2021年12月23日，華為冬季旗艦新品發(fā)布會上,，華為消費者業(yè)務BG CEO,、華為智能汽車解決方案BU CEO余承東帶來HUAWEI P50 Pocket旗艦折疊屏手機,，不出意外，依然不支持5G,。
由于美國政府制裁原因,，華為公司并沒有獲得5G射頻芯片供應。至少截至目前,，華為Mate 40仍被認為是華為旗艦手機的5G“絕唱”,。
余承東不止一次坦言，“華為此前只做設計不做生產”這一決定錯誤,，華為也在盡力“補洞”,。但顯然，建立獨立自主的芯片產業(yè)鏈,，絕非一朝一夕之功,。
第一步，工欲善其事,，必先利其器,，要有設計工具，即：EDA,。
綜合企查查,、天眼查等信息，據不完全統(tǒng)計,，截至2022年4月,，華為旗下哈勃投資與深圳哈勃累計投資中國半導體企業(yè)超過70家，其中包括6家國產EDA企業(yè),，分別為：阿卡思微,、九同方微電子、無錫飛譜電子和立芯軟件,、云道智造和青芯意誠,。
EDA（Electronic Design Automation，電子設計自動化），是指利用計算機輔助設計（CAD）軟件,，來完成超大規(guī)模集成電路（VLSI）芯片的功能設計,、綜合、驗證,、物理設計（包括布局,、布線、版圖,、設計規(guī)則檢查等）等流程的設計方式,。
Δ 集成電路行業(yè)倒金字塔結構。資料來源：華大九天招股書
與龐大的芯片設計,、制造,、應用行業(yè)相比，EDA市場規(guī)模并不大,，2020年全球EDA市場規(guī)模僅為72億美元,，但卻支撐著數十萬億美元規(guī)模的數字經濟，素有“芯片之母”稱號,。
EDA軟件行業(yè)流傳著這么一句話：“誰掌握了EDA的話語權，誰就掌握了集成電路的命門,，誰就可以對芯片行業(yè)的后來者降維打擊,。”
顯然,，話語權不在華為,，乃至中國這邊。
01,、“熊貓EDA”未能如愿
中國不是第一次被EDA難住,。
1949年12月，成立僅一個月的“巴黎統(tǒng)籌委員會”宣布將中國管制國家名單,。此后很長時間,，“巴統(tǒng)”成員國對中國禁運軍事武器裝備、尖端技術產品和稀有物資等三大類上萬種產品,，EAD顯然位列其中,。
一家美國公司的負責人在80年代中期曾自傲地表示，該公司的計算機輔助設計軟件,，在12年內不可能進入中國,。
因此，很長時間,，我國無法獲取國外最新的EDA軟件,，IC CAD工具（集成電路計算機輔助設計）研發(fā)工作也進入了停擺階段。
EDA行業(yè)的發(fā)展和集成電路行業(yè)高度關聯：集成電路制程提升拉動EDA技術迭代升級，EDA技術升級推動集成電路更新換代,，兩者形成雙向正循環(huán),。全球EDA行業(yè)發(fā)展歷經計算機輔助設計（廣義CAD）、計算機輔助工程（廣義CAE）,、電子設計自動化（EDA）三個時代,。
在經過一段時間的幾乎“空白期”后，1986年7月,，電子工業(yè)部執(zhí)行國家的決定,，確定在北京、上海,、無錫建立3個集成電路設計中心,，以北京為重點，先行一步,。
不久后,，國家又將“七五”期間的IC CAD自主開發(fā)人物交給了北京集成電路設計中心（后為中國華大集成電路設計中心，并于2009年獨立,，創(chuàng)立華大九天）牽頭,，動員了全國17個單位，超120名專家齊聚北京,，后續(xù)增至300人,，共同開展國產EDA研發(fā)。
歷經3年,，攻關組在1991年對外發(fā)布新一代CAD系統(tǒng)的原型版,。彼時，華裔專家連永君稱,，這是中國的國寶,，并命名“熊貓系統(tǒng)”。
“熊貓系統(tǒng)”問世,，打破了外國對中國的EDA工具封鎖,。其核心部分由28個設計工具組成，共180萬行代碼,，具有集成電路設計所需要的行為功能級描述,、版圖編輯、邏輯和電路模擬,、測試碼生成,、自動布局布線和版圖驗證等功能。
