一、EDA市场及格局分享
行业地位：
EDA软件在集成电路产业链中处于极为前导的地位。前导的特点体现在，当任何材料工艺、半导体工艺的进展出现新突破时，这些进展均需通过EDA工具才能传导至IC设计端的企业。
主要公司：
业内前三大公司分别为Synopsys、Cadence、Mentor Graphics，竞争格局较为稳定。三大公司均成立于上世纪八九十年代，成立以来主要做了两件事。
第一，稳定地垄断市场。Mentor Graphics领先于先进工艺的研发领域，尤其是Foundry部分；Synopsys和Cadence则在设计领域占据重要地位，设计领域内也有区分，Synopsys领先于数字设计全流程工具，Cadence则领先于模拟全平台的全流程设计工具。
第二件事，大吃小以求创新。作为老牌的垄断性工具厂商，其技术创新很难靠内部研发，更多是靠兼并其他小而优秀的创新性技术公司来带动产品的更新进步。厂商创新的推动力主要是工艺的进化，任何一代新工艺技术的出现，都会引起对应设计的大变化，为IC设计端与传导端的EDA带来机会。在这个过程中会出现小型创新性EDA公司，他们大概率被兼并，这是行业特点。
EDA行业产品划分：
EDA软件产品对应IC设计领域，主要可以分三大类：数字芯片所使用工具，模拟芯片所用的工具，在工厂端与供应参数、Foundry比较匹配的工具。
在数字设计领域Synopsys占霸主地位，这部分和代码密切相关，也是国内IC设计公司最早进入的领域。21世纪初，国内IC公司更多在做代码设计，把后端的版图实现交给包括芯原在内的Design Service公司来实现。很多EDA公司包括Synopsys、Cadence也提供版图实现服务，他们通过此服务带动EDA工具的销售。这是过去的模式，现在由于业务利润不高，都在淡化拆分Design Service服务，用IP业务作为新的增长引擎。版图完成后则要交到Foundry进行代工生产。此时要进行一系列的检查，称为 check，完成所有check或叫sign off。
模拟设计芯片全流程的工具以Cadence为主。国内的EDA厂商中，华大九天也有全流程的工具平台，其工艺节点相比Cadence差三代以上，但是完全可用。华大适应了国内屏显行业的需求，推出了FPD系列，华大在国外也有客户，包括电源芯片的MPS。大部分芯片设计公司有数字芯片设计能力，小部分有模拟芯片设计能力，数字芯片市场销售更大。Cadence在总体EDA营收方面低于Synopsys。
第三种工具占比较小，是给Foundry使用的工具，包括工艺曲线拟合、半导体材料的温度等物理参数的拟合工具，一般称为TCAD。这种工具的制作者有来自美国的Silvaco以及日本的绩达特，中国的概伦电子也为Foundry方面提供材料建模仿真产品。
EDA市场规模：
EDA虽然在半导体行业里处上游、关键的地位，但全球市场份额也不大，每年百亿美元规模。这两年增长迅速，尤其是国内，近年都是100%的增速。国内份额相比较小买的工具少，有两点原因：一是国内半导体行业处于追赶的落后地位，EDA销售与IC产业有匹配性，份额较小；二是由于国内相关法律环境的缺失，导致盗版滥用的出现。近两年国内EDA的全球市场份额从全球7-8%突破10%，增速较快。
开发模式：
EDA产品开发存在铁三角的关系。第一个角是EDA厂商，第二个角是Foundry，尤其是有先进工艺线研发能力的Foundry，第三个角是领先的底层IC设计公司。
EDA厂商进行EDA产品研发时必须依赖Foundry提供的工艺参数的支持，如果Foundry能够给出业内领先的甚至是没有对业内正式公开的工艺参数，并且先进工艺中存在一些尚未解决的问题时，就存在这样的可能：EDA厂商根据新的工艺线研发出颠覆性的EDA产品，从而打败EDA巨头。这个故事其实在以往的工艺性迭代中已经出现过好多次。比如说美国的Magma公司只用二、三年就在纳斯达克上市，当时它其实就是抓住了100nm以上到100nm以下工艺转进，其工具甚至在特性上击败了Synopsys，后来被其收购。另外一角是底层IC设计公司，他们会使用先进的工艺，在和Foundry进行先进工艺磨合时，可以拿出复杂度非常高的设计去尝试进行这些工艺从而发现新的问题，再把这些问题再提交给 EDA厂商解决，由此通过三方的合作，就可能孵化出一些非常优秀的、具有颠覆性的EDA产品。因此开发模式的铁三角特性非常的明显。
之前国内的公司得到的Foundry支持非常少，而在先进的 IC设计公司包括之前的海思、中兴那里得到的是支持也很少。在对民用EDA工具限制之前，无论国内外的先进Foundry和设计公司对于国内的EDA工具与解决方案都是不屑一顾的，他们很容易买到美国的成熟产品。但是后来对中兴以及华为进行技术封锁，国内的铁三角迅速成型。现在国内很多公司抓紧利用铁三角的红利，通过得到Foundry和设计公司的支持，进行开发模式的拓展。
销售模式：
EDA的每一个产品都有很多的功能点，每一个功能点它的价格也不一样。同一类的工具，不同的客户购买的功能点不同，我们称之为按feature销售。每一个feature都会对应一个License， IC设计公司或者Foundry购买不同功能点的license。License是按年销售，国内的情况一般是每三年需要购买一次，三年到期后进行合同续费继续购买License。
对于大客户而言，EDA公司也有一种类似于批发的模式，不是按照具体的feature销售，而是将所有功能开放，提供一个package，到 tool pool中check，每一个feature按token定价授权，从而更容易与大客户形成大型可预期的订单，这种销售模式更为稳定。
此外，在华为受到限制后进行了EDA工具的大量购买，但其购买的不是这种三年的license，因为三年还是有限制的，而是买断式或者叫做永久期的license。所谓的永久期license按照永久期或者99年制定feature的价格，通过一次性买断，然后当时各家EDA公司的销售表现都非常亮眼，就是因为大客户海思进行了授权的买断。但买断式模式也有缺点，虽然未来可以持续性的使用工具，但当新的feature出来之后，是不会提供更新的，也就是说海思得到了合法的授权使用，但是得不到后续更新以及支持服务。
国内EDA企业情况：
国内EDA市场急剧扩大。第一点，国内市场的销售额持续多年占全球EDA市场的8%左右，近年来在扩大。第二点，国内EDA公司数量在急剧的增多，在北京6月份的时候，工信部召集国内所有的EDA公司开展会议，会议上我们看到国内的EDA厂商已经到了30家左右，这其中也包含了一些老牌EDA公司，包括像华大九天、概伦电子，也包括一些新的势力比如芯华章。
华大九天拥有的产品包括模拟全流程的工具，以及一些数字设计流程里面的点工具，或者称为阶段性的工具，还包括FPD，也就是液晶显示的全流程工具。目前的人员规模大概在500人左右，应该是在国产EDA公司里面规模最大的。
深圳的芯华章公司团队包括创始人有一个比较明显的Synopsys技术团队背景。目前的规模在几十人左右。其主要产品是用在数字设计领域的功能验证工具。芯华章是数字设计功能验证领域的国产EDA厂商中人员规模最大的，这也意味着它需要买最多的 EDA工具的licence。
深圳鸿芯微纳主要产品是数字的后端工具，他们的技术团队在这一领域有一定的基础，我也研究过他们最早的产品并给我的用户使用，反馈良好。
概伦电子目前正在IPO阶段，是国内的老牌EDA公司。它的产品主要分布在器件的建模以及仿真这方面，其客户在钢铁领域比较多。
其他的一些比较老牌的公司比如芯禾科技的工具主要是用在封装、仿真、封装工具、系统仿真、器件、高速电路板领域，其最早是做高速电路的设计服务工作，慢慢将自己的业务工具化软件化，形成了在高速电路、包括封装领域独具特色的EDA工具。
上海的广立微电子也是以设计服务为主的模式，在和Foundry相关的一些成品率分析、测试单元的自动生成方面很有特点。
国内的 EDA厂商很多，但是每一家的规模相比而言都不是很大。举个例子来说，华大九天现在它的这种人员规模只有500人，而Synopsys从事EDA研发的有5000人，可以看到国内外EDA厂商规模差距很大。在这种对抗的情况下，也为国内的EDA公司发展提供了一个比较好的上升空间。

