2020年，全球EDA&IP市場(chǎng)規(guī)模超過(guò)114億美元，而美國(guó)6家EDA公司合計(jì)占據(jù)了全球90%以上的市場(chǎng)空間。特別是Synopsys和Cadence兩大巨頭，占比高達(dá)61%，市值都在五百億美元左右，高達(dá)市場(chǎng)規(guī)模的5倍——這是由于EDA行業(yè)具有毛利率高、壁壘高、龍頭效應(yīng)明顯的特點(diǎn)，市場(chǎng)充分認(rèn)可其估值。

隨著5G、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)駕駛等新興技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化加速，芯片需求量隨之激增。據(jù)行業(yè)知名機(jī)構(gòu)IBS預(yù)測(cè)，2030年全球集成電路產(chǎn)業(yè)規(guī)模將超過(guò)1萬(wàn)億美金，是2020年的2.6倍。EDA行業(yè)也將隨之高速增長(zhǎng)。

在中國(guó)半導(dǎo)體市場(chǎng)蓬勃發(fā)展下，國(guó)內(nèi)EDA的需求增長(zhǎng)更加迅猛。據(jù)SEMI發(fā)布的數(shù)據(jù)，今年第一季度中國(guó)大陸EDA銷售額同比暴增99%，然而目前中國(guó)本土企業(yè)市占率合計(jì)不足15%。

當(dāng)前中國(guó)EDA&IP市場(chǎng)規(guī)模約為百億人民幣，在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)變革與國(guó)產(chǎn)化的大趨勢(shì)下，即使不考慮國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的估值水平差異，國(guó)內(nèi)也有望產(chǎn)生市值500億人民幣的行業(yè)龍頭。

今年，國(guó)產(chǎn)EDA迎來(lái)第一波上市潮。2021年9月2日，國(guó)產(chǎn)EDA廠商華大九天獲得首發(fā)通過(guò)，國(guó)微思爾芯、廣立微、概倫電子的科創(chuàng)板IPO申請(qǐng)也都陸續(xù)獲得受理。

中國(guó)EDA創(chuàng)業(yè)企業(yè)還有哪些新機(jī)會(huì)，未來(lái)中國(guó)EDA產(chǎn)業(yè)將走向何方？我們梳理了EDA行業(yè)發(fā)展歷程和未來(lái)EDA新產(chǎn)業(yè)需求，探究中國(guó)EDA產(chǎn)業(yè)的未來(lái)。

20世紀(jì)60年代，集成電路產(chǎn)業(yè)尚在發(fā)展早期，規(guī)模較小，芯片的集成度不高，芯片設(shè)計(jì)玩家以大型IDM公司為主，EDA則主要以in-house EDA的形式存在，僅有少量幾家商用EDA公司，例如Applicon、Calma、ComputerVision等，且這些公司的重心還是偏向于機(jī)械CAD。

80年代，半導(dǎo)體工藝持續(xù)演進(jìn)，行業(yè)蓬勃發(fā)展，下游應(yīng)用與種類也相應(yīng)大幅增加，由此催生了中小型Fabless芯片設(shè)計(jì)公司的快速發(fā)展。但中小廠商缺乏資源能力開發(fā)自己的in-house EDA工具，因此產(chǎn)生了大量對(duì)外部商用EDA的需求。

90年代后，集成電路產(chǎn)業(yè)進(jìn)入成熟期，分工模式占主導(dǎo)，in-house EDA模式基本消亡，商用EDA確立主流地位。整個(gè)EDA行業(yè)經(jīng)過(guò)充分競(jìng)爭(zhēng)，走出了以Synopsys、Cadence和Mentor Graphics為代表的EDA公司。

此后，這三家企業(yè)鞏固自身優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，也開啟了大規(guī)模并購(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)全工具鏈覆蓋，形成了如今Synopsys占據(jù)36%，Cadence占據(jù)25%，Mentor Graphics占據(jù)14%的行業(yè)格局，它們也被稱為如今的國(guó)際EDA三巨頭。

