EDA断供风暴,国产芯片设计的四十年突围路
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️EDA巨头先知冷
半导体领域的Adobe“全家桶”又被盯上了。
“端午节打开西门子网站就无法下载Calibre软件,更新更是没反应。”就在国内多个芯片企业工作人员私下在互相印证软件下载问题、并向各家EDA(Electronics Design Automation,电子设计自动化)软件公司反馈的同时,EDA软件三大巨头之一的美国新思科技(Synopsys)突然发布声明称,在当地时间5月29日财报公布后,才收到美国商务部工业和安全局(BIS)的一封信函,告知其与中国相关的新的出口限制。
几乎同时,在交给美国证券交易委员会(SEC)的文件中,另一美国EDA巨头楷登电子(Cadence)也披露了于5月23日收到BIS通知,要求该公司向中国公司、或者提供给中国“军事最终用户”( military end user)部分软件产品向BIS申请许可证。
而西门子给中国用户的回应是,“正在与美国政府交涉,目前还在等待后续进展。”国内使用西门子EDA软件的芯片设计企业告诉记者,已经购买的软件都可以正常使用,唯一的影响就是无法升级。
EDA巨头遭遇限制令
楷登电子、新思科技和西门子目前稳居全球三大EDA公司之列,合计市场份额超过七成,因而也是遭受冲击最明显的三家企业。
当美国“禁令”下达后,三家企业股价暴跌。楷登电子两日内股价分别下跌10.67%、1.42%,新思科技股价同期跌9.64%、1.61%——受影响的可不仅仅是中国芯片行业。
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️贯穿全流程的EDA
之前我们总说EDA是“芯片之母”,但其实它不仅仅用在芯片最开始的设计环节。在半导体行业中,EDA工具实际涵盖了功能设计、布线、验证等整个生产制造流程,极为关键。
从集成电路生产流程来看,EDA是设计、制造、封装、 测试等环节的基础工具,也可以说EDA是集成电路产业的咽喉,将直接影响产品的性能和量产率。
EDA是贯穿芯片制造全流程的软件工具
在EDA出现之前,传统集成电路的设计复杂程度低,既没有那么多的功能要实现,二极管也做不到现在这么细,半导体设计制造工业仍较为原始和粗放。
那时候的芯片设计由传统工程人员手绘就行——没错,手工就能完成设计和布线等基础动作。
而有了EDA,就像建筑师有了CAD等设计软件,任何电路构思都可以转化为可制造的物理蓝图,一支无形的“画笔”诞生了。
工程师只要向EDA提供完成的HDL code(Hardware Deion Language,硬件描述语言代码),EDA就会根据逻辑闸设计图的规格对该代码进行修改和调整,生成功能正确的电路图,最后供给后端进行布局模拟和电路制作,形成光罩,然后支持流片到成品。
整个过程如同将小说手稿通过智能软件排版印刷成书,这个软件还能确保文字无误、章节合理。同理,如果没有EDA的诞生,芯片设计目前还会是“盲人摸象”,设计制造成本只会居高不下。
早期芯片设计非常依赖人力
集成电路领域又把EDA分为设计工具、仿真工具、验证工具三种类型,无一不说明了EDA并非单一工具,而是多种软件的集成概念,贯穿了整个芯片制造生产流程。
据东吴证券测算,EDA工具链大约有40个细分领域。而EDA三巨头之所以能占据大部分市场,是因为其在多年的研发、收购中,逐渐实现了全流程、全细分领域的覆盖;国内EDA产品在产品矩阵的完整度上很难与之媲美。
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️会流失的客户不等人
我国集成电路行业当然需要EDA,但EDA也并不是高不可攀的山峰。
在多位业内人士看来,EDA软件的技术门槛并不如光刻机这种各学科集大成者那么高,这是因为EDA软件通常高度依赖芯片设计企业,“它们需要跟芯片设计公司配合、调试才能完善或提高自己的产品竞争力。”
这也意味着如果有头部芯片设计企业愿意使用国产EDA软件,并且开放自己的设计库,我国EDA软件也会在短时间内崛起。
近年来,受各类贸易战、断供事件的影响,我们早已经意识到基础研究科学的重要性,为尽快摆脱芯片高端技术卡脖子局面,半导体支持政策和资本都在加速涌入。2025年,国务院印发《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》,首次将EDA写入国家集成电路产业政策中,标志着我国EDA产业正式步入高速发展阶段。
目前国内已经有了上百家EDA企业,具备一定的产业基础。如果美国真的进一步出台EDA“一刀切”式的断供措施,或许还会倒逼国产EDA从能用走向好用。
因此,海外EDA软件企业也不会放任这种断供政策影响自身,毕竟客户如果走了就很难回来。楷登电子称,新的限制规定较为复杂,该公司正在和BIS沟通获取进一步信息;另外两家巨头也在与美国政府沟通磋商中。
罗马虽非一日建成,但国产自主的目标从未改变,无论“断供”是否成真,国内EDA企业的追赶之路都不会停下。
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️断供危机倒逼创新
四十年间,中国EDA走过一条悲壮与希望交织的荆棘路,如今,中国EDA人以“哪吒闹海”的勇气,在人才匮乏、生态缺失的困境中开拓新局。
一年前的深圳集成电路峰会上,华大九天副总经理郭继旺宣布:国产EDA已拿下全球3%份额、中国20%市场。台下掌声雷动,许多人眼眶湿润——这一数字背后,是四十年的生死突围。
