2021年12月23日，華為冬季旗艦新品發(fā)布會(huì)上，華為消費(fèi)者業(yè)務(wù)BG CEO、華為智能汽車解決方案BU CEO余承東帶來HUAWEI P50 Pocket旗艦折疊屏手機(jī)，不出意外，依然不支持5G。

由于美國政府制裁原因，華為公司并沒有獲得5G射頻芯片供應(yīng)。至少截至目前，華為Mate 40仍被認(rèn)為是華為旗艦手機(jī)的5G“絕唱”。

余承東不止一次坦言，“華為此前只做設(shè)計(jì)不做生產(chǎn)”這一決定錯(cuò)誤，華為也在盡力“補(bǔ)洞”。但顯然，建立獨(dú)立自主的芯片產(chǎn)業(yè)鏈，絕非一朝一夕之功。

第一步，工欲善其事，必先利其器，要有設(shè)計(jì)工具，即：EDA。

綜合企查查、天眼查等信息，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至2022年4月，華為旗下哈勃投資與深圳哈勃累計(jì)投資中國半導(dǎo)體企業(yè)超過70家，其中包括6家國產(chǎn)EDA企業(yè)，分別為：阿卡思微、九同方微電子、無錫飛譜電子和立芯軟件、云道智造和青芯意誠。

EDA（Electronic Design Automation，電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化），是指利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）軟件，來完成超大規(guī)模集成電路（VLSI）芯片的功能設(shè)計(jì)、綜合、驗(yàn)證、物理設(shè)計(jì)（包括布局、布線、版圖、設(shè)計(jì)規(guī)則檢查等）等流程的設(shè)計(jì)方式。

Δ 集成電路行業(yè)倒金字塔結(jié)構(gòu)。資料來源：華大九天招股書

與龐大的芯片設(shè)計(jì)、制造、應(yīng)用行業(yè)相比，EDA市場(chǎng)規(guī)模并不大，2020年全球EDA市場(chǎng)規(guī)模僅為72億美元，但卻支撐著數(shù)十萬億美元規(guī)模的數(shù)字經(jīng)濟(jì)，素有“芯片之母”稱號(hào)。

EDA軟件行業(yè)流傳著這么一句話：“誰掌握了EDA的話語權(quán)，誰就掌握了集成電路的命門，誰就可以對(duì)芯片行業(yè)的后來者降維打擊?！?/p>

顯然，話語權(quán)不在華為，乃至中國這邊。

01、“熊貓EDA”未能如愿

中國不是第一次被EDA難住。

1949年12月，成立僅一個(gè)月的“巴黎統(tǒng)籌委員會(huì)”宣布將中國管制國家名單。此后很長時(shí)間，“巴統(tǒng)”成員國對(duì)中國禁運(yùn)軍事武器裝備、尖端技術(shù)產(chǎn)品和稀有物資等三大類上萬種產(chǎn)品，EAD顯然位列其中。

一家美國公司的負(fù)責(zé)人在80年代中期曾自傲地表示，該公司的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，在12年內(nèi)不可能進(jìn)入中國。

因此，很長時(shí)間，我國無法獲取國外最新的EDA軟件，IC CAD工具（集成電路計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）研發(fā)工作也進(jìn)入了停擺階段。

EDA行業(yè)的發(fā)展和集成電路行業(yè)高度關(guān)聯(lián)：集成電路制程提升拉動(dòng)EDA技術(shù)迭代升級(jí)，EDA技術(shù)升級(jí)推動(dòng)集成電路更新?lián)Q代，兩者形成雙向正循環(huán)。全球EDA行業(yè)發(fā)展歷經(jīng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（廣義CAD）、計(jì)算機(jī)輔助工程（廣義CAE）、電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）三個(gè)時(shí)代。

在經(jīng)過一段時(shí)間的幾乎“空白期”后，1986年7月，電子工業(yè)部執(zhí)行國家的決定，確定在北京、上海、無錫建立3個(gè)集成電路設(shè)計(jì)中心，以北京為重點(diǎn)，先行一步。