回顧全球EDA行業(yè)60多年的浩浩蕩蕩發(fā)展史，可以獲得一些啟示：

第一，技術(shù)變革對(duì)于EDA行業(yè)發(fā)展以及公司抓住成功機(jī)會(huì)有著至關(guān)重要的推動(dòng)作用。

Synopsys的邏輯綜合工具就是最典型的例證。過(guò)去，芯片設(shè)計(jì)工程師都是用單個(gè)門來(lái)手動(dòng)設(shè)計(jì)芯片電路，而Synopsys推出的邏輯綜合工具Design Compiler把芯片設(shè)計(jì)思路抽象化，將底層細(xì)節(jié)都?xì)w并到庫(kù)和CAE工具中，芯片設(shè)計(jì)工程師可以使用硬件描述語(yǔ)言編寫代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)芯片功能，功能驗(yàn)證后再通過(guò)邏輯綜合工具將硬件描述語(yǔ)言轉(zhuǎn)換成邏輯電路圖，最后進(jìn)入制造環(huán)節(jié)。這極大地提升了集成電路設(shè)計(jì)的效率，引發(fā)了芯片設(shè)計(jì)行業(yè)的流程變革。

至此，數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)（前端）和數(shù)字實(shí)現(xiàn)（后端）開始涇渭分明。借此機(jī)會(huì)，Synopsys建立了半導(dǎo)體邏輯設(shè)計(jì)工具的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)，為其進(jìn)一步發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

第二，EDA公司在創(chuàng)辦之初就應(yīng)該有布局整體解決方案的意識(shí)，并在技術(shù)基礎(chǔ)架構(gòu)上有很強(qiáng)的從點(diǎn)到面的擴(kuò)展性，以此增加客戶粘性。

目前EDA行業(yè)三巨頭在個(gè)別技術(shù)領(lǐng)域都擁有完整的EDA解決方案，其中行業(yè)排名第一的Synopsys擁有業(yè)界最完整的產(chǎn)品線，不但為芯片設(shè)計(jì)和驗(yàn)證提供工具，還能夠提供強(qiáng)大的IP核以及安全方案，建立了完整的芯片設(shè)計(jì)數(shù)字化流程。其他的小公司往往只能在一個(gè)細(xì)分領(lǐng)域提供有限的服務(wù)和工具，難以做大做強(qiáng)。

創(chuàng)業(yè)公司若能在各細(xì)分技術(shù)領(lǐng)域（例如模擬設(shè)計(jì)、數(shù)字實(shí)現(xiàn)或數(shù)字驗(yàn)證等）提供完整與差異化的解決方案或平臺(tái)，才有望滿足市場(chǎng)需求，突破巨頭壟斷格局。

第三，EDA公司需要重視自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

知識(shí)產(chǎn)權(quán)布局幫助EDA巨頭形成了較高的商業(yè)壁壘。截至2020年，Synopsys擁有4463件專利，占EDA領(lǐng)域?qū)＠�總�?shù)的31.0%，Cadence擁有3119件專利，占比21.6%�？梢钥闯�，公司市場(chǎng)份額與專利市占率成正相關(guān)。

EDA創(chuàng)業(yè)公司若采用第三方商業(yè)授權(quán)或開源授權(quán)的技術(shù)來(lái)研發(fā)產(chǎn)品，在政治、法律、商業(yè)等方面都存在極大的風(fēng)險(xiǎn)。

開源技術(shù)相關(guān)的軟著和知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸其所有地和公司所屬，而目前大多數(shù)EDA相關(guān)的開源軟件作者所在國(guó)都是美國(guó)，存在風(fēng)險(xiǎn)；即使目前開源協(xié)議允許閉源商業(yè)發(fā)布，也不能保證以后開源協(xié)議不會(huì)修改。

如果代碼非自主開發(fā)，公司后續(xù)的產(chǎn)品擴(kuò)展、其他工具技術(shù)、數(shù)據(jù)格式的融合會(huì)存在局限性和難度，不利于打造高效融合的驗(yàn)證平臺(tái)或流程。

