国产EDA有哪些“杀手锏”？

不久前的2022北京微电子国际研讨会暨IC World大会上，华大九天董事长刘伟平分享了一组2021年全球与中国EDA产业的相关对比数据，目前所有的EDA品类中，国产EDA工具的覆盖率约为70%，尚未形成完整的平台和工具链；在研发投入方面，2021年全球EDA产业的研发投入为46亿美元，中国的研发投入为2.7亿美元，占比为6%；在销售收入方面，全球EDA总体市场为78亿美元，国产占其中的1.8亿美元；从业人员方面，全球EDA从业人员约43000人，中国EDA从业人员约4500人；但在企业数量方面，全球约120家EDA企业，中国占了70多家，不过200人以上的企业目前只有7家。   目前全球EDA市场的主要份额被Synopsys、Cadence和Siemens三家所占据。

从产品布局来看，这三家公司的EDA产品基本覆盖了芯片设计的全部环节，具备提供全套芯片设计EDA解决方案能力，但三者产品在不同细分领域中各有优势。其中，Cadence聚焦于模拟、数模混合信号前后端设计平台等方面，其主要产品Virtuoso、仿真器Spectre系列，及Allegro具备较强的竞争力，其主要优势体现在模拟，或混合信号的定制化电路和版图设计；Synopsys主攻数字芯片设计、静态时序验证确认等，主要产品有Astro、TetraMAX、Verilog等，自收购Avanti等公司后，不断补全模拟领域前后端产品能力，并推出Hspice仿真器等颇具竞争力的点工具；Simens EDA则主要擅长后端验证，其产品在后端物理验证、PCB领域占有优势，主要产品有芯片设计方案Calibra，仿真器Veloce Strato等。此外，KeySight、SILVACO、及ANSYS等公司在射频等细分领域拥有领先优势；Altium等在PCB领域占据优势。   在国内70多家EDA企业当中，华大九天、概伦电子和广立微已经成功IPO，其他还有芯禾半导体、合见工软、芯华章、思尔芯、国微芯等也表现抢眼，那么，这些国产EDA企业们都擅长哪些领域，有哪些拿得出手的产品呢？我们先来看一看已经上市的三家EDA企业情况。  

华大九天：国内唯一模拟全流程EDA工具提供商

华大九天成立于2009年，公司初始团队部分成员层参与中国第一款具有自主知识产权的全流程EDA系统“熊猫ICCAD系统”的研发工作。其主要产品包括模拟电路设计全流程EDA工具系统、数字电路设计EDA工具、平板显示电路设计全流程EDA工具系统，及晶圆制造EDA工具等EDA工具软件，并围绕相关领域提供技术开发服务。且已于2022年7月29日在深交所创业板上市。  

图：华大九天主要EDA产品和服务的官网截图   华大九天的主要优势领域在平板显示电路设计领域，基本上覆盖了90%以上的客户，主要的客户有惠科金渝、京东方和华星光电。在模拟方面主要包括了信号链、电源管理、模拟混合电路、电容屏触控与驱动电路方面的IC设计公司，客户主要有华为、MPS、达尔科技、理光微电子，及敦泰科技等。   据悉，该公司是国内唯一能够提供模拟电路设计全流程EDA工具的本土企业，模拟全流程整体可支持28nm及以上制程设计，其中电路仿真工具可支持5nm，晶体管级电源完整性分析工具可支持14nm。

同时具备平板显示电路设计全流程EDA工具系统，已进入京东方等主要平板厂商体系。在数字电路设计部分环节提供特色方案，其中部分工具可支持5nm工艺制程，公司预计到2025年左右完成设计类所需全流程工具系统建设。从2018年开始建立晶圆制造工程服务团队，能够提供包括器件建模和PDK开发等服务。   上市之后，华大九天也在不断扩展其产品，比如2022年，华大九天在射频电路设计和晶圆制造领域推出了3款EDA新产品，并发布了高性能晶体管级电源完整性分析工具。同时，公司拟通过全资子公司以1000万美金现金收购芯达科技100%股权，补足存储器/IP特征化提取工具环节。  

概伦电子：从存储器EDA工具扩展到全流程EDA工具

概伦电子成立于2010年，成立之初，以“提升集成电路设计和制造竞争力的良率导向设计（DFY）”理念为指导，进行技术研发和产品布局，后来经过多年积累，演进成为新的“设计-工艺协同优化（DTCO）”方法学。历经11年，2021年7月29日在上交所科创板上市。   概伦电子的优势领域为存储器芯片，通过EDA方法学创新，覆盖了设计与制造两大环节，推动其深度联动。主要产品及服务包括制造类EDA工具、设计类EDA工具、半导体器件特性测试仪器和半导体工程服务等。主要的客户包括台积电、三星电子、SK海力士、美光科技、联电，及中芯国际等IC设计与制造企业。  