不久后，國家又將“七五”期間的IC CAD自主開發(fā)人物交給了北京集成電路設(shè)計(jì)中心（后為中國華大集成電路設(shè)計(jì)中心，并于2009年獨(dú)立，創(chuàng)立華大九天）牽頭，動(dòng)員了全國17個(gè)單位，超120名專家齊聚北京，后續(xù)增至300人，共同開展國產(chǎn)EDA研發(fā)。

歷經(jīng)3年，攻關(guān)組在1991年對(duì)外發(fā)布新一代CAD系統(tǒng)的原型版。彼時(shí)，華裔專家連永君稱，這是中國的國寶，并命名“熊貓系統(tǒng)”。

“熊貓系統(tǒng)”問世，打破了外國對(duì)中國的EDA工具封鎖。其核心部分由28個(gè)設(shè)計(jì)工具組成，共180萬行代碼，具有集成電路設(shè)計(jì)所需要的行為功能級(jí)描述、版圖編輯、邏輯和電路模擬、測(cè)試碼生成、自動(dòng)布局布線和版圖驗(yàn)證等功能。

經(jīng)過“磨合”應(yīng)用證明后，1993年，熊貓系統(tǒng)獲得國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)。

3年開發(fā)完成后，攻關(guān)組又花了3年進(jìn)行實(shí)用化開發(fā)，由原華大副總經(jīng)理劉偉平帶隊(duì)，并于1995年完成熊貓系統(tǒng)2．2。該版本在當(dāng)年即有56套系統(tǒng)在國內(nèi)26家集成電路設(shè)計(jì)單位應(yīng)用，共完成集成電路產(chǎn)品設(shè)計(jì)逾200種，并于同年進(jìn)入國際市場(chǎng)，在包括美國在內(nèi)的3個(gè)國家擁有5家客戶，共20余套系統(tǒng)和工具售出。

此時(shí)，西方國家決定：低價(jià)、開放。

1994年“巴統(tǒng)”禁令取消，海外EDA三巨頭大舉進(jìn)入中國市場(chǎng)，便以技術(shù)成熟、價(jià)格便宜、免費(fèi)贈(zèng)送、多方合作等策略，快速收割市場(chǎng)份額。

最先進(jìn)入中國的是Cadence（楷登電子）。

1994年2月，Cadence在北京人民大會(huì)堂舉辦了進(jìn)入中國的開幕式。主席臺(tái)上一條大紅標(biāo)語通欄寫的是：”Cadence Come to China”，宣布這家全球重磅級(jí)EDA供應(yīng)商開始進(jìn)入中國市場(chǎng)。

第二年，另兩家EDA廠家Synopsys（新思科技）和Mentor Graphics（現(xiàn)西門子EDA部門）也悄悄進(jìn)入中國。

憑借更成熟的技術(shù)、超低的價(jià)格，他們迅速占領(lǐng)中國市場(chǎng)，耗時(shí)耗力的“熊貓系統(tǒng)”最終并沒有發(fā)展起來。2020年，上述“三巨頭”在全球市場(chǎng)占比超77％，在中國市場(chǎng)占比近八成。

國際EDA公司進(jìn)入中國，使得國內(nèi)集成電路設(shè)計(jì)工具開始與世界接軌，結(jié)束了過去依靠半手工半自動(dòng)化的CDA時(shí)代。設(shè)計(jì)工具的改善，使得我們?cè)谠O(shè)計(jì)上不斷精細(xì)，無論是華為海思，還是后起之秀地平線的芯片設(shè)計(jì)能力，都可謂不俗。

與此同時(shí)，自1994到2008年，國家對(duì)國產(chǎn)EDA的支持非常有限。缺少政策和市場(chǎng)支持的國內(nèi)EDA工具研發(fā)和應(yīng)用陷入低谷，與海外差距逐漸拉大。這也導(dǎo)致了國內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)對(duì)國外EDA工具的重度依賴。

由于工具掌握在別人手中，我們始終處于被動(dòng)位置。

02、本土EDA發(fā)展曙光再現(xiàn)

時(shí)間來到2008年，轉(zhuǎn)機(jī)初現(xiàn)。

在中芯國際被臺(tái)積電“折騰地”疲憊不堪的2008年，國家核心電子器件、高端通用芯片及基礎(chǔ)軟件產(chǎn)品（核高基）重大科技與項(xiàng)目也正式進(jìn)入實(shí)施階段。當(dāng)年，EDA重新獲得了國家的鼓勵(lì)和支持，被列入《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006－2020）》所確定的十六個(gè)重大專項(xiàng)之一。