經過“磨合”應用證明后,，1993年,，熊貓系統(tǒng)獲得國家科學技術進步一等獎,。
3年開發(fā)完成后，攻關組又花了3年進行實用化開發(fā),，由原華大副總經理劉偉平帶隊,，并于1995年完成熊貓系統(tǒng)2．2。該版本在當年即有56套系統(tǒng)在國內26家集成電路設計單位應用,，共完成集成電路產品設計逾200種,，并于同年進入國際市場，在包括美國在內的3個國家擁有5家客戶,，共20余套系統(tǒng)和工具售出,。
此時，西方國家決定：低價,、開放,。
1994年“巴統(tǒng)”禁令取消，海外EDA三巨頭大舉進入中國市場,，便以技術成熟,、價格便宜、免費贈送,、多方合作等策略,，快速收割市場份額。
最先進入中國的是Cadence（楷登電子）,。
1994年2月,，Cadence在北京人民大會堂舉辦了進入中國的開幕式。主席臺上一條大紅標語通欄寫的是：”Cadence Come to China”,，宣布這家全球重磅級EDA供應商開始進入中國市場。
第二年,，另兩家EDA廠家Synopsys（新思科技）和Mentor Graphics（現西門子EDA部門）也悄悄進入中國,。
憑借更成熟的技術、超低的價格,，他們迅速占領中國市場,，耗時耗力的“熊貓系統(tǒng)”最終并沒有發(fā)展起來。2020年,，上述“三巨頭”在全球市場占比超77％,，在中國市場占比近八成。
國際EDA公司進入中國,，使得國內集成電路設計工具開始與世界接軌,，結束了過去依靠半手工半自動化的CDA時代。設計工具的改善,，使得我們在設計上不斷精細,，無論是華為海思,，還是后起之秀地平線的芯片設計能力，都可謂不俗,。
與此同時,，自1994到2008年，國家對國產EDA的支持非常有限,。缺少政策和市場支持的國內EDA工具研發(fā)和應用陷入低谷,，與海外差距逐漸拉大。這也導致了國內集成電路產業(yè)對國外EDA工具的重度依賴,。
由于工具掌握在別人手中,，我們始終處于被動位置。
02,、本土EDA發(fā)展曙光再現
時間來到2008年,，轉機初現。
在中芯國際被臺積電“折騰地”疲憊不堪的2008年,，國家核心電子器件,、高端通用芯片及基礎軟件產品（核高基）重大科技與項目也正式進入實施階段。當年,，EDA重新獲得了國家的鼓勵和支持,，被列入《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006－2020）》所確定的十六個重大專項之一。
隨后,，2009年華大九天作為“EDA國家隊”從華大集團EDA部門獨立出來,，繼承了熊貓系統(tǒng)的核心技術，承擔了十一五,、十二五“核高基”專項計劃,，本土EDA行業(yè)也重新迎來了發(fā)展的曙光。
概倫電子,、廣立微電子,、國微思爾芯、芯和半導體,、芯華章,、芯愿景等EDA領域一批創(chuàng)業(yè)型公司涌現，并拿下了一定的市場,。
以國內EDA軟件的絕對龍頭華大九天為例,，2020年在中國EDA市占率約6％，居本土企業(yè)首位,，份額占比在50％以上,。但與國際巨頭相比，依然很弱勢,，國內外EDA軟件多年累積的技術差距難以在短時間內抹平,。
當下全球EDA行業(yè)市場集中度較高,，共分為三個梯隊。
第一梯隊為楷登電子,、新思科技和西門子EDA,，上述三家公司具有顯著領先優(yōu)勢，全球市場占比約78％,。
第二梯隊為華大九天,、ANSYS等幾家企業(yè)，憑借部分領域的全流程工具或在局部領域的領先優(yōu)勢,，位列第二梯隊,，全球市場占比約15％。
第三梯隊是一些聚焦于某些特定領域或用途的點工具的企業(yè),，整體規(guī)模和產品完整度與前兩大梯隊的企業(yè)存在明顯差距,，全球市場占比約7％。