图：概伦电子主要产品（来源：概伦电子官网）

  其制造类EDA工具支持7nm/5nm/3nm等先进工艺节点和FinFET、FD-SOI等各类半导体工艺路线，长期被台积电、三星电子、联电、格芯和中芯国际等晶圆厂在各种工艺平台上采用，用来生成器件模型；设计类EDA工具支持7nm/5nm/3nm等先进工艺节点和FinFET、FD-SOI等各类半导体工艺路线，对数字、模拟、存储器等各类集成电路进行晶体管级的高精度快速电路仿真。   概伦电子在上市之后，投入了大量的资源在产品研发方面，主要在器件建模和仿真测试这两大优势领域。在器件建模领域，概伦电子的SDEP自动化建模平台被三星电子的代工厂所采用，它能大大提高三星器件建模的效率，这是原有的器件建模产品SPICE之外的附件产品，同时在器件建模领域还推出了标准单元库和PDK产品，并陆续向晶圆代工厂导入中；在仿真测试领域，概伦电子也在加大研发，巩固其在行业中的地位，扩大客户群体。   在新产品方面，概伦电子在其年报中披露了NanoDesigner全流程设计工具，预计能够满足几乎所有国内的模拟芯片或定制化芯片设计的全流程。这样概伦电子就从一个只有几个关键的工具变成一个全流程的工具提供商，其市场空间将有进一步提高的可能。

  据其官网介绍，NanoDesigner为客户提供一个灵活、可扩展的存储和模拟/混合信号IC设计平台，支持原理图设计、智能化版图编辑、交互式物理验证以及电路设计优化。该产品界面直观、易操作，无缝集成概伦电子的电路仿真 NanoSpice系列引擎、良率导向设计平台NanoYield、大容量波形查看器NanoWave 与其它 SPICE 仿真器，全面兼容 Open Access 数据库等业界标准文件、各类标准工具接口，还支持强大的电路查看、编辑、自动连接等功能选项，真正做到整合原理图与版图设计、电路仿真与分析、物理验证与设计自动化于一体， 为以各类存储器电路、模拟电路等为代表的定制类芯片设计提供完整的 EDA 全流程，从而极大地提升设计效率。  

广立微

杭州广立微电子股份有限公司成立于2003年，作为集成电路EDA软件与晶圆级电性测试设备供应商，该公司依托软件工具授权、软件技术开发和测试机及配件三大主业，提供EDA软件、电路IP、WAT测试设备以及与芯片成品率提升技术相结合的全流程解决方案，在集成电路从设计到量产的整个产品周期内实现芯片性能、成品率、稳定性的提升。   广立微主要聚焦于芯片成品率提升，专攻制造类EDA，在电性测试领域占有优势。其EDA软件包括授权模式和软件技术开发，毛利率均在95%以上，优势在于自有Test Key库。其EDA业务集中在制造类工具上，海外对标PDF Solutions，主要针对Foundry厂商进行测试芯片测试。相对于 PDF Solutions 的专业定制化软件，广立微的通用性软件可以在提供通用结构的同时，由客户自己根据自身需求设计产品，有效满足客户保护晶圆数据机密的需求。此外，公司核心技术团队均在国内，拥有更优秀的本土服务能力。随着我国集成电路产业链 及自主可控战略发展，公司有望持续受益。  

图：广立微基于测试芯片的全流程方案（来源：广立微官网）

  在测试结构设计环节，广立微主要提供的产品是 SmtCell，外围电路绕线及电路及 IP 设计环节与物理拼接环节，公司主要提供的产品是 TCMagic、ATCompiler、Dense Array 等。SmtCell 可实现测试结构快速版图设计，TCMagic、ATCompiler、Dense Array 可实现测试结构摆放布局及自动绕线。其中 TCMagic 提供常规测试芯片设计功能，ATCompiler、Dense Array 搭载公司自主研发的可寻址电路 IP，实现更高设计密度和测试效率的可寻址测试芯片、高密度阵列的设计。

客户可以利用公司的软件实现结构设计、布局绕线，以及与公司定制的电路 IP 集成在一个统一的软件工具环境中，快速完成自动设计流程。   在成品率提升领域，广立微不仅能提供与成品率提升相关的测试芯片设计工具、测试数据分析工具等 EDA 软件，还可以基于上述 EDA 软件、设备及技术服务提供成品率提升全流程的整体解决方案，是国内极少数能够在成品率提升及电性监控领域提供全流程覆盖的产品及服务的企业。可以说，广立微实现了在测试芯片设计、测试数据采集及测试数据分析等环节的协同，提升了方案的整体效率，从而为集成电路设计、制造等各类企业提供了优良的技术和服务。   客户方面，广立微的产品受到了国内外一线厂商的认可，目前客户包括三星电子、华虹集团、粤芯半导体、合肥晶合，及长鑫存储等。  

结语

EDA国产之路开始于20世纪80年代，20世纪90年底初，中国历史上第一款具有自主知识产权的EDA工具“熊猫ICCAD系统”诞生，并获得多个国际大奖。但随后，国外EDA厂商进入中国，在“造不如买”的思潮下，国产EDA产业陷入了十几年的沉寂。直到2008年国家“核高基”项目将EDA列入其中，国产EDA产业从重新受到关注。同时，中兴、华为事件让国人意识到关键基础技术的重要性，资本市场开始关注EDA行业，数据显示，从2016年至今，我国EDA行业投融资次数、金额以及IPO数量都在不断增加，2020年的总计融资次数仅为18，融资金额为20亿元，今年截至11月的融资数量为23个，融资金额突破85亿元。   如今，EDA赛道成为了国内创业的热门赛道，不少之前在外资企业的业内人士开始在国内创业，并受到了资本的青睐，比如合见工软、芯华章等。虽然现在大部分的国产EDA软件主要解决的是细分领域的问题，但相信随着行业的发展，国内也会出现更多全流程的EDA软件，产品的覆盖面也会更加广泛。    

编辑：黄飞