EDA，热、热、热！从何而来？

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EDA的“卡脖子”问题，随着美国的新禁令又被重提。作为设计芯片出图纸的电子自动化工具，EDA是目前芯片行业不可或缺的关键环节。

纵观本土EDA产业变迁，似乎总是在逆境中才能获得突破的力量。

中国EDA行业目前的状况是如何形成的？三年前华为断供的阴影还历历在目，而此次又将激起国内EDA作出怎样的改变？本文基于中国EDA产业的发展进行梳理：

1. EDA商业模式奠基

2.国产初代EDA的困境

3.痛点创新的竞与合

4.中国EDA的两大支柱

01

EDA商业模式奠基

EDA商业模式的成立要追溯到晶圆代工业的崛起。上个世纪90年代，台积电作为专业晶圆代工厂，将目光聚焦在制造，服务于大量芯片设计客户。这一商业模式需要简便高效的设计工具作为配套，使中小客户不必依附于大公司内部的设计工具，就可以顺利地设计芯片。

随着晶圆代工业逐渐成型，大量纯粹的设计公司（fabless）如雨后春笋般出现，作为晶圆代工业与设计业的关键桥梁，EDA产业成熟了。

之后，EDA行业在经历了连续多年高强度的并购后，新思、楷登两巨头脱颖而出，在各环节形成了一个连贯的商业布局：

晶圆厂端，为其提供完整的PDK工艺套件，作为设计客户的标准参考，大大降低制造端的压力；设计端，为其提供DDR、USB等广泛应用的关键接口IP，节省芯片设计中自研此类IP的时间和精力；甚至在光刻机端，新思为阿斯麦开发了专用的镜头校准软件，以使光刻过程精确无误。

凭借在芯片产业链上下游的深入布局，EDA成为整个芯片产业的“关键先生”。随着数字芯片的晶体管数量飞速增长，设计出错的成本指数式增加，越来越多的设计客户养成了支付正版EDA费用的习惯。

于是，EDA产业形成了一个很好的商业模式：一方面维持着庞大精良的研发队伍以开发优秀的产品，一方面维持着完善的销售和技术支持队伍以紧密服务客户。美股EDA巨头财报中的销售费用，大部分是工程师差旅期间对客户进行技术支持产生的支出。

简而言之，创新的技术价值和高人力资本的服务价值，成为EDA商业模式的核心。

02

国产初代EDA的困境

上个世纪90年代初，在北京国营712厂一个年代久远的五楼，王阳元院士为正在埋头苦干的EDA攻坚小组加油打气：这是我们科技人员报效祖国的最好机遇！随后，王院士身边的助手拿出一包海参和肘子放在桌上，房间里响起了一片欢呼声。

EDA，电子设计自动化，一个最近频繁出现的名词，早在80年代引起了中国科技界的关注。

彼时，中央倾全国财力支持的华晶，从日本引进彩电模拟芯片生产线，EDA成为芯片设计掣肘的关键。这个新兴的细分行业，对于芯片产业来说发挥三个作用：出设计图纸、出施工图纸和施工过程辅助。

可以说，没有EDA，就只能用手去画一个又一个晶体管，人力的极限不过数百上千个，一旦过万，便已非人力所及。更不用说，现在一颗5nm的台积电芯片，包含上百亿个晶体管。

因此对华晶来说，EDA不可或缺，但巴统禁运阻碍了对这类软件的进口，无奈之下，国家只能自行研发。

EDA的国产化工程，从全国17个单位调来117名学者和技术人员，聘请之前专门从事EDA行业的海外博士作为总设计师。对EDA完全没有概念的年轻人孙坚，从C语言、数据库学到版图编辑，直到把自己学成了一个芯片通才。

经过长达四年的努力，1993年，中国第一个自研EDA面世。为了纪念研发人员长期熬夜形成的黑眼圈，这套国产EDA系统被命名为“熊猫系统”。熊猫一经出世，便将中国与世界水平拉至只有5年的差距，而且国内单位踊跃使用，短时间内，熊猫EDA被装至20家设计公司，完成近200个芯片品种。

证明熊猫系统获得巨大成功的，莫过于此前巴统对中国EDA的封禁解除了。熊猫出世不到一年，外国EDA公司纷纷来华。

然而，两大EDA巨头楷登和新思在中国建立根据地的时候，熊猫EDA却在国内待不下去了，远赴美国。

熊猫EDA在被发明出来后，再没有爹疼娘养，被抛给了国企华大集团。为了在美推广中国的EDA，熊猫的研发骨干孙坚被派往美国负责海外销售。在每一次通话前，孙坚都要把准备说的话写下来，然后照着念，以免自己的嘴皮子不利索影响拓展客户。长期坚持下，在世纪之初，国产EDA已在国外卖了不少客户。

