國產(chǎn)EDA有哪些“殺手锏”？

不久前的2022北京微電子國際研討會暨IC World大會上，華大九天董事長劉偉平分享了一組2021年全球與中國EDA產(chǎn)業(yè)的相關(guān)對比數(shù)據(jù)，目前所有的EDA品類中，國產(chǎn)EDA工具的覆蓋率約為70%，尚未形成完整的平臺和工具鏈；在研發(fā)投入方面，2021年全球EDA產(chǎn)業(yè)的研發(fā)投入為46億美元，中國的研發(fā)投入為2.7億美元，占比為6%；在銷售收入方面，全球EDA總體市場為78億美元，國產(chǎn)占其中的1.8億美元；從業(yè)人員方面，全球EDA從業(yè)人員約43000人，中國EDA從業(yè)人員約4500人；但在企業(yè)數(shù)量方面，全球約120家EDA企業(yè)，中國占了70多家，不過200人以上的企業(yè)目前只有7家。 ? 目前全球EDA市場的主要份額被Synopsys、Cadence和Siemens三家所占據(jù)。

從產(chǎn)品布局來看，這三家公司的EDA產(chǎn)品基本覆蓋了芯片設(shè)計的全部環(huán)節(jié)，具備提供全套芯片設(shè)計EDA解決方案能力，但三者產(chǎn)品在不同細分領(lǐng)域中各有優(yōu)勢。其中，Cadence聚焦于模擬、數(shù)?；旌?a target="_blank">信號前后端設(shè)計平臺等方面，其主要產(chǎn)品Virtuoso、仿真器Spectre系列，及Allegro具備較強的競爭力，其主要優(yōu)勢體現(xiàn)在模擬，或混合信號的定制化電路和版圖設(shè)計；Synopsys主攻數(shù)字芯片設(shè)計、靜態(tài)時序驗證確認等，主要產(chǎn)品有Astro、TetraMAX、Verilog等，自收購Avanti等公司后，不斷補全模擬領(lǐng)域前后端產(chǎn)品能力，并推出Hspice仿真器等頗具競爭力的點工具；Simens EDA則主要擅長后端驗證，其產(chǎn)品在后端物理驗證、PCB領(lǐng)域占有優(yōu)勢，主要產(chǎn)品有芯片設(shè)計方案Calibra，仿真器Veloce Strato等。此外，KeySight、SILVACO、及ANSYS等公司在射頻等細分領(lǐng)域擁有領(lǐng)先優(yōu)勢；Altium等在PCB領(lǐng)域占據(jù)優(yōu)勢。 ? 在國內(nèi)70多家EDA企業(yè)當中，華大九天、概倫電子和廣立微已經(jīng)成功IPO，其他還有芯禾半導體、合見工軟、芯華章、思爾芯、國微芯等也表現(xiàn)搶眼，那么，這些國產(chǎn)EDA企業(yè)們都擅長哪些領(lǐng)域，有哪些拿得出手的產(chǎn)品呢？我們先來看一看已經(jīng)上市的三家EDA企業(yè)情況。 ?

華大九天：國內(nèi)唯一模擬全流程EDA工具提供商

華大九天成立于2009年，公司初始團隊部分成員層參與中國第一款具有自主知識產(chǎn)權(quán)的全流程EDA系統(tǒng)“熊貓ICCAD系統(tǒng)”的研發(fā)工作。其主要產(chǎn)品包括模擬電路設(shè)計全流程EDA工具系統(tǒng)、數(shù)字電路設(shè)計EDA工具、平板顯示電路設(shè)計全流程EDA工具系統(tǒng)，及晶圓制造EDA工具等EDA工具軟件，并圍繞相關(guān)領(lǐng)域提供技術(shù)開發(fā)服務(wù)。且已于2022年7月29日在深交所創(chuàng)業(yè)板上市。 ?

圖：華大九天主要EDA產(chǎn)品和服務(wù)的官網(wǎng)截圖 ? 華大九天的主要優(yōu)勢領(lǐng)域在平板顯示電路設(shè)計領(lǐng)域，基本上覆蓋了90%以上的客戶，主要的客戶有惠科金渝、京東方和華星光電。在模擬方面主要包括了信號鏈、電源管理、模擬混合電路、電容屏觸控與驅(qū)動電路方面的IC設(shè)計公司，客戶主要有華為、MPS、達爾科技、理光微電子，及敦泰科技等。 ? 據(jù)悉，該公司是國內(nèi)唯一能夠提供模擬電路設(shè)計全流程EDA工具的本土企業(yè)，模擬全流程整體可支持28nm及以上制程設(shè)計，其中電路仿真工具可支持5nm，晶體管級電源完整性分析工具可支持14nm。

同時具備平板顯示電路設(shè)計全流程EDA工具系統(tǒng)，已進入京東方等主要平板廠商體系。在數(shù)字電路設(shè)計部分環(huán)節(jié)提供特色方案，其中部分工具可支持5nm工藝制程，公司預計到2025年左右完成設(shè)計類所需全流程工具系統(tǒng)建設(shè)。從2018年開始建立晶圓制造工程服務(wù)團隊，能夠提供包括器件建模和PDK開發(fā)等服務(wù)。 ? 上市之后，華大九天也在不斷擴展其產(chǎn)品，比如2022年，華大九天在射頻電路設(shè)計和晶圓制造領(lǐng)域推出了3款EDA新產(chǎn)品，并發(fā)布了高性能晶體管級電源完整性分析工具。同時，公司擬通過全資子公司以1000萬美金現(xiàn)金收購芯達科技100%股權(quán)，補足存儲器/IP特征化提取工具環(huán)節(jié)。 ?

