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補上最后一塊拼圖
撰文/陳鄧新
編輯/李覲麟
排版/Annalee
芯片產業,總是牽動著互聯網的敏感神經。
國際形勢日趨復雜,撕裂了芯片的全球產業鏈,特別是隨著2025年11月1日的臨近,圍繞關鍵軟件的博弈成為新焦點。
其中,最令人矚目的當數EDA設計軟件。
EDA被譽為芯片之母,長期被海外巨頭把持市場,成為國產芯片替代最薄弱的一環,在此特殊時刻,外界流露了更多的擔憂。
那么,國產EDA走到哪一步了?
海外三巨頭長期把持市場
工欲善其事,必先利其器。
EDA的全稱為Electronic Design Automation,即電子設計自動化的意思,是芯片設計必不可少的輔助工具。
深圳理工大學算力微電子學院院長唐志敏表示:“在半導體產業鏈中,設計與制造的深度融合是產出領先產品的關鍵,EDA設計軟件則是連接兩者的核心紐帶。”
EDA的重要性,不言而喻。
一名產業人士告訴鋅刻度:“早年間,電路板上只有幾個、十幾個、幾十個晶體管,手繪版圖還可以游刃有余,現在都上千億個了,沒有EDA就好比無米之炊。”
上述產業人士進一步表示,EDA之于芯片,就好比CAD之于建筑、剪影之于短視頻Photoshop之于美術、Unity之于游戲,雖然不起眼卻必不可少。
問題在于,EDA市場一直被Synopsys、Cadence與Siemens EDA三家美系公司把持。
TrendForce的數據顯示,2024年Synopsys、Cadence與Siemens EDA的全球市場份額分別31%、30%與13%,合計占據74%的全球市場份額。
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圖源:TrendForce
而在國內,EDA三巨頭也占據了超70%的市場份額。
之所以如此,皆因歷史沉淀更為厚重:20世紀80年代中期,EDA三巨頭的雛形就浮出水面,彼時國產EDA剛剛起步,直到1993年第一個國產EDA“熊貓系統”才填補了空白。
盡管落后國際先進水平數年,“熊貓系統”依然被寄予厚望。
集微網表示:“‘熊貓系統’由于價格僅為同類產品的1/10,導致美國芯片廠商也一度選擇‘熊貓系統’,在市場中引起較大反響。”
不巧的是,EDA三巨頭隨之殺入了國內。
憑借免費贈送、多方合作等打法,再疊加技術的先發優勢,一舉占領了國內市場,“熊貓系統”等國產EDA最終走向了邊緣化。
一名軟件工程師告訴鋅刻度:“任何軟件都有一個特性,‘不怕不好用,就怕沒人用’,只要不斷積累、不斷迭代營造一個成熟的生態,市場就不會給新玩家機會。”
如此一來,EDA成為芯片國產替代的最大軟肋。
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EDA設計流程
近年來,手機、汽車、互聯網等領域的科技企業紛紛開啟了自研芯片之路,小米自研了SoC芯片玄戒O1、理想自研了智駕芯片M100、百度自研了云端全功能AI芯片昆侖芯、阿里巴巴自研了AI推理計算芯片li-NPU……
隨之而來的,則是對EDA需求的水漲船高。
中國半導體行業協會的數據顯示,芯片產業鏈分為設計、制造、封測三個環節,設計環節與制造環節都需要用到EDA,合計比重超過75%。
這意味著,EDA三巨頭如若不再授權,行業恐被“卡脖子”。
“遠川科技評論”表示:“一旦EDA廠商停止向芯片設計公司授權,意味著后者無法取得代工廠最新的PDK,基于新工藝的設計和流片同樣無從談起。”
此背景下,國產EDA肩上的擔子更重了。
彎道超車并非天方夜譚
事實上,國產EDA并未坐以待斃,一直頑強地向上生長。