中国EDA的起点充满悲壮色彩,当时间线拨回20世纪80年代,“巴黎统筹委员会”对华实施EDA软件禁运,倒逼中国启动自主攻关。1988年启动的“熊猫系统”研发,终于在1993年实现国产EDA零的突破,初生的熊猫系统也很争气,很快装备20家设计公司,完成近200个芯片品种设计,但危机来得猝不及防。
1994年巴统解散,国际EDA三巨头大举进入中国。他们精准打击熊猫系统的薄弱环节——针对其优势工具赠送,在未覆盖领域抬高价格。同时向高校捐赠软件、共建实验室,从人才培养源头占领用户心智。在“造不如买”的思潮下,国产EDA被迫离开内地市场,一度远走他乡。
这场商业绞杀让中国EDA陷入长达15年的寒冬,直到2008年才迎来转机。国家启动“核高基”重大科技专项,EDA被列入十六个科技重大专项之一。政策春风中,华大九天从中国华大集成电路设计部门独立,概伦电子、广立微等企业相继诞生。
真正的觉醒发生在2018年,当中兴、华为接连遭遇EDA断供,整个中国芯片产业惊觉全球EDA市场80%被三大巨头垄断,国内EDA厂商份额不足12%。一颗芯片设计的“七寸命脉”,完全掌握在别人手中。
除发展较晚、成长路途坎坷外,“小而散”的碎片化格局也是国内EDA企业当前的困境。据中研普华数据显示,国内涉及EDA工具开发的企业超过100家,但90%以上专注于单点工具,缺乏全流程解决方案能力,这种碎片化的格局导致研发资源严重分散,多家企业重复开发同类基础工具,如逻辑仿真和物理验证工具,但高端环节如AI驱动优化、3nm以下制程支持仍存空白。
同时,分散化也带来兼容性问题,国产工具与台积电等主流代工厂的PDK(工艺设计套件)兼容性不足,导致设计到制造流程断裂。
分散化问题会直接导致客户信任度较低问题,芯片设计企业因工具链不完整,被迫采用国产+进口混合流程,增加学习成本和误差风险。面对这些问题,并购整合成为国内EDA企业的一致选择。
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️国产EDA企业抱团突围
国际EDA三巨头的崛起史,本质上是一部并购史。新思科技通过收购Avanti补全前后端设计能力,楷登电子凭借并购Verisity强化验证工具,最终形成覆盖全流程的生态链。
据统计,三巨头过去30年累计并购超300次,构建了难以逾越的护城河。反观国内,尽管涌现出华大九天、概伦电子等近30家EDA企业,但90%以上仍聚焦于单点工具,缺乏全流程平台能力。
如今,国际EDA巨头的这条路径正被中国企业复刻。概伦电子作为国内EDA并购的先行者,已完成4次并购整合和9次股权投资。从博达微到比利时Magwel,概伦电子的产品矩阵从设计类EDA扩展到制造类EDA、测试系统等应用驱动的全流程。华大九天同样加速布局,除收购芯和半导体外,还投资了阿卡思、亚科鸿禹等多家企业,并成立两只产业基金深化布局。
2025年3月华大九天对芯和半导体的收购则具有战略意义,芯和半导体专注于仿真工具,补全了华大九天在芯片到系统级的设计能力。这种“资本+技术”的整合,不仅快速缩短与国际巨头的技术代差,更推动国产EDA从“点工具”向“全链条”转型。
不过需要注意的是并购后的整合才是真正的考验。国际案例中,Mentor收购Solido后耗时三年完成工具链整合。技术协同、团队管理和市场拓展的挑战,考验着中国企业的战略定力。
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️AI重构EDA战场
当国产企业忙于补全工具链时,AI驱动的自动化设计和Chiplet带来的异构集成却为国产EDA提供了弯道超车的契机。
随着芯片规模向数十亿逻辑门迈进,传统EDA工具已逼近能力极限。面对复杂度指数级增长的挑战,AI技术的融入正为EDA领域注入新动能。
以新思科技推出的DSO.ai平台为例,该工具通过机器学习将芯片研发周期从24个月压缩至2周,研发成本降低50%。这种突破源于AI对设计空间的智能探索能力,可在数十亿种可能性中快速锁定最优方案,远超人类工程师的决策效率。
AI极大提升了EDA行业效率
与此同时,中国半导体行业面临23万人才缺口,芯片设计领域缺口高达10万人。在中美技术博弈大背景下,AI成为填补生产力鸿沟的关键力量。在设计端,华大九天开发了ICExplorer-XTop时序功耗优化工具、Empyrean Skipper版图集成与分析工具,以满足AI芯片设计的特定需求;芯华章则提供了AI芯片验证调试解决方案,以提升AI芯片验证的效率。
在制造端,AI赋能的光刻参数优化、缺陷检测等技术使良品率得以大幅提升,寒武纪等企业已实现AI架构芯片设计的突破,华为海思更通过AI辅助设计在手机SoC领域达到国际水平。麦肯锡研究显示,AI可将芯片设计效率提升40%,部分重复性工作自动化率超过70%,有效弥补工程师数量缺口。
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️写在最后
️中国EDA能否复刻“北斗奇迹”
当全球三大EDA厂商对华断供的警报拉响,一个问题叩击着中国半导体产业的神经——在芯片设计的“工业母机”领域,能否复刻北斗式的逆袭奇迹?
回望北斗征程,其最宝贵的经验是证明了“封锁催生创新”的辩证法。当前EDA领域的困境,恰似1994年北斗立项时的境遇,但中国科技界已展现出惊人的进化能力——华大九天用10年时间走完国际巨头20年的工具开发之路,在时序分析等关键环节达到国际先进水平;广立微的良率优化系统,让存储芯片良率从75%提升至92%,单月节省成本500万元。
在AI驱动设计、云原生EDA等新赛道上,中国企业与国际巨头站在同一起跑线。或许正如北斗从双星定位到全球组网的跃迁,国产EDA也将在看似不可能处开辟新航道。