但是，一个本土诞生的EDA，为什么抛开国内市场不搞，偏偏要跑到美国？答案是，国内当时的市场环境，容不下一个正版的国产EDA。

国内的芯片设计产业，在起步之初完全处于一个逆向工程的阶段，通俗来说就是抄别人的芯片，这也就不需要用来正向设计的EDA工具；同时，盗版EDA已经可以满足大部分低端需求；最后，那些仅存的中高端的付费用户，当然要用就用好的外国EDA。

这样一来，国内市场实际上反倒没有国内正版EDA的事。

而这种尴尬局面的根源，在于本土晶圆制造与EDA的脱节。熊猫EDA为配套华晶而生，但是华晶在908工程遭遇重大挫折，之后的909工程和中芯国际在工艺制程上穷追猛打，自然要用最先进的EDA。

如此，本土EDA还没有大规模销售，也不知道性能如何，就要面临下一次工艺进步所带来的激烈竞争，久而久之，陷入恶性循环。

也就是说，中国的芯片业从来是一个松耦合的局面：从晶圆代工、芯片设计再到封测，无不如此，这种上下游结合的疏松体制，导致每个环节都是各自目标最大化，国产EDA作为全局中最落后腿的那一个，自然不受待见。但是，发达的产业环境孕育出来的两大EDA巨头，往下满足用户需求却是轻而易举的事情。

于是，国产EDA行业天然处在了一个困境里面：

生态孱弱，占据赛道很小，熊猫EDA当时匹配华晶，局限于模拟芯片，门类太少，无法补齐，溢价能力弱；增值服务几乎没有，IP是EDA产业的自然外延，会加深设计客户对于EDA公司的依赖，但本土EDA厂商极其缺乏，因为与晶圆代工厂是松耦合；正因为生态孱弱，增值服务几乎没有，本土EDA无法获得客户青睐，没有正向循环的积累，追赶仍然乏力。

在美国频频断供的背景下，EDA已经关乎到产业安全。虽然我国的EDA早在九几年实现了突破，今天依然被卡脖子。这个行业的问题出在know-how上，而这个东西又不是天上掉下来的。那么，该怎么办？

03

痛点创新的竞与合

EDA市场的痛点集中在两端：

在制造端，晶圆厂需要PDK工艺套件提供给设计客户，自身在制造过程中也有提升芯片良率的需求，一个晶圆厂自己做这些事是不划算的，不如委托给那些承接了诸多晶圆厂业务的第三方EDA厂商，随着时间的推移，三星、中芯国际等晶圆代工厂逐渐崛起，他们要与台积电竞争，必须补上EDA这一课；

在设计端，芯片设计业快速变化，总会在特定环节演变出新的需求，因而除了EDA巨头的全流程工具，对于能深刻解决某个环节痛点的点工具存在刚需，这为创业公司提供了创新的空间；同时，随着新的应用场景与下游产品的出现，会有一些IP固化下来成为芯片设计的高频刚需品。

围绕制造端与设计端的痛点，2010年左右，大陆的创业者开始了在EDA领域的新一轮创业。

在制造端，概伦选择了存储芯片厂作为突破口。存储芯片的市场格局大大不同于数字芯片，三星、SK和美光占据了大部分市场，从设计到制造都是一体的，因而用户的感知非常迅速，反馈及时，销售对象也自然非常明确。

2010年成立后，概伦从器件建模和良率提升入手，拓展到仿真、测试等环节，对存储大厂提供更多的产品和服务。反映在财报上，概伦的收入结构呈现制造类EDA为主、大存储客户为主的特点。

在设计端，芯和选择了仿真作为突破口。在芯片设计的各个环节中，电路版图和逻辑综合是芯片设计业历史最为悠久、工程师日常使用接触最多、EDA行业最先切入的，也是享有先发优势的EDA巨头的一贯强项。一上来就期望改变用户根深蒂固的设计习惯、切全流程是不切实际的，但是，仿真作为模拟、预测芯片实际运行状况的环节，在芯片设计流程中复杂多变而又耗时，即便是初创公司开发的点工具，只要有鲜明的差异化特色也能顺利切入。

正是从仿真这样一个“利基市场”出发，芯和逐渐形成了自己的打法：依托多种自主创新的电磁、电路仿真技术，实现那些未被充分满足的痛点需求，开发出一个个好用的点工具，逐渐形成一个比较全面的涵盖了从芯片、封装到系统的面工具。在芯片设计的特定关键环节站稳脚跟后，对于主打全流程的EDA巨头和大型晶圆代工厂，便形成了特殊的不可替代的价值。因此，在其他本土EDA厂商同业合作偏少的时候，芯和与新思、楷登两大EDA巨头都达成了深入的合作。