一條路徑,尋找差異化生存空間。
“熊貓系統”的技術繼承者為華大九天,在液晶顯示領域找到了突破口,成為全球知名的全流程FPD(平板)設計解決方案的供應商,全球每3臺智能手機的屏幕驅動芯片中就有1臺由華大九天的EDA設計完成。
站穩腳跟之后,其將邊界擴大至芯片設計的核心領域。
財報顯示,華大九天的全流程工具在國內fabless企業的滲透率達35%,較2020年增長了22個百分點,其中海思、中興微電子等頭部客戶的采購額占比超40%。
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華大九天僅次于三巨頭,圖源:中原證券研究所
另外一條路徑,集中精力聚焦高端市場。
大多數企業沒有華大九天的全流程實力,選擇的是深耕特定市場,代表企業為概倫電子,聚焦的是器件建模與電路仿真的高端市場,助力5G基站芯片等實現進口替代。
值得一提的是,概倫電子的NanoSpice高精度仿真器通過三星3nm GAA工藝認證,與Synopsys、Cadence并駕齊驅,成為全球唯三的玩家。
此外,概倫電子收購銳成芯微(IP供應商)與納能微(電源管理IP),意欲通過“EDA+IP核”的打法,縮短芯片產品從設計、驗證、上市的周期,迭代為一站式芯片設計解決方案,從而提升市場競爭力。
需要注意的是,近年來不確定性陡增,EDA國產化提速不再是一個選擇題,而是一個必答題,為了掌控芯片領域的關鍵軟件自主權,賽道涌現了一批新勢力。
TechNode的數據顯示,在中國研發EDA軟件的公司數量,遠超世界其他地區的總和,至少有60家此類公司。
其中,近期揭開神秘面紗的啟云方,堪稱新勢力的翹楚。
前不久,啟云方正式官宣了針對原理圖與PCB的兩款EDA設計軟件,產品性能較行業標桿提升30%、產品硬件開發周期可縮短40%、智能輔助設計一版成功率提升30%,已有超過2萬名工程師使用。
更為重要的是,啟云方進行了顛覆性創新。
串行作業是海外EDA的基本理念,一直深深影響著整個行業的發展,啟云方沒有循規蹈矩,而是祭出并行作業的打法,在協同設計上下足了功夫,原理圖設計軟件支持100人同時在線并行設計,而PCB設計軟件支持20人同時在線協同設計。
“幻塵科技”表示:“傳統認知中,后發國家在高精尖領域只能‘步步追趕’,但啟云方直接實現‘性能反超’,這種突破不是簡單的‘國產替代’,而是通過算法重構和架構創新,在設計效率、兼容性等核心指標上建立新的技術坐標系。”
由此一來,國產EDA從國際標準的追隨者進化為國際標準的定義者,進而有了彎道超車的可能。
實際上,在AI浪潮之下,國產EDA上演彎道超車的可能性更大了。
大模型可以預測芯片在運行特定應用程序時的性能表現,從而減少EDA的重復工作、規避不必要的錯誤,大幅提升了工作效率。
“半導體產業縱橫”表示:“在芯片布局布線問題中,傳統的EDA算法可以根據芯片的功能需求和性能指標,合理安排各個元器件的位置,并規劃出最優的電路連接線路。而現在,基于機器學習的優化方法可以尋找比傳統EDA算法更優或者更快的解決方案。”
更為關鍵的是,在AI賦能EDA上,國內外公司處于同一起跑線,誰能率先找到效率的倍增器,誰將在未來的競爭中勝出。
譬如,概倫電子正在開發基于Transformer架構的器件建模AI系統,目標是將建模時間從傳統的2周縮短至24小時。
總而言之,EDA賽道面臨重大變革,確保自給自足成為行業的當務之急,國內的老牌EDA與EDA新勢力正在合力攻堅,努力補上芯片國產替代的最后一個拼圖。
那么,早晚有一天,“中國芯”不再受制于人。
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