概倫電子：從存儲器EDA工具擴展到全流程EDA工具

概倫電子成立于2010年，成立之初，以“提升集成電路設(shè)計和制造競爭力的良率導向設(shè)計（DFY）”理念為指導，進行技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品布局，后來經(jīng)過多年積累，演進成為新的“設(shè)計-工藝協(xié)同優(yōu)化（DTCO）”方法學。歷經(jīng)11年，2021年7月29日在上交所科創(chuàng)板上市。 ? 概倫電子的優(yōu)勢領(lǐng)域為存儲器芯片，通過EDA方法學創(chuàng)新，覆蓋了設(shè)計與制造兩大環(huán)節(jié)，推動其深度聯(lián)動。主要產(chǎn)品及服務(wù)包括制造類EDA工具、設(shè)計類EDA工具、半導體器件特性測試儀器和半導體工程服務(wù)等。主要的客戶包括臺積電、三星電子、SK海力士、美光科技、聯(lián)電，及中芯國際等IC設(shè)計與制造企業(yè)。 ?

圖：概倫電子主要產(chǎn)品（來源：概倫電子官網(wǎng)）

? 其制造類EDA工具支持7nm/5nm/3nm等先進工藝節(jié)點和FinFET、FD-SOI等各類半導體工藝路線，長期被臺積電、三星電子、聯(lián)電、格芯和中芯國際等晶圓廠在各種工藝平臺上采用，用來生成器件模型；設(shè)計類EDA工具支持7nm/5nm/3nm等先進工藝節(jié)點和FinFET、FD-SOI等各類半導體工藝路線，對數(shù)字、模擬、存儲器等各類集成電路進行晶體管級的高精度快速電路仿真。 ? 概倫電子在上市之后，投入了大量的資源在產(chǎn)品研發(fā)方面，主要在器件建模和仿真測試這兩大優(yōu)勢領(lǐng)域。在器件建模領(lǐng)域，概倫電子的SDEP自動化建模平臺被三星電子的代工廠所采用，它能大大提高三星器件建模的效率，這是原有的器件建模產(chǎn)品SPICE之外的附件產(chǎn)品，同時在器件建模領(lǐng)域還推出了標準單元庫和PDK產(chǎn)品，并陸續(xù)向晶圓代工廠導入中；在仿真測試領(lǐng)域，概倫電子也在加大研發(fā)，鞏固其在行業(yè)中的地位，擴大客戶群體。 ? 在新產(chǎn)品方面，概倫電子在其年報中披露了NanoDesigner全流程設(shè)計工具，預計能夠滿足幾乎所有國內(nèi)的模擬芯片或定制化芯片設(shè)計的全流程。這樣概倫電子就從一個只有幾個關(guān)鍵的工具變成一個全流程的工具提供商，其市場空間將有進一步提高的可能。

? 據(jù)其官網(wǎng)介紹，NanoDesigner為客戶提供一個靈活、可擴展的存儲和模擬/混合信號IC設(shè)計平臺，支持原理圖設(shè)計、智能化版圖編輯、交互式物理驗證以及電路設(shè)計優(yōu)化。該產(chǎn)品界面直觀、易操作，無縫集成概倫電子的電路仿真 NanoSpice系列引擎、良率導向設(shè)計平臺NanoYield、大容量波形查看器NanoWave 與其它 SPICE 仿真器，全面兼容 Open Access 數(shù)據(jù)庫等業(yè)界標準文件、各類標準工具接口，還支持強大的電路查看、編輯、自動連接等功能選項，真正做到整合原理圖與版圖設(shè)計、電路仿真與分析、物理驗證與設(shè)計自動化于一體， 為以各類存儲器電路、模擬電路等為代表的定制類芯片設(shè)計提供完整的 EDA 全流程，從而極大地提升設(shè)計效率。 ?