隨后，2009年華大九天作為“EDA國家隊(duì)”從華大集團(tuán)EDA部門獨(dú)立出來，繼承了熊貓系統(tǒng)的核心技術(shù)，承擔(dān)了十一五、十二五“核高基”專項(xiàng)計(jì)劃，本土EDA行業(yè)也重新迎來了發(fā)展的曙光。

概倫電子、廣立微電子、國微思爾芯、芯和半導(dǎo)體、芯華章、芯愿景等EDA領(lǐng)域一批創(chuàng)業(yè)型公司涌現(xiàn)，并拿下了一定的市場(chǎng)。

以國內(nèi)EDA軟件的絕對(duì)龍頭華大九天為例，2020年在中國EDA市占率約6％，居本土企業(yè)首位，份額占比在50％以上。但與國際巨頭相比，依然很弱勢(shì)，國內(nèi)外EDA軟件多年累積的技術(shù)差距難以在短時(shí)間內(nèi)抹平。

當(dāng)下全球EDA行業(yè)市場(chǎng)集中度較高，共分為三個(gè)梯隊(duì)。

第一梯隊(duì)為楷登電子、新思科技和西門子EDA，上述三家公司具有顯著領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，全球市場(chǎng)占比約78％。

第二梯隊(duì)為華大九天、ANSYS等幾家企業(yè)，憑借部分領(lǐng)域的全流程工具或在局部領(lǐng)域的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，位列第二梯隊(duì)，全球市場(chǎng)占比約15％。

第三梯隊(duì)是一些聚焦于某些特定領(lǐng)域或用途的點(diǎn)工具的企業(yè)，整體規(guī)模和產(chǎn)品完整度與前兩大梯隊(duì)的企業(yè)存在明顯差距，全球市場(chǎng)占比約7％。

國產(chǎn)EDA公司與“三巨頭”有明顯差距，很大一部分原因在于：前者目前仍不能實(shí)現(xiàn)全工具鏈覆蓋。由于EDA工具鏈非常長，涉及軟件種類，國內(nèi)大多從某一環(huán)節(jié)單點(diǎn)切入，部分流程與環(huán)節(jié)具備較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。

如：華大九天在模擬IC領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)明顯，概倫電子則在存儲(chǔ)器領(lǐng)域儲(chǔ)備較深。但對(duì)于客戶而言，即便是采購國產(chǎn)EDA軟件的意愿高漲，但本土廠商仍無法為其提供平臺(tái)式的產(chǎn)品服務(wù)，客戶依舊需要購買大量海外“三巨頭”的產(chǎn)品，再搭配本土較為成熟的解決方案使用，顯然性價(jià)比不算高。

而盡管從歷史上來看，EDA三巨頭的形成不是一蹴而就地，均是通過自研及大量并購?fù)惼髽I(yè)最終形成厚實(shí)的技術(shù)壁壘。

海外三巨頭共發(fā)起過200多次收并購，其中Synopsys次數(shù)高達(dá)80次，為三家中最多。其早在1990年公司就收購了Zycad公司的VHDL仿真業(yè)務(wù)，并推出了測(cè)試綜合產(chǎn)品；2002年，公司收購了剛結(jié)束與Cadence多年訴訟的Avanti，一舉補(bǔ)齊了數(shù)字集成電路EDA全流程所需要的團(tuán)隊(duì)和技術(shù)，成為歷史上第一家可以提供頂級(jí)前后端完整IC設(shè)計(jì)方案的領(lǐng)先EDA工具供應(yīng)商，改變了傳統(tǒng)上“Synopsys占前端，Cadence占后端”的格局，也為后續(xù)公司市場(chǎng)份額超過Cadence打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

但中國并不具備同等條件。2020年海外EDA企業(yè)數(shù)量為600＋，國內(nèi)僅22家，且相對(duì)技術(shù)較弱，國內(nèi)企業(yè)沿循外資EDA巨頭通過兼并重組做大的發(fā)展路徑較為困難。