國產EDA公司與“三巨頭”有明顯差距,，很大一部分原因在于：前者目前仍不能實現全工具鏈覆蓋,。由于EDA工具鏈非常長，涉及軟件種類,，國內大多從某一環(huán)節(jié)單點切入,，部分流程與環(huán)節(jié)具備較強競爭力。
如：華大九天在模擬IC領域優(yōu)勢明顯,，概倫電子則在存儲器領域儲備較深,。但對于客戶而言，即便是采購國產EDA軟件的意愿高漲,，但本土廠商仍無法為其提供平臺式的產品服務,，客戶依舊需要購買大量海外“三巨頭”的產品，再搭配本土較為成熟的解決方案使用,，顯然性價比不算高,。
而盡管從歷史上來看，EDA三巨頭的形成不是一蹴而就地,，均是通過自研及大量并購同類企業(yè)最終形成厚實的技術壁壘。
海外三巨頭共發(fā)起過200多次收并購,，其中Synopsys次數高達80次,，為三家中最多。其早在1990年公司就收購了Zycad公司的VHDL仿真業(yè)務,，并推出了測試綜合產品,；2002年，公司收購了剛結束與Cadence多年訴訟的Avanti,，一舉補齊了數字集成電路EDA全流程所需要的團隊和技術,，成為歷史上第一家可以提供頂級前后端完整IC設計方案的領先EDA工具供應商,，改變了傳統(tǒng)上“Synopsys占前端，Cadence占后端”的格局,，也為后續(xù)公司市場份額超過Cadence打下堅實基礎,。
但中國并不具備同等條件。2020年海外EDA企業(yè)數量為600＋,，國內僅22家,，且相對技術較弱，國內企業(yè)沿循外資EDA巨頭通過兼并重組做大的發(fā)展路徑較為困難,。
更深層次的阻礙還在于“生態(tài)”,。
每一次系統(tǒng)性、革命性的EDA升級換代都是EDA企業(yè)和集成電路應用企業(yè)上下游合作,，在原有的技術基礎上開發(fā)的新型算法,。
國際頭部EDA企業(yè)與集成電路制造、設計企業(yè)具備長期合作基礎,，其EDA工具工藝庫信息完善,，能夠隨先進工藝演進不斷迭代，進一步鞏固了競爭優(yōu)勢,。
這意味著市場尾部EDA企業(yè)難以獲得生產線的最近工藝數據參數,，在與工藝緊密相關的工具領域無法進行技術布局。下游用戶一旦確定了EDA供應商,，短時間更換EDA工具軟件的成本較大,，因此集成電路制造與設計企業(yè)一旦與EDA工具供應商形成穩(wěn)定的合作關系，不會輕易更換供應商,，對合作供應商粘性較強,。
顯然，海外三巨頭與頭部Foundry長期捆綁,，始終處于工藝的領先地位,。而國產廠商缺乏與頭部Foundry的合作，導致其EDA工具對先進工藝的支持不夠,，這也是國產EDA工具在高端芯片領域幾乎沒有份額,。即便是華大九天，其大多數工具仍無法支持28nm以下的制程,。
與此同時,，海外EDA巨頭還擁有豐富的IP（Intellectual Property core，知識產權核或知識產權模塊）庫,?？梢岳斫鉃椋琁P就是把部分設計流程固化,，當Fabless使用EDA工具進行IC設計時,，可以直接把所需功能的IP模塊拿來使用,，不必再重復設計，這可以極大地優(yōu)化芯片設計公司的重復勞動率并提升設計靈活度,。
當前,，主流SoC異構芯片均是基于不同功能的IP進行組合設計。相比于國內EDA企業(yè),，海外EDA巨頭擁有大量IP核產權,，這使得客戶面臨較高的切換成本，公司與下游客戶的關系更加穩(wěn)固,，從而構建具有深度護城河的生態(tài)圈,。
國外企業(yè)多采用“EDA工具全家桶＋IP授權”模式，打造豐富,、完整的IC設計生態(tài),。根據IPnest數據顯示，2021年全球半導體IP市場中,，除了ARM等專業(yè)半導體IP供應商外,，Synopsys、Cadence這兩大EDA巨頭位列全球半導體IP市場的第二,、三名,，市占率分別為19．7％、5．8％,。
此外,，國產EDA行業(yè)還面臨缺錢、缺人等問題,。