外界限制以及国内应对：
外界对半导体产业的封锁主要在CPU和EDA两个方向，其中EDA一直在“巴统”名单上，这推动中国在90年代组织研发第一代EDA产品：熊猫平台，这一团队后来变成中国的华大九天公司。外界对国内华为等实体企业、涉军企业和军方背景学校进行技术封锁、禁售，禁售产品包括EDA、IP、CPU技术等，这导致国内的IC厂商为了进行CPU的研发，要么去买ARM的产品或者AMD过时的技术，通过非常曲折的道路拿到x86的授权。这些禁售也促使国内开始开发和补全EDA生产短板。
华为被限制后，开始进行EDA产品的买断，但这也同时带来一些问题，买断10nm的授权，当新的产品出来的时候，由于没有授权，因此华为无法使用7nm、5nm的功能点去进行EDA的设计，而使用10nm进行设计效果会差得多。买断型的license可以使用已经获得的授权产品和技术，但是同时无法获得原厂提供的后续技术支持。
就芯片领域而言，买断式的漏洞对于不同的芯片类型影响不一。以海思为例，影响最大的是先进工艺的数字芯片。特别是手机芯片，非常追求计算性能和功耗效率，才能与高通、三星等厂商有竞争优势。一旦license买断，最先进工艺被锁死，在手机芯片上受到冲击最大。包括AI芯片也属于数字芯片，尤其是用于服务器的AI芯片需要使用最先进工艺同样受到较大冲击。受影响较小的是模拟芯片，模拟芯片工艺与数字工艺不一样，最先进的数字工艺已经达到5nm以下，但是模拟工艺可能只需要65nm、90nm，而且模拟工艺的产品线较长，因此受到的影响比较小。而10nm以上的工艺，包括16nm、32nm等等由于之前买断授权，仍然可以使用EDA工具，这一块工艺受阻节点不在EDA而是Foundry的代工能力。