第四，并購(gòu)對(duì)于EDA公司成長(zhǎng)壯大起到了至關(guān)重要的作用，但EDA行業(yè)不能“迷信”并購(gòu)。

EDA行業(yè)是并購(gòu)活躍的行業(yè)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，在過(guò)去的30年中，發(fā)生在EDA行業(yè)的并購(gòu)近300次，鼎盛時(shí)期一年發(fā)生過(guò)20次左右。其中絕大部分的并購(gòu)都是EDA巨頭們對(duì)中小EDA公司的收購(gòu)，從而將獲取的產(chǎn)品與技術(shù)整合進(jìn)本身的解決方案，以此獲取或擴(kuò)大市場(chǎng)份額。

然而，當(dāng)前中國(guó)EDA行業(yè)尚未到并購(gòu)整合階段。

首先，有別于三大巨頭，現(xiàn)階段中國(guó)EDA公司缺乏主導(dǎo)市場(chǎng)的產(chǎn)品與技術(shù)，也很難買到好的技術(shù)。國(guó)產(chǎn)EDA小廠商雖然開始增多，但尚未成熟，業(yè)務(wù)經(jīng)驗(yàn)不足，并購(gòu)這類公司并不能主導(dǎo)產(chǎn)品和市場(chǎng)技術(shù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)真正的突破。

其次，并購(gòu)只是補(bǔ)充有限短板的手段，不能成為公司技術(shù)根基的來(lái)源，國(guó)產(chǎn)EDA創(chuàng)新需要具備完全自主可控的技術(shù)架構(gòu)和核心技術(shù)壁壘，否則未來(lái)必然會(huì)存在技術(shù)融合問(wèn)題，為進(jìn)一步發(fā)展帶來(lái)巨大阻礙。

最后，單純通過(guò)資本運(yùn)作來(lái)實(shí)現(xiàn)壯大，涉及知識(shí)產(chǎn)權(quán)、團(tuán)隊(duì)、開發(fā)流程、理念等多方面的整合，存在很大風(fēng)險(xiǎn)，能否通過(guò)并購(gòu)在這個(gè)高技術(shù)壁壘To B賽道的長(zhǎng)期賽跑中脫穎而出是存疑的。

因此，國(guó)產(chǎn)EDA廠商目前并不能照葫蘆畫瓢試圖通過(guò)并購(gòu)實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展，只有努力實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新，在某領(lǐng)域站穩(wěn)腳跟后，循序漸進(jìn)地?cái)U(kuò)張才是“正道”。

以歷史為例，Synopsys第一次并購(gòu)發(fā)生于1990年，在此之前，Synopsys已推出顛覆性的邏輯綜合工具并在該領(lǐng)域確立了領(lǐng)先地位。

在隨后的幾年，Synopsys繼續(xù)通過(guò)并購(gòu)補(bǔ)足短板，在擁有更穩(wěn)固的產(chǎn)品和客戶的基礎(chǔ)上，在2001發(fā)起了一次大規(guī)模的并購(gòu)，以7.8億美金收購(gòu)Avant！，獲得了芯片后端布局布線近四成的市場(chǎng)，自此成為提供數(shù)字前后端全流程設(shè)計(jì)工具的EDA公司。

當(dāng)下，半導(dǎo)體行業(yè)迎來(lái)新一輪增長(zhǎng)與變革，EDA行業(yè)在蓬勃發(fā)展之余也在面臨新挑戰(zhàn)。

首先，下游設(shè)計(jì)人才的數(shù)量難以滿足日益增長(zhǎng)的芯片需求量。

據(jù)《中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)人才白皮書》統(tǒng)計(jì)，集成電路產(chǎn)業(yè)存在30多萬(wàn)人才缺口，EDA工具需要進(jìn)一步降低芯片設(shè)計(jì)門檻，降低行業(yè)對(duì)芯片設(shè)計(jì)人員的依賴。