一方面,，人才匱乏。EDA開發(fā)工程師是一項綜合性崗位,，要同時理解數學,、芯片設計、半導體器件和工藝,，一般來說,，培養(yǎng)一名EDA研發(fā)人才，從高校課題研究到從業(yè)實踐的全過程往往需要10年左右時間,。據賽迪智庫的數據顯示,，2020年我國EDA行業(yè)僅有4400余名人才，其中一半以就職于外企,。而Synopsys一家公司全球擁有近1．2萬名EDA研發(fā)人員，華大九天的這一數字為300余名,。
另一方面,，資金不足,。EDA行業(yè)資金消耗巨大，需要長期的資金投入,。還是以Synopsys和華大九天對比,，前者2018年至2020年三年累計研發(fā)投入為228 億元人民幣，是華大九天近60倍,。
顯然,，無論從哪方面來看。目前中國EDA公司還無法與國際巨頭抗爭,。
03,、國產EDA迎來最好的時間點
隨著2019年到來，中美科技摩擦加劇,，美國對我國國內高科技企業(yè)的制裁力度不斷加大,，數次提高對國內部分高科技企業(yè)的限制級別，尤其在集成電路和EDA工具領域體現的較為明顯,。
以華為為例,，2019年EDA三巨頭終止了與華為海思的合作，為國產芯片的發(fā)展蒙上了一層陰影,。國內集成電路設計及制造企業(yè)開始尋求實現EDA工具軟件的進口替代,。
這對于國內EDA廠商而言，這或許是化危為機的重要時刻,。
與此同時,，政策、資金,、人才,、技術都在向好發(fā)展。
政策方面,，由于EDA基礎研究難度高,、周期長，前期投入回報較小,，需要政策支持,。實際上，美國EDA產業(yè)發(fā)展也離不開補貼,。美國NSF,、SRC和國防部等政府機構自20世紀80年以來每年投入千萬美元級資金支持EDA發(fā)展。
我國近年來也發(fā)布了一系列政策,、補貼支持,。去年11月，《“十四五”軟件和信息技術服務業(yè)發(fā)展規(guī)劃》明確提出重點突破工業(yè)軟件，其中EDA軟件被列出,。
資金方面,，隨著國家政策對EDA領域的持續(xù)扶持，行業(yè)也開始受到資本市場認可,。自2019年起,，我國EDA初創(chuàng)企業(yè)的融資環(huán)境顯著改善，且不乏高瓴資本,、紅衫資本,、深創(chuàng)投、英特爾投資,、國家大基金,、中芯聚源等知名投資機構身影。據不完全統(tǒng)計,，2021年,，國內EDA賽道融資事件超15起，融資企業(yè)超12家,，融資規(guī)?；虺?0億元。遠超2020年的超5起融資事件,、超13億元規(guī)模,。其中單次融資額最高超4億元
與此同時，頭部企業(yè)也在積極尋求上市,，截至2021年12月30日,，國內已有概倫電子（已上市）、華大九天,、廣立微與國微思爾芯4家EDA企業(yè)申請IPO,。
多樣化的融資渠道有利于EDA軟件公司的長期發(fā)展。此外,，充沛的資金優(yōu)勢也有助于企業(yè)通過外延并購,、股權投資等方式快速拓寬業(yè)務邊界，加快打造EDA軟件的平臺型公司,，以實現芯片設計全流程覆蓋,。
人才方面，盡管與巨頭們相比還比較弱小,，但發(fā)展速度還是較為迅速,。根據賽迪智庫數據，2018年,，中國EDA行業(yè)外資企業(yè)人數為2100人,、本土企業(yè)人數為700人,；2021年，這兩個數字分別增至2400人和2000人,。
技術方面,，部分企業(yè)也取得了突破。其中,，以華大九天為例，其模擬電路設計全流程EDA工具系統(tǒng)在電路仿真工具上技術可達到全球先進水平,；在平板顯示電路設計領域,，為成為全球唯一能提供全流程設計解決方案的供應商。根據其招股書,，截至到2020年底,，公司共擁有已授權發(fā)明專利144項，軟件著作權50項,。
顯然,，政策、資本,、人才都已在為此蓄力,。
如今，可能是國產EDA發(fā)展最好的機會,，誰能突出重圍,？