廣立微

杭州廣立微電子股份有限公司成立于2003年，作為集成電路EDA軟件與晶圓級電性測試設(shè)備供應(yīng)商，該公司依托軟件工具授權(quán)、軟件技術(shù)開發(fā)和測試機及配件三大主業(yè)，提供EDA軟件、電路IP、WAT測試設(shè)備以及與芯片成品率提升技術(shù)相結(jié)合的全流程解決方案，在集成電路從設(shè)計到量產(chǎn)的整個產(chǎn)品周期內(nèi)實現(xiàn)芯片性能、成品率、穩(wěn)定性的提升。 ? 廣立微主要聚焦于芯片成品率提升，專攻制造類EDA，在電性測試領(lǐng)域占有優(yōu)勢。其EDA軟件包括授權(quán)模式和軟件技術(shù)開發(fā)，毛利率均在95%以上，優(yōu)勢在于自有Test Key庫。其EDA業(yè)務(wù)集中在制造類工具上，海外對標PDF Solutions，主要針對Foundry廠商進行測試芯片測試。相對于 PDF Solutions 的專業(yè)定制化軟件，廣立微的通用性軟件可以在提供通用結(jié)構(gòu)的同時，由客戶自己根據(jù)自身需求設(shè)計產(chǎn)品，有效滿足客戶保護晶圓數(shù)據(jù)機密的需求。此外，公司核心技術(shù)團隊均在國內(nèi)，擁有更優(yōu)秀的本土服務(wù)能力。隨著我國集成電路產(chǎn)業(yè)鏈 及自主可控戰(zhàn)略發(fā)展，公司有望持續(xù)受益。 ?

圖：廣立微基于測試芯片的全流程方案（來源：廣立微官網(wǎng)）

? 在測試結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)，廣立微主要提供的產(chǎn)品是 SmtCell，外圍電路繞線及電路及 IP 設(shè)計環(huán)節(jié)與物理拼接環(huán)節(jié)，公司主要提供的產(chǎn)品是 TCMagic、ATCompiler、Dense Array 等。SmtCell 可實現(xiàn)測試結(jié)構(gòu)快速版圖設(shè)計，TCMagic、ATCompiler、Dense Array 可實現(xiàn)測試結(jié)構(gòu)擺放布局及自動繞線。其中 TCMagic 提供常規(guī)測試芯片設(shè)計功能，ATCompiler、Dense Array 搭載公司自主研發(fā)的可尋址電路 IP，實現(xiàn)更高設(shè)計密度和測試效率的可尋址測試芯片、高密度陣列的設(shè)計。

客戶可以利用公司的軟件實現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計、布局繞線，以及與公司定制的電路 IP 集成在一個統(tǒng)一的軟件工具環(huán)境中，快速完成自動設(shè)計流程。 ? 在成品率提升領(lǐng)域，廣立微不僅能提供與成品率提升相關(guān)的測試芯片設(shè)計工具、測試數(shù)據(jù)分析工具等 EDA 軟件，還可以基于上述 EDA 軟件、設(shè)備及技術(shù)服務(wù)提供成品率提升全流程的整體解決方案，是國內(nèi)極少數(shù)能夠在成品率提升及電性監(jiān)控領(lǐng)域提供全流程覆蓋的產(chǎn)品及服務(wù)的企業(yè)?？梢哉f，廣立微實現(xiàn)了在測試芯片設(shè)計、測試數(shù)據(jù)采集及測試數(shù)據(jù)分析等環(huán)節(jié)的協(xié)同，提升了方案的整體效率，從而為集成電路設(shè)計、制造等各類企業(yè)提供了優(yōu)良的技術(shù)和服務(wù)。 ? 客戶方面，廣立微的產(chǎn)品受到了國內(nèi)外一線廠商的認可，目前客戶包括三星電子、華虹集團、粵芯半導體、合肥晶合，及長鑫存儲等。 ?

結(jié)語

EDA國產(chǎn)之路開始于20世紀80年代，20世紀90年底初，中國歷史上第一款具有自主知識產(chǎn)權(quán)的EDA工具“熊貓ICCAD系統(tǒng)”誕生，并獲得多個國際大獎。但隨后，國外EDA廠商進入中國，在“造不如買”的思潮下，國產(chǎn)EDA產(chǎn)業(yè)陷入了十幾年的沉寂。直到2008年國家“核高基”項目將EDA列入其中，國產(chǎn)EDA產(chǎn)業(yè)從重新受到關(guān)注。同時，中興、華為事件讓國人意識到關(guān)鍵基礎(chǔ)技術(shù)的重要性，資本市場開始關(guān)注EDA行業(yè)，數(shù)據(jù)顯示，從2016年至今，我國EDA行業(yè)投融資次數(shù)、金額以及IPO數(shù)量都在不斷增加，2020年的總計融資次數(shù)僅為18，融資金額為20億元，今年截至11月的融資數(shù)量為23個，融資金額突破85億元。 ? 如今，EDA賽道成為了國內(nèi)創(chuàng)業(yè)的熱門賽道，不少之前在外資企業(yè)的業(yè)內(nèi)人士開始在國內(nèi)創(chuàng)業(yè)，并受到了資本的青睞，比如合見工軟、芯華章等。雖然現(xiàn)在大部分的國產(chǎn)EDA軟件主要解決的是細分領(lǐng)域的問題，但相信隨著行業(yè)的發(fā)展，國內(nèi)也會出現(xiàn)更多全流程的EDA軟件，產(chǎn)品的覆蓋面也會更加廣泛。 ? ?

編輯：黃飛

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