二、问答交流环节
Q: 如何看待未来国内EDA国产化发展趋势？
A: 一方面，以前海思对标的是国际领先半导体生产商，因此并不是很在意国内的EDA厂商，也不会主动寻求合作和提供资源。但是目前外界对其限制，使得华为不得不将产业链合作立足于国内，限制前已经与中芯国际展开合作，进行一些中低端产品的代工。中芯国际的产线在其帮助下可以逐渐实现14nm的量产，且良率较高，可谓受益良多，并且最终帮助国内的其他IC厂商。之前中芯的线可能是给海思等厂商专线专用，但是现在国内厂商也可以使用中芯的产线进行自身产品的生产，可以看到国内技术的涟漪效应。此外，国内EDA厂商也受益较多，包括概伦等和海思进行一些缝缝补补的合作。由于海思在某一期的技术点上想要取得更好地效果，这些工作和Foundry的关系较少，而现在有很多设计流程上很重要的步骤，需要作为课题与国内的EDA厂商一起商讨、合作，从而一起孵化阶段性的产品。目前国内EDA研发的三方合作孵化模式已经逐渐成熟，国内EDA公司受益于头部设计公司和国内Foundry的合作。
另一方面，任何一个EDA公司想要做大必须要使得其工具可以解决业内领先的问题。之前华大九天也有一些核心工具但是没有连接成片，这是因为对于全流程工具必须提供给Foundry核心信息，但Foundry主要掌握在美国、台湾手中。而现在国内像中芯国际可以量产14nm、12nm，通过与国内EDA厂商展开合作为研发先进工艺提供了可能。
总结而言，国内EDA发展存在两个趋势：第一，查缺补漏，模拟工艺已经有的全流程工具，数字化工艺在未来可以尝试多方合作，补充形成全流程工具；第二，已有的工具需要支持业界、国内可以安全获得的最先进的工艺节点，从而使国产EDA公司可以在通过与国内头部IC合作，实现相对较高的行业集中度。

Q: 国内EDA云化趋势的发展速度如何？
A:云化最早在06-07年，Cadence最先进行了尝试，将一部分算力放在了亚马逊。近年来，Facebook、google等互联网公司开始做芯片，他们将相关业务与公司本身的互联网工作联合起来，国外半导体行业上云速度逐渐加快。
国内也在追随国外脚步，算力资源分配的问题也在强化云化需求。IC设计的过程中对算力的需求是不平均的。以数字芯片设计为例，前端设计算力需求不高，进入验证阶段需要高并发量的验证服务器集群需求，其特点在于对核数要求较多，后端对服务器需要高并存机器，对内存占有要求较高，因此算力的需求变化天然有利于云化的尝试。目前国内的一些公司也在协助半导体公司上云的尝试，国内的半导体厂商都提出两个核心要求：第一，服务器需要与其他网络物理隔绝（glass house），我的服务器不允许与其他服务器连接，只能运行自身的程序；第二，提供的数据不是所有的设计数据，而是某个阶段的加密数据。
云化的趋势已经出现，对于EDA厂商的影响在于商业模式需要进行调整。以前的商业模式是按feature售卖，每个feature按年收费。但是上云后客户可能只用半个月，同时释放算力后license会增多，因此目前没有一个很好的上云方案来实现多方共赢。大公司上云本身就是与EDA公司进行package的合作方式，而对于小客户的模式还在尝试。
云化推动国内EDA行业的动力不足。主要是因为EDA虽然非常重要但是规模有限，全球EDA百亿美元规模，国内也就几十亿人民币。因此厂商为了迁就具体行业而对算力群进行改造适配的动力不足。目前国内已经出现中间服务层，两方分别是IC设计公司和算力提供方，为双方提供服务、减少成本。利润需要两头依靠，既需要IC设计的合作客户的渠道，另一方面售卖的不是自身的产品，因此大型厂商对其关注度并不高。
总体而言，国内已有EDA上云趋势，但是速度可能受限。