更深層次的阻礙還在于“生態(tài)”。

每一次系統(tǒng)性、革命性的EDA升級(jí)換代都是EDA企業(yè)和集成電路應(yīng)用企業(yè)上下游合作，在原有的技術(shù)基礎(chǔ)上開發(fā)的新型算法。

國際頭部EDA企業(yè)與集成電路制造、設(shè)計(jì)企業(yè)具備長期合作基礎(chǔ)，其EDA工具工藝庫信息完善，能夠隨先進(jìn)工藝演進(jìn)不斷迭代，進(jìn)一步鞏固了競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

這意味著市場(chǎng)尾部EDA企業(yè)難以獲得生產(chǎn)線的最近工藝數(shù)據(jù)參數(shù)，在與工藝緊密相關(guān)的工具領(lǐng)域無法進(jìn)行技術(shù)布局。下游用戶一旦確定了EDA供應(yīng)商，短時(shí)間更換EDA工具軟件的成本較大，因此集成電路制造與設(shè)計(jì)企業(yè)一旦與EDA工具供應(yīng)商形成穩(wěn)定的合作關(guān)系，不會(huì)輕易更換供應(yīng)商，對(duì)合作供應(yīng)商粘性較強(qiáng)。

顯然，海外三巨頭與頭部Foundry長期捆綁，始終處于工藝的領(lǐng)先地位。而國產(chǎn)廠商缺乏與頭部Foundry的合作，導(dǎo)致其EDA工具對(duì)先進(jìn)工藝的支持不夠，這也是國產(chǎn)EDA工具在高端芯片領(lǐng)域幾乎沒有份額。即便是華大九天，其大多數(shù)工具仍無法支持28nm以下的制程。

與此同時(shí)，海外EDA巨頭還擁有豐富的IP（Intellectual Property core，知識(shí)產(chǎn)權(quán)核或知識(shí)產(chǎn)權(quán)模塊）庫。可以理解為，IP就是把部分設(shè)計(jì)流程固化，當(dāng)Fabless使用EDA工具進(jìn)行IC設(shè)計(jì)時(shí)，可以直接把所需功能的IP模塊拿來使用，不必再重復(fù)設(shè)計(jì)，這可以極大地優(yōu)化芯片設(shè)計(jì)公司的重復(fù)勞動(dòng)率并提升設(shè)計(jì)靈活度。

當(dāng)前，主流SoC異構(gòu)芯片均是基于不同功能的IP進(jìn)行組合設(shè)計(jì)。相比于國內(nèi)EDA企業(yè)，海外EDA巨頭擁有大量IP核產(chǎn)權(quán)，這使得客戶面臨較高的切換成本，公司與下游客戶的關(guān)系更加穩(wěn)固，從而構(gòu)建具有深度護(hù)城河的生態(tài)圈。

國外企業(yè)多采用“EDA工具全家桶＋I(xiàn)P授權(quán)”模式，打造豐富、完整的IC設(shè)計(jì)生態(tài)。根據(jù)IPnest數(shù)據(jù)顯示，2021年全球半導(dǎo)體IP市場(chǎng)中，除了ARM等專業(yè)半導(dǎo)體IP供應(yīng)商外，Synopsys、Cadence這兩大EDA巨頭位列全球半導(dǎo)體IP市場(chǎng)的第二、三名，市占率分別為19．7％、5．8％。

此外，國產(chǎn)EDA行業(yè)還面臨缺錢、缺人等問題。

一方面，人才匱乏。EDA開發(fā)工程師是一項(xiàng)綜合性崗位，要同時(shí)理解數(shù)學(xué)、芯片設(shè)計(jì)、半導(dǎo)體器件和工藝，一般來說，培養(yǎng)一名EDA研發(fā)人才，從高校課題研究到從業(yè)實(shí)踐的全過程往往需要10年左右時(shí)間。據(jù)賽迪智庫的數(shù)據(jù)顯示，2020年我國EDA行業(yè)僅有4400余名人才，其中一半以就職于外企。而Synopsys一家公司全球擁有近1．2萬名EDA研發(fā)人員，華大九天的這一數(shù)字為300余名。

另一方面，資金不足。EDA行業(yè)資金消耗巨大，需要長期的資金投入。還是以Synopsys和華大九天對(duì)比，前者2018年至2020年三年累計(jì)研發(fā)投入為228 億元人民幣，是華大九天近60倍。

