，在 1988 年由 SDA 与 ECAD 两家公司兼并而 成，Cadence 通过不断扩展、兼并、收购，到 1992 年已占据 EDA 行业龙头地位，但到 2008 年被 Synopsys 超越。 Cadence 产品涵盖了电子设计的整个流程，包括系统级设计、功能验证、集成电路综合及布局布线、IC 物理验证、模拟混合信号及射频集成电路设计、全定制集成电路设计、PCCE 设计和硬件仿真建模等，致力于为客户提供电子设计自动化、软件、硬件以及解决方案等服务，旨在帮助其缩短将电子设备打入 市场的时间和成本。全球知名半导体与电子系统公司均将 Cadence 软件作为其全球设计的标准。 Cadence 的 Virtuso 工具历经 27 年不衰，成为业内传奇。
Mentor Graphics(明导国际，2016 年被德国西门子收购)1981 年成立，90 年代遇到经营困境，软件 的研发严重落后于进度，大量长期客户流失，难以与其他两家公司竞争。直到 94 年公司组织结构大调 整后，才重新崛起。
Mentor Graphics 是一家 EDA 软件和硬件公司，也是电路板解决方案的市场领导者，主要提供电子设计 自动化先进系统电脑软件与模拟硬件系统。Mento 的工具虽没有前两家全面，没有涵盖整个芯片设计和 生产环节，但在有些领域，如 PCB(印刷电路板)设计工具等方面有相对独到之处。
从股市表现来看，Synopsys 和 Cadence 股价均稳步上升，当前 Synopsys 市值有 204.5 美元，市盈率47 倍;Cadence 市值有 211.3 亿美元，市盈率 61 倍。
三巨头产品差异比较：
EDA 公司提供给 IC 公司的一般都是全套工具，因此 EDA 集成度高的公司产品更有优势。三巨头基本都 能提供全套的芯片设计 EAD 解决方案。
Synopsys 最全面，它的优势在于数字前端、数字后端和 PT signoff。模拟前端的 XA，数字前端的 VCS， 后端的 sign-off tool，还有口碑极好的 PT、DC 和 ICC 功能都很强大。Synopsys 有垄断市场 90%的 TCAD 器件仿真和垄断 50%的 DFM 工艺仿真,这是其在 EDA 产业竞争中的一把利器。
Cadence 的强项在于模拟或混合信号的定制化电路和版图设计，功能很强大，PCB 相对也较强，但是 Sign off 的工具偏弱。
Mentor Graphic 也是在后端布局布线这块比较强，在 PCB 上也很有优势，它的优势是 Calibre signoff 和 DFT，但 Mentor Graphic 在集成度上难以与前两家抗衡。
此外，除了卖 license 以外，EDA 企业还可以提供 IP 授权(硬核和软核)，这个对于很多中小规模的设 计公司是很有吸引力的。授权的 IP 通常有 memory，Serdes 和 Power management 之类的研发成本或 门槛相对较高的硬核。
Mentor 在 IP 业务上和 Synopsys 与 Cadence 几乎没有竞争力，目前 Synopsys 企业的 IP 业务全球排名 第二，Cadence 企业的 IP 业务销售额也在逐年增加。
美国 EDA 巨头下一代技术发展前沿
随着 IC 设计复杂度的提升，新工艺的发展，EDA 行业有非常大的发展空间，目前产业两大发展方向: 人工智能、云计算等技术应用在 EDA 软件，目前 Cadence 领先。
云计算+EDA
2018 年，Cadence 推出了第一个能够广泛用于电子系统和半导体开发的广泛云产品组合——Cadence Cloud Portfolio。云技术的应用主要有三大优点:快速部署可提高工程效率并加速项目完成;通过灵活 的解决方案和大规模可扩展的云就绪工具实现无痛采用;经过验证的解决方案据有很好的安全性，被许多客户信赖和使用。
人工智能+EDA
芯片敏捷设计是未来发展的一个主要方向，深度学习等算法能够提高 EDA 软件的自主程度，提高 IC 设 计效率，缩短芯片研发周期。据 Cadence 的报告显示，机器学习在 EDA 的应用可以分为四个方面:数 据快速提取模型;布局中的热点检测;布局和线路;电路仿真模型。Cadence 致力于研究将机器学习应 用在 Virtuoso 平台上，并参与了 ERI 中智能设计芯片项目。新思科技也在利用人工智能加速时序验证。
三、国内 EDA 产业情况
