EDA风起资本市场

编者按：本文转载至微信公众号“每日财报”，贝壳投研经授发布。

2020年至2021年上半年，约有10家国产EDA企业完成了近20次融资，华大九天、概伦电子、广立微等三大EDA企业也在今年先后叩响A股大门，华为旗下哈勃投资接连入股了四家厂商。

作为“芯片之母”，EDA在资本市场刮起了旋风。

摩尔定律的受益者

EDA（Electronic Design Automation，电子设计自动化）是指利用计算机辅助设计（CAD）软件，来完成超大规模集成电路（VLSI）芯片的功能设计、综合、验证、物理设计（包括布局、布线、版图、设计规则检查等）等流程的设计方式。

为什么需要EDA呢？

原因很简单，芯片产品只要制造出来就不可更改，所以要先用EDA软件进行虚拟的设计、模拟、仿真，以便在真实产线上流片生产的时候一次性成功，从而减少设计成本和时间成本。

事实上，EDA产业是摩尔定律的受益者之一。

根据“摩尔定律”，单个芯片内部的晶体管数量每18个月翻一倍，如今5nm的芯片可以容纳 125 亿个晶体管，未来的 3nm芯片将容纳近160亿个晶体管。早年的集成电路仅有几个管子，依靠传统的手工画图便可完成功能的计算。随着集成电路的复杂程度增加，如果没有一套高度自动化的设计工具与设计流程，这100多亿个晶体管的芯片设计图纸是无法完成的，IC设计早已无法再单纯依赖设计师手工设计，必须依靠 EDA工具完成电路设计、版图设计、版图验证、性能分析等工作。

另一方面，随着制程不断向前推进，芯片成本非线性攀升。根据IBS的数据，集成电路设计成本从 28nm的5130万美元跃升至7nm芯片的 2.978亿美元、5nm芯片的5.422亿美元。往往几次流片的失败就可能会让一家芯片设计初创公司丢失生命，高筑的IC设计成本也让EDA软件愈发重要。

还有一个问题值得注意，在90nm以下的先进工艺中，应用不断增多，各种测试反馈要求不断调整晶体管的器件模型和设计规则，不断优化迭代，让良率达到最高。最频繁的时候，一个月就要更新一次工艺库，而只要工艺库更新，EDA 软件就要跟着更新，每更新一次 EDA 软件就要收费一次。与此同时，随着芯片尺寸的不断缩小，每一代芯片设计的算法都会有50%的代码需要重新编写，而到3nm 纳米级的时候，还会出现更多未知的物理现象，这些对EDA软件的要求会越来越高。

因此，EDA 软件工厂的收入随着代工厂工艺更新而增加，越先进的工艺，更新越频繁，相当于消费频次越高，EDA 软件厂也就越受益。

落后是最大的机会

EDA行业与集成电路行业息息相关，从2014年—2020年，全球集成电路市场规模从2773亿美元提升至3612亿美元，年均复合增长率4.50%，而同期中国集成电路市场规模从3015亿元提升至8848亿元，年均复合增长率达19.65%，随着集成电路市场规模的扩大，EDA行业市场规模稳步上升。

但问题是国内EDA行业发展相对滞后，按照2020年全球EDA市场规模相对于集成电路市场规模的比例测算，对应于我国集成电路市场的EDA行业规模应为158亿元，实际上仅为66亿元。

我国于上世纪八十年代中后期开始投入EDA领域研发，1988年启动国产EDA工具“熊猫系统”的研发工作。到90年代，中国历史上第一款具有自主知识产权的EDA工具——“熊猫ICCAD系统”研发成功。

1994年，随着“巴统”取消对中国禁运，“造不如买”的大潮让海外EDA公司以技术成熟、价格便宜的工具快速占领了国内EDA市场。因此，自1994 到 2008年，国家对国产EDA的支持非常有限，中国EDA产业陷入发展低谷，与海外差距逐渐拉大，陷入对外资高度依赖的陷阱。

国际三大EDA巨头 Synopsys（新思科技）、Cadence（楷登电子）和 Mentor Graphic（现西门子EDA部门）在国内市场占据明显的头部优势，属于具有显著领先优势的第一梯队，2020年在中国市场合计占了近八成的市场份额。

随着EDA工具成为美国遏制我国芯片产业发展的一大武器，国内对于发展国产 EDA的重视度提升，一批本土企业开始崛起。截止到目前，国内EDA领域已拥有包括华大九天、概伦电子、广立微、国微思尔芯、芯和半导体、华芯章等一众本土企业。

此外，现实与理论的巨大差距造就了当下国内EDA产业的高速发展，这一点从相关企业的业绩中便可窥见。2018-2020年，华大九天、概伦电子、广立微的营收年均复合增长率分别为65.86%、62.68%、99.39%。

2009 年，华大九天作为“EDA 国家队”从 华大集团 EDA 部门独立出来，继承了熊猫系统的核心技术，承担了十一五、十二五“核高基”专项计划，是国内最早从事EDA工具研发的公司之一。经过十几年发展，目前公司已经成为国内规模最大、产品线最完整，综合实力最强的国产 EDA 企业。公司在全球拥有超过400家客户，K1、华虹、京东方、惠科、TCL科技等皆是合作客户。8月9日，华大九天递交了招股说明书，拟深交所创业板上市。

概伦电子成立于2010年3月，在器件建模和电路仿真两大IC制造和设计环节具备国际市场竞争力，能够支持 7nm/5nm/3nm 等先进工艺节点和FinFET、 FD-SOI 等各类半导体工艺路线。公司的器件建模及验证 EDA 工具具有国际影响力，包括了台积电、三星电子、联电、格芯、中芯国际等全球前十大晶圆代工厂中的九家都是公司的客户。

广立微成立于 2003 年，是领先的集成电路 EDA 软件与晶圆级电性测试设备供应商，公司专注于芯片成品率提升和电性测试快速监控技术。公司的客户主要是华虹集团、粤芯半导体、合肥晶合、长鑫存储等国内企业。

中国已经成为全球集成电路市场的重要增长动力，根据GIA的报告，中国EDA市场2020至2027年复合年增长率预计高达11.7%。作为芯片自主可控不可或缺的一环，随着国内EDA企业相继向资本市场发起冲击，这些公司的关注度势必会不断升温。