本文在呈現(xiàn)國外EDA巨頭競爭史，國內EDA現(xiàn)狀，EDA發(fā)展潮流之際，提出了中國EDA產(chǎn)業(yè)發(fā)展在EDA技術潮流中可能遇到的風險，避免成為又一個時代的EDA之殤。

最近，缺芯漲價成了半導體芯片行業(yè)的主要話題，然而在芯片業(yè)存在著：架構、EDA、代工制造的技術鏈?，F(xiàn)在我們來回顧這個技術鏈中的EDA的發(fā)展史。

EDA：Eletronic Design Automation，芯片設計的必備工具，今天的EDA高端領域，由Cadence，Synopsys，Mentor Graphics（現(xiàn)已改名：Siemens EDA，即西門子EDA）“三分天下”。其實，EDA自從晶體管被發(fā)明，然后進化到IC集成電路以后，EDA就是一個高效設計芯片的非常必要的工具軟件。

國外EDA發(fā)展與競爭史

上世紀七八十年代，那個時候的計算機286才剛剛出現(xiàn)（1982年2月1日），EDA的領頭羊是Calma，Computer Vision與Applicon。但是很快，從八十年代中開始，另外三家公司Mentor Graphics，Daisy，Valid占有了市場的最大份額。

1988年，SDA與另外一家EDA公司ECAD合并，并更名為Cadence，也就是現(xiàn)在EDA三巨頭之一。

在當時的技術狀況下，粗略劃分，可以將EDA的CAD市場分為三部份：前端技術（frontend，包括Verilog等的模擬與器件組合），后端技術（backend，包括Place＆Routing芯片布局與繞線），驗證技術（DRC／LVS等）。

90年代初，EDA的市場競爭慘烈，留下來的巨頭只有兩個：Synopsys（目前三大EDA巨頭之一的新思）和Cadence（目前三大EDA巨頭之一）。新思基本壟斷了前端技術，占有其中將近六成的市場；Cadence基本壟斷了后端技術與驗證技術，占有其中將近八成的市場。其它的EDA公司雖然生存著，市場份額與利潤都舉步艱難。

不過正如EDA的初期發(fā)展史一樣，表面平靜的局面后面將是殘酷的競爭。

1991年初，Cadence幾位雇員辭職離開，自己組成了一家新的EDA軟件公司Arcsys。

1992年底，Cadence總裁卡斯特羅決定開啟針對Arcsys的戰(zhàn)爭。

卡斯特羅是一位技術狂熱者，七十年代就讀于耶魯大學，后在柏克利大學攻讀物理學位，后來放棄了對博士學位，轉入電子行業(yè)，在1986年成為SDA（Cadence前身）的總裁。

Arcsys盡管被Cadence提起訴訟，在市場和技術等領域也同時發(fā)起針鋒相對的競爭。但Arcsys在1995年6月成功上市，并于同年11月宣布與做驗證技術的ISS合并，加強公司的競爭能力 ，合并后，公司取名阿凡提（Avanti）。阿凡提上市后風頭和業(yè)績均蓋過Cadence。

后來，經(jīng)過一系列漫長的官司和多次反轉，Cadence終于贏了。阿凡提遭遇的官司與罰款不斷。結局導致雙輸，卡斯特羅在1997年黯然離開Cadence和EDA領域，阿凡提最終也被收購，成為上世紀EDA時代之殤。

2001年，EDA市場局面由四大金剛壟斷：

Cadence：銷售額15億美金；

Synopsys：9億美金；

Mentor Graphics：約7億美金；

Avanti，約四4億美金；

阿凡提官司失敗后處于絕望邊緣，在2001年12月3日，被Synopsys以八億美金收購。

從此，EDA的市場一直由Cadence、Synopsys、Mentor Graphics三分天下至今。

關于硅谷EDA過往各公司的各種恩怨情仇、甚至傳聞的“諜中諜”等詳情請看：《EDA世紀之爭》。

國內EDA現(xiàn)狀

由于電子計算機和IC行業(yè)最初發(fā)源、興起于美國，自然，中國的EDA起步較晚，在七八十年代幾乎沒有這方面的研究，90年代成熟之后我們更是采用拿來主義，沒有進行大的研發(fā)投入。

中國EDA發(fā)展歷程

全球EDA發(fā)展歷史及未來

IC集成度搞，產(chǎn)業(yè)開始形成，人工布線無法滿足把不同CAD整合成，合成為一種系統(tǒng)EDA以高級語言描述、系統(tǒng)仿真和綜合技術為特點云端化、AI化成為一種潮流