顯然，無論從哪方面來看。目前中國EDA公司還無法與國際巨頭抗?fàn)帯?/p>

03、國產(chǎn)EDA迎來最好的時(shí)間點(diǎn)

隨著2019年到來，中美科技摩擦加劇，美國對(duì)我國國內(nèi)高科技企業(yè)的制裁力度不斷加大，數(shù)次提高對(duì)國內(nèi)部分高科技企業(yè)的限制級(jí)別，尤其在集成電路和EDA工具領(lǐng)域體現(xiàn)的較為明顯。

以華為為例，2019年EDA三巨頭終止了與華為海思的合作，為國產(chǎn)芯片的發(fā)展蒙上了一層陰影。國內(nèi)集成電路設(shè)計(jì)及制造企業(yè)開始尋求實(shí)現(xiàn)EDA工具軟件的進(jìn)口替代。

這對(duì)于國內(nèi)EDA廠商而言，這或許是化危為機(jī)的重要時(shí)刻。

與此同時(shí)，政策、資金、人才、技術(shù)都在向好發(fā)展。

政策方面，由于EDA基礎(chǔ)研究難度高、周期長，前期投入回報(bào)較小，需要政策支持。實(shí)際上，美國EDA產(chǎn)業(yè)發(fā)展也離不開補(bǔ)貼。美國NSF、SRC和國防部等政府機(jī)構(gòu)自20世紀(jì)80年以來每年投入千萬美元級(jí)資金支持EDA發(fā)展。

我國近年來也發(fā)布了一系列政策、補(bǔ)貼支持。去年11月，《“十四五”軟件和信息技術(shù)服務(wù)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》明確提出重點(diǎn)突破工業(yè)軟件，其中EDA軟件被列出。

資金方面，隨著國家政策對(duì)EDA領(lǐng)域的持續(xù)扶持，行業(yè)也開始受到資本市場(chǎng)認(rèn)可。自2019年起，我國EDA初創(chuàng)企業(yè)的融資環(huán)境顯著改善，且不乏高瓴資本、紅衫資本、深創(chuàng)投、英特爾投資、國家大基金、中芯聚源等知名投資機(jī)構(gòu)身影。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2021年，國內(nèi)EDA賽道融資事件超15起，融資企業(yè)超12家，融資規(guī)?；虺?0億元。遠(yuǎn)超2020年的超5起融資事件、超13億元規(guī)模。其中單次融資額最高超4億元

與此同時(shí)，頭部企業(yè)也在積極尋求上市，截至2021年12月30日，國內(nèi)已有概倫電子（已上市）、華大九天、廣立微與國微思爾芯4家EDA企業(yè)申請(qǐng)IPO。

多樣化的融資渠道有利于EDA軟件公司的長期發(fā)展。此外，充沛的資金優(yōu)勢(shì)也有助于企業(yè)通過外延并購、股權(quán)投資等方式快速拓寬業(yè)務(wù)邊界，加快打造EDA軟件的平臺(tái)型公司，以實(shí)現(xiàn)芯片設(shè)計(jì)全流程覆蓋。

人才方面，盡管與巨頭們相比還比較弱小，但發(fā)展速度還是較為迅速。根據(jù)賽迪智庫數(shù)據(jù)，2018年，中國EDA行業(yè)外資企業(yè)人數(shù)為2100人、本土企業(yè)人數(shù)為700人；2021年，這兩個(gè)數(shù)字分別增至2400人和2000人。

技術(shù)方面，部分企業(yè)也取得了突破。其中，以華大九天為例，其模擬電路設(shè)計(jì)全流程EDA工具系統(tǒng)在電路仿真工具上技術(shù)可達(dá)到全球先進(jìn)水平；在平板顯示電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域，為成為全球唯一能提供全流程設(shè)計(jì)解決方案的供應(yīng)商。根據(jù)其招股書，截至到2020年底，公司共擁有已授權(quán)發(fā)明專利144項(xiàng)，軟件著作權(quán)50項(xiàng)。

顯然，政策、資本、人才都已在為此蓄力。

如今，可能是國產(chǎn)EDA發(fā)展最好的機(jī)會(huì)，誰能突出重圍？