50年积累，早已让EDA从辅助性技术发展成为成熟的细分产业，业界称EDA身上拥有显著的杠杆效应，可以撬动千亿美元规模的半导体产业链发展。现今国产化热潮汹涌，AI时代下，EDA企业挥斥方遒，在投融资、并购等方面动作频频。站在半导体产业周期的重要转折点，国产EDA正在走向怎样的道路？
EDA，半导体“命门”
根据资料，EDA，英文全称为Electronic Design Automation，译为电子设计自动化，是一种专门用于辅助完成大规模集成电路芯片的功能设计、综合、验证、制造、封装、测试整个流程的计算机软件工具集群。简单理解，EDA工具像是一个智能化的“电子拼图游戏”，可将一个个零散的电子元件，拼凑成一个完美运行的电子系统。
按照不同的电路类型，EDA可以细分为数字芯片设计全流程EDA、模拟及混合电路设计全流程EDA以及集成电路制造类EDA。
△图源：全球半导体观察根据公开信息制作
EDA作为集成电路产业最上游、最尖端的核心环节，其重要性不言而喻。从产业链环节来看，EDA主要作用于IC设计和制造环节，是设计厂商实现芯片设计的核心工具，有助于代工厂提高产品的成品率。
根据业界统计信息，一个完整的芯片设计和制造流程，主要包括工艺平台开发、芯片设计和芯片制造三个阶段。具体来讲，工艺平台开发阶段主要由晶圆厂主导完成，在其完成半导体器件和制造工艺的设计后，建立半导体器件的模型并通过PDK（Process Design Kit，工艺设计套件）或建立IP和标准单元库等方式提供给芯片设计企业；芯片设计阶段主要由芯片设计企业主导完成，其基于晶圆厂提供的PDK或IP和标准单元库进行电路设计、仿真验证和物理实现；芯片制造阶段主要由晶圆厂根据物理实现后设计文件完成制造。
EDA产业链流程图 图源：全球半导体观察根据公开信息制作
要在EDA形成核心的竞争优势，关键在于是否具备从前端设计、后端设计、仿真/验证直到流片的整套产品，并形成设计的闭环，如新思科技Synopsys、楷登电子Cadence、西门子EDA三大巨头；或者在芯片设计与制造流程的不同环节形成独特优势，发挥重要作用，如ANSYS、Silvaco、Keysight、Altium、Zuken，以及国内EDA厂商华大九天、概伦电子等。
AI+EDA，双向奔赴
当前AI人工智能持续火热，高性能算力需求增强，EDA正是提高算法的强力辅助软件工具。在此之下，EDA企业布局之路开始转向，而这些早已在全球EDA三大龙头身上显露矛头。
首先从三大巨头布局AI路线来看，新思科技拥有“Synopsys.ai”，旨在利用机器学习减少芯片设计耗时，据发布时称，该产品是业界首个全栈式人工智能驱动的EDA工具套件。楷登电子推出生成式人工智能解决方案，并提供五大主要人工智能平台。西门子提出EDA AI驱动解决方案，利用AI EDA工具提高设计质量。
再观国内企业情况，华大九天开发了ICExplorer-XTop?时序功耗优化工具、Empyrean Skipper?版图集成与分析工具，以及Empyrean Argus?数字物理验证工具等，以支撑AI芯片设计的特殊需求。
广立微，INFINITY-AI系统，是针对半导体制造业的开放式机器学习平台，包括自动缺陷分类 (Automatic Defect Classification，ADC)、晶圆图缺陷模式分析（Wafer Pattern Analysis，WPA）等应用，支持用户管理数据，一键训练、评测、部署模型。
芯和半导体的3DIC Chiplet，针对Chiplet的完整的包括3DIC设计、SI/PI/多物理场分析的解决方案。该平台拥有AI驱动的网格剖分技术，以及云计算加载的分布式并行计算能力，还支持裸芯片、中介层和基板的联合仿真引擎技术。
芯华章提供AI芯片验证调试解决方案，提高AI芯片验证效率。其形式化验证工具GalaxFV可与仿真技术结合，加速AI验证覆盖率收敛；智能场景验证工具GalaxPSS，能够利用场景建模自动生成跨平台、可复用、智能化自回归的测试激励；数字验证调试系统Fusion Debug则贯穿所有工具，提供了跨平台的高效调试解决方案。
△图源：全球半导体观察不完全统计
目前，使用AI技术与工业软件融合已逐步渗进IC设计、制造、封测等多个环节，而从本文中描述的EDA领域来说，业界认为，EDA和AI存在双向赋能的互利关系。在IC设计生产过程中，EDA工具加入AI算法后，可以更加智能地处理复杂数据、优化布局布线、加速仿真验证等环节，同时，EDA工具通过提供高精度、高效率的设计方案，帮助AI芯片提高算力、能效比等关键指标。
国产EDA，呈现热闹景象
全球EDA市场仍以新思科技（Synopsys）、楷登电子（Cadence）、西门子（Siemens EDA）三家巨头为主导，市场集中度高达近70%。
近年来国产化浪潮汹涌，华大九天、广立微、概伦电子、芯和半导体、蓝海微、芯愿景、芯华章、鸿芯微纳、珂晶达、奥卡思微、博达微、复旦微、国微思尔芯、芯行纪等多家国内EDA企业飞奔切入赛道，加速国产化。根据数据显示，目前，国内EDA公司数量已经达到120多家，其中华大九天、概伦电子、广立微、芯华章等企业迈入全球EDA市场第二三梯队。
这几年在资本和国家政策的加持下，国产EDA企业迅速扩张。从市场动态上看，国家大基金一期入股斥资5亿入股EDA厂商鸿芯微纳；数字EDA供应商思尔芯（S2C）正式加入甲辰计划(RISC-V Prosperity 2036)；华大九天成立天津华大九天新公司；广立微集成电路EDA产业化基地项目结顶EDA企业立芯软件完成B轮融资...
值得一提的是，今年华大九天的布局动作较为频繁。华大九天拟2亿元参设两个产业基金。对此华大九天表示，公司旨在遴选和扶植优秀的EDA点工具企业，有助于快速布局EDA相关标的，打造全流程EDA工具系统，进一步提升企业竞争力。此外，华大九天还成立了天津华大九天，注册资本2亿元，新公司的成立，将进一步巩固华大九天在EDA领域的领先地位，并为其在全球范围内的业务拓展提供有力支持。
结 语
总体而言，全球EDA市场格局高度集中，自主可控的国产化迫在眉睫。从国内现状来看，华大九天副总郭继旺曾表示，EDA巨头们通过多年发展以及不断并购，各自构建了完整的产业生态链，形成非常高的壁垒。很多IC设计厂商面临产品问世时间的压力，更倾向于采用比较成熟经过多次验证的EDA工具。
近年来，国内EDA企业纷纷冒出，但行业整体上技术壁垒高，研发投入大、周期长，缺乏世界级的领军人物和顶级技术人才，以开发单点工具为主，缺少全链条企业，缺乏并购整合经验与能力，需要产业链上下游生态协同配合。
展望前路，EDA企业需将自身精力专注在技术创新、保持与外界深化合作，逐步完善国产化产业链布局。随着中国半导体市场的高速发展，国产化替代推动EDA企业不断前进，业界预测，未来，国内EDA行业市场规模将持续增长，向高端化、智能化、定制化方向发展。