EDA行業(yè)三大巨頭在全球市場上處于壟斷的同時較早就開始在華布局，在政策、雄厚資金和大量研發(fā)投入的支持下，他們占據(jù)著中國EDA產(chǎn)業(yè)約90%的份額。

2002年中國開始有了起步，但直到2010年前后，才開始有大量公司涌現(xiàn)進入EDA領域，鉆研和專注下游細分市場。

上圖的公司可能不全，如有遺漏，請聯(lián)系補充。

目前國內十大EDA公司如華大九天、杭州廣立微、芯和半導體、湖北九同方、天津藍海微、概倫電子、蘇州珂晶達、深圳鴻芯微納、成都奧卡思微電、杭州行芯（排名不分先后）等本土企業(yè)已經(jīng)在加快布局。

在美國禁令之后，華為EDA軟件受限，于是開啟了EDA投資之旅。

2020年12月，華為投資九同方微電子有限公司，其開發(fā)重點是IC設計芯片的云端模式；

2021年2月，華為27億投資EDA軟件公司無錫飛譜電子，重點針對射頻、天線、毫米波等電磁領域。

2021年3月，華為旗下哈勃科技投資上海立芯，持股比例為20％。其專注物理設計和邏輯綜合等集成電路電子設計自動化工具開發(fā)。

中國EDA人才困局

根據(jù)國內多個權威媒體在2020年的報道，全球EDA從業(yè)人員約2.5萬人，但國內所有公司加在一起從事EDA工作的人員在1500人左右，與國外大型EDA企業(yè)公司擁有上萬人相比，差距顯而易見。這里值得注意的是，我國所有EDA公司的研發(fā)人員在1500人上下（當然，到2021年研發(fā)隊伍已迅速壯大）。

而培養(yǎng)一個EDA人才需要10年以上。一個經(jīng)驗豐富的EDA人員，需要經(jīng)歷如下四個階段：

高校專業(yè)理論階段：4-5年；

企業(yè)初步實踐階段：2-3年；

項目經(jīng)驗獲取階段：2-3年；

理論實踐提升階段：n年。逐步理解了EDA領域內產(chǎn)品和技術的關鍵點，在后續(xù)的項目開發(fā)中不斷提升EDA的水平和技能。

其中第4階段是一個需要天賦、機遇與努力并存的階段，即使經(jīng)歷了前期3個階段的磨練，也不一定能做出一個成功的產(chǎn)品。國內之所以有很多研發(fā)人員不愿意加入EDA領域，主要原因就是：我即使付出了10年以上的努力，也不一定能夠做出成功的產(chǎn)品，自己在職業(yè)生涯成功的概率較低，風險較大。

中國EDA產(chǎn)業(yè)好消息

不過，2021年，中國EDA產(chǎn)業(yè)的好消息不斷：

1月13日，華大九天擬首次公開發(fā)行股票并在創(chuàng)業(yè)板上市;

1月19日，概倫電子在上海證監(jiān)局進行了輔導備案，計劃在科創(chuàng)板掛牌上市;

1月27日，國微思爾芯與中金公司簽署了輔導協(xié)議，計劃在科創(chuàng)板上市。

中國A股EDA第一股的誕生指日可待。

華為短短三個多月投資了三家EDA公司；中芯聚源也布局了三家EDA公司（廣立微、芯和、芯華章）；興橙資本投資了兩家EDA公司（概倫、東方晶源）。

整體來看，全球2020年第三季度EDA行業(yè)營收增長15%，達到 29.539 億美元，其中亞太地區(qū)（APAC）增長 26.4%。

EDA發(fā)展潮流

在中國EDA市場呈現(xiàn)出一片欣欣向榮的景象之際，技術領域，也出現(xiàn)了新的發(fā)展潮流。

EDA云端化

也就是云計算+EDA，當下，EDA供應商已經(jīng)開始在線提供他們的工具和軟件。全球互聯(lián)網(wǎng)普及率的提高使?jié)撛诳蛻艨梢暂p松地在線訪問這些工具，并使用它們來設計和制造芯片。這樣，由于降低了TCO和基礎設施成本以適應這些工具，公司的資本支出減少了。這也有助于改善SCM，因為經(jīng)銷商和分銷商的總數(shù)大大減少了。目前三巨頭之一Cadence領先。