2021年下半年，芯和与新思联合推出了全球首款3DIC先进封装设计分析全流程EDA平台。传统的从前端架构探索、后端物理实现、最后做分析验证的单芯片线性设计流程，已经无法满足后摩尔时代异构集成先进封装设计的要求，而需要在设计的每一个阶段，都要综合考虑芯片与封装的联合效应，并做出及时的仿真分析，提升设计迭代的效率。芯和的全流程EDA平台充分释放了其多年来在芯片、封装到系统的仿真领域积累的能力，成为在这条新赛道上具备先发优势的国产EDA厂商。

在设计端，珠海芯动选择了接口IP。中芯国际等国内晶圆代工厂起步之初，IP生态是缺乏的，国内设计客户也普遍囊中羞涩。IP中国化，即为设计客户提供价格更低、与国内晶圆厂对接、表现可靠的IP，可以满足相当数量的中小客户的需求。珠海芯动从IP业务出发，也为经验不足的设计客户提供芯片定制服务。

颇为有趣的是，本土EDA企业在发展一段时间后，有向芯片设计下游拓展的趋势，也就是直接下场自己设计芯片，而不满足于只充当一个EDA工具商的角色。

芯和在射频芯片、尤其是在IPD滤波器领域表现出色，打入了手机和射频模组供应链，滤波器总出货量在今年一月份累计出货突破10亿颗；芯动的广东风格非常鲜明，先后做出了矿机芯片和GPU芯片，打法犀利。

究其原因，本土EDA企业进军芯片设计，在于他们对EDA工具和IP非常熟悉后，自然而然也就具备了设计芯片的能力。对于擅长仿真的芯和来说，射频芯片的信号是非线性的，仿真能力是关键；对于擅长接口IP的珠海芯动来说，矿机和GPU芯片，有自研IP可以相当程度上降低设计成本。除此之外，本土EDA厂商自己下场设计芯片，也能向主业部门提供更直接的反馈。

04

中国EDA的两大支柱

从2020年到现在，国内突然兴起一波EDA热潮。

2020年11月，芯华章完成近亿元Pre-A+轮融资。

12月，九同方获得华为旗下哈勃投资，该公司聚焦射频EDA领域，核心团队为留美博士。

在2021年，1月，国产EDA公司概伦电子开始科创板辅导。

2月，熊猫EDA的主体公司华大九天公布创业板辅导消息。

今年，华大九天终于成功上市，掀起了二级市场一波投资热潮。

熊猫之后，国产EDA陷入僵局，为什么在如此短的时间内，雨后春笋般冒出这么多的新选手？

答案是，这些动辄大手笔融资的新选手，大多是楷登和新思等美系EDA公司培养出来的高阶经理人所创办。两大EDA公司，都选择了本土化研发和销售并举的策略，这为国内培养了一批领军人才。国产EDA明星的创始团队，经由一个全球化的环境培养与孕育，现在活跃于国产EDA行业的新兴公司，都有两大EDA的影子：

概伦电子总裁刘志宏曾任楷登副总裁。芯华章创办人王礼宾，更是两大EDA的骨干人才，先后做过工程师、销售和高管，积累了20年工作经验，也积累了海思、展锐等国内芯片大客户的行业人脉。

为什么这些人才能够在关键时刻站出来？

这与EDA行业人才的自然流动不无关系。中国EDA行业一个颇为有趣的现象是，新思和楷登两家公司都颇为“佛系”，两个公司之间的中高阶人才流动本已十分频繁，这些人才出去创业，老东家与他们的关系，也维持和平。这与芯片行业其他细分领域的激烈竞争，形成了一个鲜明对比。

而这种常态化的人才流动，将宝贵的行业知识和经验，外溢到了整个行业。从而，整个EDA行业唯独在中国发生了大规模的“细胞裂变”。原有的EDA巨头三十年的成长历史，其实是不断兼并、吸收、消化数十个中小技术实体的过程，很少再度发生自立门户或者迎来新挑战。中国市场的巨变，为古老的EDA行业注入了新鲜的血液。

在外资EDA纷纷出来创业之际，本土EDA熊猫升级而来的华大九天，也取得了突破。华大九天采取了三个策略：

由点到面突破，不再局限于只是解决个别点问题的工具，覆盖全流程，增加定制化服务，提高粘性；由芯片扩展至面板领域，第一个针对面板做全流程的EDA方案，顺利在国内平板显示器市场占下九成份额；继续在日本等国全球化扩张，成为一些巨头不可或缺的技术供应商。

外资EDA培养众多本土人才，在新的时间节点开宗立派；国内EDA扩展行业应用服务本土，同时高歌猛进一路出海。

两大EDA与华大九天看似是对立的竞争对手，但其实共同为中国的芯片行业做出了互为补充的贡献。

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