Q: 近年来为什么国内EDA市场增速快？海外为了应对国内EDA的崛起是否会放纵盗版？
A: 国外的厂商在盗版限制方面已经多年使用双轨制管理，而这一现实在国内的法律法规相对成熟之前是不会改变的。双轨制不会消失，会逐步收紧。之前国外厂商使用双轨制的原因在于国内半导体厂商利润率很薄，国外EDA厂商为了盈利对EDA工具半买半送，主要对IP收费。而如今这一环境已然改变，国内市场规模在迅速扩大的原因在于客户资金迅速涌入，并且投资目标是公司几年内上市，要求EDA工具必须合规，这使得国外的EDA公司在国内营收也非常好，因此这个趋势未来会逐步收紧。

Q: 国产EDA公司是否会因为客户仅限于受限制的公司而发展困难？
A: 任何一家公司一旦规模增加，挑选EDA供应商时都有避险的需要。因为一旦某个供应商陷入司法困境，其整个设计工具将面临较大的风险。国内产品以前无法成为国外头部厂商的backup，但近年来由于外界限制的行为，导致华为等企业开始寻求国内厂商进行产线替代，而EDA行业也有芯片部门，为了避险也就不能全部使用国外的三大厂商，而必须选择国内厂商作为backup。因此外界限制实际上利好国内EDA厂商。

Q：未来是否会出现一个平台型公司，还是会各自上市，诸侯并立？A: 6月份国内工信部召集国内EDA公司开会时讨论是否需要对国内EDA正版化提供更严格的法律环境，而大家的看法并不统一，同时谈到国外EDA发展趋势是头部公司兼并具有自身技术特色的中小型技术创新型公司。因此国内EDA市场的集中度提升更为重要，过多公司上市不利于产业做大做强。

Q: 国内公司目前的发展趋势是在IC设计端成熟设计工艺替代还是进行先进工艺的替代？
A：这涉及到技术的研发周期问题。长期来看，实现最先进的工艺替代无疑是最好的，并且必须实现先进工艺替代才能实现更高的利润，而不是局限于成为backup。短期而言，要基于已有产品进行小范围的拓展，先作为backup获得一定的订单，获得初步的订单和利润从而得到IPO的资格。

Q: 目前是否是类似7nm、光刻机等的硬件约束造成我们的工艺突破较难？A: 是的，EDA是整个生态的一员。材料基础决定我们可以制造出什么样的工艺，而工艺决定了我们的生态。因为我们的制造能力落后，造成我们的工艺和设计落后。

Q: 华大九天在数字IC设计、模拟IC设计、FPD这三块的业务占比以及增速如何？
A: 当前来看FPD的业务占比最多，华大九天在这一领域产品技术的完整性较高。随着国内FPD进入第一梯队，华大九天有着先进的解决方案，甚至在技术上优于国外的竞争对手，因此FPD给华大九天带来稳定增长的营收和订单。模拟IC设计方面，使用华大九天自有设计的模拟公司规模较小，这一领域的增长较慢。增速较高的则是数字IC设计方面，一方面拥有对数字产品持续的需求，另一方面如果能开发出前端与后端全流程工具，也可以借助已有渠道迅速进入国内客户市场，华大九天如果可以按照原有计划发展，数字IC将会成为一块高速增长的业务。

Q: 物联网、手机端的芯片与数字IC设计的业务是否更相关？
A: 是的，它们都属于数字芯片。就设计的复杂度而言，手机芯片的难度最高，因为其应用规模较大，作为一个SoC涉及的板块非常多。而IOT芯片规模较小，设计难度更多在于设计方法和架构上的创新，从而使得功耗更低，因此二者对于具体功能点的需求不尽相同。

Q: 华为现在已经买断了10nm以上的授权，这种成熟工艺制程涉及到的升级会很频繁吗？
A: 会很频繁。工艺的演进有大节点和小节点之分，大节点比如从28nm到16nm，设计从平面设计进入FinFET设计，此时工具和名称都会进行更换，变化极大；而小节点比如从10nm到8nm甚至到5nm，这类工艺都是基于FinFET设计，变化较小。而到5nm以下工具又要进行更换，势必又要出现断崖式变化。

Q: 国内较为领先的EDA厂商比如华大九天和概伦电子能够达到的工艺节点是多少？
A: 他们的领域和阶段不太一样。概伦在建模和仿真领域的工艺已经较为先进，华大九天的数字点工具也基本上跟随台积电的工艺节点向前发展，因此二者在已有工具的支持上与主流没有大的断代。但是为了变成全流程工具，势必要从点到面，这会面临与Foundry的三边合作。在一些还没有成为主流的先进工艺上，比如5nm及以下的工艺，国内尚且没有达到。



来源：投研锋向