EDA 市场供应商高度集中，现在的 EDA 产业主要由 Cadence、Synopsys 和西门子旗下的 Mentor Graphics 垄断。在中国市场，EDA 销售额的 95%由以上三家瓜分，剩余的 5%还有部分被 Ansys 等其 它外国公司占据，给华大九天、芯禾科技等国产 EDA 公司留下了极少的份额，且后者在工具的完整性 方面与三强相比，有明显的差距。而 EDA 的重要性不言而喻，一旦 EDA 受制于人，整个芯片软件产业 的发展都可能停摆，发展国产 EDA 迫在眉睫。
3.1 国内 EDA 公司概览
国内从上世纪八十年代中后期开始，就投入到 EDA 产业的研发当中。国内为了更好发展集成电路产业， 在 1986 年开始研发我国自有的集成电路计算机辅助设计系统——熊猫系统，并在攻坚多年之后，于 1993 年国产首套 EDA 熊猫系统问世。之后的国内 EDA 发展曲折而缓慢。
因各种因素影响，国产 EDA 产业没有取得实质性成功，但在这个过程中，国内已经出现多个 EDA 厂商 萌芽。据相关资料显示，在 2008 年，国内从事 EDA 研究领域涌现了华大电子、华天中汇、芯愿景、爱 克赛利、圣景微、技业思、广立微和讯美等公司。之后十年发展，华大九天、芯禾科技、广立微、博达 微等几个企业从国产 EDA 阵型中展露生机。
我国 EDA 企业成立时间
国产 EDA 公司主要产品及特点
国产 EDA 公司主要产品及特点
四、国内EDA公司
4.1华大九天
北京华大九天软件有限公司成立于 2009 年 6 月，前身是华大集团 EDA 部门，为中国电子信息产业集团 (CEC)旗下集成电路业务板块二级企业，集成电路设计自动化(EDA)软件及硅知识产权(IP)提供 商。于 2018 年 1 月完成第一轮融资，国中创投领投，投资额过亿;于 2018 年 9 月完成新一轮融资， 国家集成电路产业投资基金领投。
华大九天承载了熊猫系统的技术，在 EDA 和 IP 方面拥有多年的积累，现在的他们能够提供数模混合/ 全定制 IC 设计、平板(FPD)全流程设计及高端 SoC 数字后端优化方向的 EDA 解决方案，拥有多项 全球独创的领先技术。尤其是在 FPD 领域，华大九天更是成为全球唯一的能够提供全流程 FPD 设计解 决方案的供应商，获得了大部分知名面板厂的市场份额。其他围绕 EDA 提供的相关服务包括 IP 设计服 务及晶圆制造工程服务。
4.2芯禾科技
芯禾科技成立于 2010 年，天使轮投资方为海博创投;A 轮融资额为 2000 万元，领投方为海博创投;B
轮融资额为 4000 万元，领投方为中芯聚源。 据公司官网介绍，他们能为半导体芯片设计公司和系统厂商提供差异化的软件产品和芯片小型化解决方案，包括高速数字设计、IC 封装设计、和射频模拟混合信号设计等。这些产品和方案可以应用到智能手机、平板电脑和可穿戴等移动设备上，也可以应用到高速数据通信设备上。
4.3广立微电子
广立微电子有限公司由硅谷归国精英和浙大资深科学家共同创立于 2003 年，技术来源于浙江大学超大规模集成电路设计研究所。
该公司专业从事集成电路成品率提升服务和 EDA 软件开发。广立微已经可以提供基于测试芯片的软、 硬件系统产品以及整体解决方案，帮助工程师实现高效测试芯片自动设计、高速电学测试和智能数据分 析，同时还能为晶圆代工厂的新工艺制程研发提供整合性的技术服务，包括从早期设计、中后期量产时 的可寻址测试结构，直到 yield ramp 阶段基于产品版图的测试芯片，帮助提高 IC 设计的可制造性、性 能、成品率并缩短产品上市时间。
4.4 北京博达微科技
以 SPICE Model 参数提取著称的北京博达微则致力于提供高速、高频和高可靠性集成电路 EDA 解决方 案和相关的设计支持服务。公司可以提供的业务范围含括器件模型、PDK、标准单元库相关 EDA 工具 和设计服务和半导体器件量测系统。能够针对高端设计公司和代工厂提供一站式的设计支持服务和完整 的设计评估和加固技术服务解决方案。
由全球电子技术领域的领先媒体集团 ASPENCORE 举办的― 2019 中国 IC 设计成就奖 ―将年度创新 EDA 公司颁给了北京博达微科技有限公司
4.5 概伦电子
概伦电子成立于 2010 年，致力于提升先进半导体工艺下高端集成电路设计的竞争力，提供世界领先水 平、创新的集成电路设计解决方案，是国内公司难得的几乎全部产线均可做到的世界级公司。概伦电子 在 Spice Model 领域一直是行业的领导者，全球拥有超过 100 多家客户，几乎覆盖了全部的主流代工厂 和设计公司。2010 年后发展的大容量和快速仿真器产品具有很大的竞争力。它的噪声标准也被作为业 界"黄金标准"。
