中美科技差距系列报告之四：电子设计软件EDA专题报告_79页_3mb

中美科技差距系列报告之四 —— 电子设计软件EDA专题报告

核心观点

• EDA是芯片设计的核心，被誉为“芯片之母”。
• 全球EDA市场由Synopsys、Cadence和Mentor Graphics三巨头垄断，占据70%以上市场份额。
• 中国EDA市场高度集中，95%的销售额由三家企业占据，国产EDA企业面临严峻挑战。
• 国产EDA企业虽在部分细分领域取得进展，但在全流程设计、先进工艺支持和制造封测系统方面仍存在短板。
• 国产EDA发展具有战略意义，是实现芯片产业自主可控的关键环节。
• EDA行业正向云计算和人工智能方向发展，技术前沿竞争激烈。

工业软件行业概况

• 工业软件主要分为研发设计类、生产调度和过程控制类、业务管理类三大领域。
• 典型代表包括PLM、MES、ERP等，其中PLM、MES、ERP分别对应研发设计、生产调度和业务管理。
• 全球工业软件市场规模快速增长，2018年达到3893亿美元，亚太区增速高于全球平均水平。
• 中国工业软件市场增速快，2018年市场规模为1603亿元，预计2021年将达到2222亿元。
• 国内高端工业软件市场仍被国外企业垄断，如SAP、西门子、达索、PTC等。

EDA全景概述

IC设计全流程

• 芯片设计流程分为前端（逻辑实现）和后端（工艺结合）。
• EDA是芯片产业链的关键环节，被誉为“任督二脉”。

EDA软件分类

• EDA是广义CAD的一种，包括电子电路设计与仿真、PCB设计软件、IC设计软件等。
• 主要工具包括SPICE、ProteI、Proteus、Virtuoso、Design Compiler、Prime Time、Calibre等。

EDA发展历程

• 20世纪70年代：电子设计自动化开始萌芽，进入CAD阶段。
• 20世纪80年代：进入CAE阶段，开始系统级设计和仿真。
• 20世纪90年代：EDA行业进入成熟阶段，形成完整的芯片设计流程。

国内EDA历史

• 国内EDA产业始于上世纪八十年代中后期，1993年国产首套EDA熊猫系统问世。
• 近十年来，华大九天、芯禾科技、广立微等企业逐渐崭露头角。

EDA三巨头：Synopsys、Cadence、Mentor Graphics

发展现状

• Synopsys是全球最大的EDA公司，市场份额达32.1%。
• Cadence市场份额为22.0%，是EDA行业第二。
• Mentor Graphics在被西门子收购前市场份额超过10%。

总体比较

• Synopsys：最全面，优势在数字前端、数字后端和签收（sign-off）工具。
• Cadence：在模拟和混合信号电路、PCB设计方面具有优势，但签收工具较弱。
• Mentor Graphics：在PCB和DFT工具上表现突出，但整体集成度较低。

在华布局

• Cadence在华布局最为完善，于1992年进入中国市场。
• Synopsys于1995年进入中国。
• Mentor Graphics总部设在上海，北京、深圳设有销售办公室。

技术前沿

• 三巨头正在积极布局云计算和人工智能技术。
• Cadence在云服务方面领先，提供多种云解决方案。
• Synopsys和Cadence也在探索人工智能在EDA中的应用，如时序验证、版图优化等。

国内EDA产业

公司概览

• 国内EDA企业包括华大九天、芯禾科技、广立微电子、博达微科技、概伦电子、蓝海微科技、奥卡思微电等。
• 华大九天是全球唯一能够提供全流程FPD设计解决方案的供应商。

竞争优势

• 华大九天在FPD设计领域占据优势，拥有全球领先的全流程设计能力。
• 芯禾科技、广立微电子等在特定领域如仿真、测试、建模等方面有较强竞争力。

产业短板

• 国内EDA企业难以提供完整的芯片设计流程工具。
• 对先进工艺（如14nm、7nm、5nm）的支持不足。
• 缺乏制造和封测EDA系统，无法满足相关企业需求。

IC产业链

EDA产业基础

• EDA是IC设计的基础，是芯片产业链最上游、最高端的环节。
• 三巨头基本能提供全套IC设计EDA解决方案。

IDM、Fabless、Foundry

• IDM（集成器件制造）：公司自研并制造芯片，如英特尔、台积电。
• Fabless（无晶圆厂）：专注于设计，如华为海思、高通。
• Foundry（晶圆代工）：提供制造服务，如台积电、三星。

EDA软件部分公司 & 风险提示

主要公司

• 华大九天、芯禾科技、广立微电子、概伦电子、蓝海微科技、博达微科技、奥卡思微电等。

风险提示

• 国际形势不确定性风险。
• 国家政策执行情况不确定性风险。
• EDA软件发展依赖于IC全产业链的发展，存在不确定性。