摩尔定律类似,EDA既是技术问题,又是经济问题。摩尔定律认为微处理器的性能每隔18个月提高一倍,而价格下降一半。

 

作为半导体最上游的EDA,则杠杆撬动了整个半导体下游,让芯片从设计到流片能够尽可能花更少的钱。从经济层面来看,EDA与摩尔定律都是在关注如何产生更大经济效益。EDA规模虽小,却能四两拨千斤。

 

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国产EDA高速发展

与半导体产业的其它环节不同,EDA产业是一个弱周期的产业,一方面是与晶圆和封测相比,EDA本身是轻资产,另一方面原因则是,EDA产业独特的“授权费”模式,让整个产业能够对冲一定的行业周期性风险,实现平稳增长。

 

国产半导体的高速发展是从华为被限制开始的,国产EDA的飞速发展,也开始于此。

 

根据全球半导体行业观察的不完全统计,自2018年至今年上半年,新注册成立的EDA企业有23家,自2021年至今,完成融资的国产EDA企业累计达到32家,其中金额从百万到数十亿不等。其中的明星企业,合见工软在6月初刚完成了超11亿元Pre-A轮融资。

 

截止目前合见工软累计融资规模已经将近30亿元,其股东团队也堪称豪华。不仅有大基金,还囊括了联发科、闻泰科技、韦尔股份、澜起科技、卓胜微、瑞芯微、上海瀚迈、华勤通讯等多家知名芯片领军企业及其关联基金。瑞芯微董事长励民也在其股东之列。

 

另一家企业,芯华章今年5月刚宣布完成超过4亿元Pre-B 轮融资,6月又宣布完成数亿元 Pre-B + 轮融资,目前累计融资金额超12亿元。此外,华为旗下的哈勃投资目前也直接或者间接参与了5家国产EDA企业的融资,分别是阿卡思微、无锡飞谱电子、九同方微电子、立芯软件以及国微思尔芯。

 

除了融资之外,国产EDA企业最近一年时间密集登陆资本市场。作为国内EDA第一股,概伦电子已于去年12月28日正式登录科创板,上市首日即大涨51%。概伦电子之外,国内EDA龙头华大九天,和另一家EDA企业广立微也于本月初上市,锐成芯微科创板IPO已受理,芯愿景在着手IPO,国微思尔芯在科创板IPO审核状态变为中止。

 

从新注册企业数量,融资以及上市这几点,不难看出,国产EDA企业正在一改此前发展缓慢的步调,开始快速发展。但如同先进制程一样,EDA是一个高度垄断的行业,想要突破垄断不是一朝一夕的事情。

 

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EDA的壁垒

当前全球EDA的三大龙头中,Mentor Graphics已被西门子收购改名Siemens?EDA,目前财务状况已不对外公开,但另外两家新思科技(Synopsys)和楷登电子(Cadence)财报依然可查。

 

根据新思科技的财报显示,2021年其营收为42亿美元,其中研发费用为15.13亿美元,研发占比36%。铿腾电子2021年的营收为26.83亿美元,研发费用为11.34亿美元,研发占比38%。新思科技与铿腾电子两家EDA龙头2021年的研发之和为26.47亿美元。

 

目前国内的EDA企业中,EDA第一股概伦电子2021年营收为1.94亿人民币,华大九天2021年营收为5.79亿人民币,国内EDA企业的营收与龙头之间的差距巨大。不过在市盈率(TTM)上,新思科技为59.94,铿腾电子为67.68,概伦电子为584.39,华大九天为467.11,资本市场对于国产EDA的前景持看好态度。

 

除了规模上的差距之外,技术与人才是半导体产业的发展的通病。EDA产业与IP产业,以及其它诸多半导体产业相同,国内技术与国际先进水平差距较大。一个很重要原因在于国外起步早,具有先发优势。

 

国外企业在长期的发展中,通过自身的技术沉淀,培养了大量的技术人才,形成了强大的技术壁垒与专利壁垒。此外,在其发展过程中,产业并购是一个无法绕开的话题。在美国EDA公司的并购历史上,仅仅由Top3 的三家巨头直接参与的并购达到200次。每家企业的并购数量平均达到70次。如果考虑许多并购公司在此之前也是吃东吃西,总并购次数大约在 300次左右。这些并购让EDA龙头加快了技术与专利的积累。

 

除了资金与技术之外,上下游的客户绑定也是重要的壁垒。EDA工具软件除了被广泛应用于IC设计之外,还被用于晶圆制造与封测产业。晶圆厂与EDA企业之间的长期合作形成了很高的默契,晶圆厂为EDA企业提供PDK文件更新,而EDA企业为晶圆厂提供工艺流程服务销售。随着工艺制程的不断提高,晶圆厂的PDK文件也会成为EDA厂商的核心优势,双方的绑定会更加紧密。

 

目前国内的EDA企业主要以点工具为主,流程类的涉及较少,目前国内只有华大九天一家在模拟电路拥有全流程覆盖能力。在先进制程中,不同的Fab厂由于设备有差异,所以工艺会有差别,导致对EDA的需求也不同,这对于国产EDA企业来说是一个机会,但危与机并存,EDA工具公司的另一大局限性在于,其工具要在流程内运行,因此会受制于流程类企业。

 

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政策支持

2021年工信部在《“十四五”软件和信息技术服务业发展规划》中提出,要重点突破工业软件,补足关键基础软件短板设计电子设计自动化软件(EDA)。除了工信部发文之外,北京、上海等多地政府也发布相关鼓励支持政策。纵观EDA产业的发展,与这些支持性政策密不可分。

 

美国在EDA领域一直以来都奉行长期主义。根据IEEE的一项数据显示,自1984年至2015年,美国国家科学基金(NSF)资助了将近1200个与EDA相关的研究课题,这意味着NSF长达30年且每年资助40个左右的EDA相关课题。此外,NSF和半导体研究共同体(SRC)还与美国国防部以及工业界缔结了牢固的联合投资机制,每年将大约2000万美元的资金投向EDA研究领域。

 

从美国EDA产业的发展来看,由于EDA产业的特殊性,产业规模相对晶圆代工与IC设计等领域规模较小,且技术要求高,因此需要政策与产业基金(来自政府、上下游企业等)的支持,才能持续良性发展,这对我国EDA产业发展具有借鉴作用。

 

总结

以2018年年底为界,在此之前,国产EDA的进展缓慢,2018年年底之后,随着国产替代的提出,国产EDA迎来了发展机遇,尤其是资本对EDA青睐有加。但从产业发展而言,国产EDA与龙头有十分巨大的差距,依然处于追赶阶段,未来中国EDA产业的发展依然需要走很长的路。