其产品发展方向包括新一代大规模高精度仿真及设计验证平台、针对纳米级制造技术的半导体器件建模 库平台及测试验证系统等。技术包括被作为业界"黄金标准"的 SPICE 建模工具 BSIMProPlus 和低频噪 声测试系统、业界独创的千兆级 SPICE 仿真器 NanoSpice Giga 和电路与工艺互动设计平台 MEPro 等。
4.6 天津蓝海微科技
天津蓝海微科技有限公司从事专业化的 EDA 软件服务与 EDA 工具定制化开发业务。公司团队具有深厚 的 EDA 技术背景，深刻理解 IC 设计当前存在的难点问题，提供强有力的技术解决方案。公司创始团队 具有近 20 年的 EDA 开发、市场和运营经验，在寄生参数提取、版图验证、OpenAccess 平台软件开发、 PDK 开发与自动生成等多个领域具有独到的技术优势。
4.7成都奥卡思微电科技
成都奥卡思微电科技有限公司自 2016 年 1 月成立于硅谷，2017 年 12 月推出 AVE 自动化验证工具软件(已开放两款逻辑验证产品，多项预研中)，公司是由三位硅谷中国博士创立，现在落地于成都高新园 区。主要业务为集成电路设计自动化系统(EDA)软件的研发和销售;集成电路芯片设计、技术开发、技 术服务、技术转让。
五、IC 产业链
半导体行业包括集成电路、敏感器件、光电子器件、分立元件等，其中集成电路占比超过 80%，集成电路又分为 IC 设计、晶圆制造及加工、封测三个环节，EDA 为集成电路的上游支撑行业。
半导体芯片企业按照运作模式的差别，可分为 IDM 企业、IC 设计企业(Fabless)、晶圆制造代工企业 (Foundry)、封装测试企业(Package&Testing House)。
5.1IDM(Integrated Device Manufacture)
早期的集成电路以 IDM 模式为主，也称为垂直集成模式，特点是集芯片设计、芯片制造、芯片封装和测 试等多个产业链环节于一身，目前全球半导体前 20 大厂商中大部分仍为 IDM 厂商，包括三星、TI、英 特尔等公司。
垂直集成模式相比于 垂直分工模式来 说，设计、制造 等环节能够协 同优化，有助于 充分发掘技术潜 力， 尽可能地扩大产能、降低成本，有条件率先实验并推行新的半导体技术。
但另一方面 IDM 对企业要求更大:公司规模庞大重资产，管理成本、运营费用较高，风险更大;公司需 要不断的提升工艺制程技术，研发投入高，中国本土 IDM 公司相对国外 IDM 巨头处于起步阶段。
部分本土 IDM 上市公司 2018 年经营情况(单位:亿元)
5.2Fabless
随着集成电路制程节点的缩小，制造技术难度成倍增加，能跟随工艺发展的制造厂商越来越少，Fabless 模 式应运而生。Fabless 模式下，IC 设计企业只负责芯片的电路设计与销售，将生产、测试、封装等环节外包， 主要企业包括联发科、博通等。
Fabless 模式大大降低了 IC 行业的进入门槛，初始投资规模小，创业难度相对较低，充分体现了专业化分工 的优势，因此被大部分集成电路设计企业采用，目前国内 IC 设计公司大多数都采用了 Fabless 模式。
但 Fabless 与 IDM 相比无法实现工艺协同优化，难以完成指标严苛的设计;与 Foundry 相比需要承担各种市 场风险，一旦失误可能万劫不复。由于 Fabless 公司有相对轻资产的发展属性，中国本土 Fabless 公司相对 本土 IDM 公司已经发展到具有一定技术和市场领先性。
部分本土 Fabless 上市公司 2018 年经营情况(单位:亿元)
5.3 Foundry
Foundry 模式专注代工生产，只负责制造、封装或测试的其中一个环节，不负责芯片设计，可以同时为多家 设计公司提供服务。 晶圆制造及加工 是芯片制造的核 心工艺，，此 处的设备投资非 常庞大，能占 到全部设备 投资的 70%以上。封测就是封装+测试。目的是把做好的集成电路放到保护壳中，防止损坏、腐蚀。
Foundry 模式不承担由于市场调研不准、产品设计缺陷等决策风险，能够发挥规模优势。但投资规模较大， 维持生产线正常运作费用较高;需要持续投入维持工艺水平，一旦落后追赶难度较大。虽然是重资产类型公 司，但是由于芯片产业链不可获取的实现环节，因此，国内近年在此领域也是通过各种形式加大投入建设力 度，已经涌现出具有一定竞争力的本土厂商。
主要本土代工上市公司 2018 年经营情况(单位:亿元)
主要本土封测上市公司 2018 年经营情况(单位:亿元)
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