第二，EDA工具需要更快響應(yīng)新需求。

蘋果、亞馬遜、阿里等公司為了追求產(chǎn)品差異化以及自主化，紛紛開始走上造芯之路，芯片設(shè)計(jì)的需求和主導(dǎo)權(quán)正在向系統(tǒng)廠商轉(zhuǎn)移。在這樣的商業(yè)模式轉(zhuǎn)變背景下，產(chǎn)業(yè)分工將再次發(fā)生變革，面向系統(tǒng)廠商的EDA工具需要更加高效，使芯片能在短時(shí)間內(nèi)完成差異化定制，幫助廠商快速完成產(chǎn)品迭代。

第三，產(chǎn)業(yè)數(shù)字化的高速發(fā)展與先進(jìn)制程對(duì)數(shù)字EDA工具提出更高要求。

在各領(lǐng)域推進(jìn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的大背景下，為了獲得更好性能、更低功耗以及更小面積，數(shù)字芯片不斷向著5nm、3nm等更先進(jìn)的制程演進(jìn)，對(duì)相應(yīng)的數(shù)字EDA也不斷提出更高的要求。

另一方面，模擬芯片設(shè)計(jì)更依賴于人工經(jīng)驗(yàn)，而數(shù)字EDA較模擬EDA工具種類更多，技術(shù)壁壘更高，演進(jìn)的空間更大，且市場(chǎng)規(guī)模約為模擬EDA的三倍。因此，挑戰(zhàn)之下，數(shù)字EDA工具領(lǐng)域也將涌現(xiàn)更多創(chuàng)新機(jī)會(huì)。

因此，下一代EDA應(yīng)能夠大幅降低工具的使用門檻，加快芯片迭代速度，滿足未來(lái)海量芯片設(shè)計(jì)需求，同時(shí)也支撐芯片行業(yè)向more moore、more than moore發(fā)展。換言之，未來(lái)的EDA工具將具備三個(gè)特征：

一、智能化：

自動(dòng)化和智能化的EDA可以將過(guò)去的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)吸收到軟件中，實(shí)現(xiàn)芯片從需求到設(shè)計(jì)的機(jī)器智能理解、智能實(shí)現(xiàn)和智能驗(yàn)證，大幅減少芯片設(shè)計(jì)、驗(yàn)證、布局布線等工作的人力占比，緩解當(dāng)前芯片設(shè)計(jì)人才緊缺的困境。

二、開放化：

開放和標(biāo)準(zhǔn)化的EDA可以幫助實(shí)現(xiàn)工具私有接口和數(shù)據(jù)互通，建立起更友好的產(chǎn)業(yè)鏈上下游生態(tài)圈。基于開放接口和標(biāo)準(zhǔn)，EDA廠商、用戶、第三方可以以系統(tǒng)需求為導(dǎo)向進(jìn)行高效設(shè)計(jì)，方便流程自動(dòng)化和AI智能處理的集成，大大加快國(guó)產(chǎn)EDA實(shí)現(xiàn)全領(lǐng)域和全流程閉環(huán)。

三、云端彈性化：

互聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)提供著近乎無(wú)限的計(jì)算彈性、存儲(chǔ)彈性和訪問(wèn)便捷性，下一代EDA可以與云平臺(tái)和云上多樣化的硬件結(jié)合，充分利用成熟的云端軟硬件生態(tài)，使得EDA的付費(fèi)模式、使用模式、使用地點(diǎn)、使用設(shè)備都更加靈活，降低EDA的使用門檻，進(jìn)一步擴(kuò)大用戶群體和市場(chǎng)規(guī)模。

時(shí)代在變化，行業(yè)也在不斷變革。如果僅僅追隨EDA三巨頭，停留于做三巨頭某一部分產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)替代，短期內(nèi)也許有效，但長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展堪憂。

隨著半導(dǎo)體發(fā)展進(jìn)入后摩爾時(shí)代，EDA行業(yè)發(fā)展也將進(jìn)入全新階段，誰(shuí)能掌握變革趨勢(shì)，提出更加符合行業(yè)需求的解決方案，誰(shuí)才能真正打破國(guó)外壟斷，抓住中國(guó)半導(dǎo)體新興市場(chǎng)的巨大機(jī)遇。