▲ Cadence提供的云服務

EDA AI化

人工智能+EDA ：芯片敏捷設計是未來發(fā)展的一個主要方向，深度學習等算法能夠提高EDA軟件的自主程度，提高IC設計效率，縮短芯片研發(fā)周期。

其中三巨頭之一Synopsys特別看重人工智能，并宣布了重點投資方案，以解決前沿設計的極端復雜問題。具體操作包括擴展設計平臺，加快TTR，實現(xiàn)自動化的新水平，并在數(shù)字和定制設計中設置新的質量結果（QoR）標準。加速時序驗證。

據(jù)Cadence的報告顯示，機器學習在EDA的應用可以分為四個方面：數(shù)據(jù)快速提取模型；布局中的熱點檢測；布局和線路；電路仿真模型。Cadence致力于研究將機器學習應用在Virtuoso平臺上，并參與了ERI中智能設計芯片項目。

EDA之殤

然而，當中國的EDA產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展之際，可能依然存在著很多風險，甚至說可能是陷阱。在中美科技戰(zhàn)的未知局面之下，尤其體現(xiàn)在知識產(chǎn)權、以及上面的潮流化趨勢之中。

EDA知識產(chǎn)權之爭

伴隨著美國IC產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程的EDA世紀之爭的發(fā)展競爭史，其實也是一部知識產(chǎn)權之爭的歷史。沒有完全自主知識產(chǎn)權的EDA軟件在發(fā)展初期可能不會出現(xiàn)大的問題，但是一旦威脅到行業(yè)和巨頭地位的時候，就可能遭受這類問題的致命一擊。

就像阿凡提最終慘遭巨額索賠罰款，不得不被收購一樣，如果是更為殘酷的國際之間的競爭，可能更像華為手機芯片被美國封殺，其對應的市場遭遇斷崖式下滑。而EDA軟件是一個單一產(chǎn)業(yè)，不可能像華為的多元化能夠在遭遇危機時抗風險能力依然很強。

EDA云端化是一把雙刃劍

EDA云端化表面上看來能夠為客戶特別是中小客戶節(jié)省費用，帶來方便等等諸多便利。但是一旦整個EDA行業(yè)全面上云，不僅僅數(shù)據(jù)上云，功能也上云之后，其風險將急劇增大。

當年美國制裁中興通訊時，要求封禁中興的EDA軟件IP，停止軟件升級，使中興購買的軟件無法使用。

2017年3月7日，中興與美國商務部達成和解，中興同意支付約8.9億美元罰金，中興通訊得以緩解壓力。2018年4月16日，美國商務部指稱中興通訊于2016年11月和2017年7月呈交美國政府函件中作出虛假陳述，禁令再次啟動。2018年5月22日，特朗普在白宮會見媒體時表示，初步確定對中興通訊處以13億美元巨額罰款以及更換公司領導層和董事會的處罰，作為放松對該公司長達七年禁令的條件。

2019年美國開始制裁華為，到2020年華為已經(jīng)不能使用包含美國技術的任何軟硬件產(chǎn)品，包括三巨頭的EDA軟件。不像中興通訊，美國沒有給華為任何松動制裁的跡象。

華為、中興通訊等巨頭是國際化企業(yè)，被制裁必然尋求正規(guī)化解決途徑。

如果中高端、上下游所有EDA軟件全部云端化，那么對于中小型企業(yè)來說，其風險不言自明。假如有一天遭遇更嚴峻的科技領域的制裁對抗，那么只需要一個指令，所有中小企業(yè)可能在數(shù)秒之內被EDA斷網(wǎng)，遭遇數(shù)據(jù)無法下載，功能無法使用的局面。

EDA的AI化，ML化的現(xiàn)實

EDA的AI化、ML（機器學習）化，必然是以大量的數(shù)據(jù)和用例作為基礎才可能實現(xiàn)，對于中國EDA產(chǎn)業(yè)才剛剛蓬勃興起的階段，顯然缺乏豐富的數(shù)據(jù)作為支撐。而這個時候，如果我們一味追求AI化，就會進入為AI而AI的尷尬局面。

結語

在談到EDA的未來發(fā)展時，為什么不說EDA的云端化和AI化是一個技術趨勢，而只是一種潮流，就是因為這可能是另一個為市場營造的技術壁壘或者說是陷阱。如果中國作為當前最大的增長市場，也一味的追求，或者過早的接受云端化、AI化這種技術時尚，那么，當我們本身的技術無法追趕上這個潮流的時候，將可能被巨浪拍在沙灘上。

當然，我們相信國內EDA軟件產(chǎn)業(yè)的智慧，不會成為下一個EDA時代之殤。
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