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EDA被卡脖子了?聊聊中国关于EDA的前因后果看看什么对策能反击

来源:10博app官网登录    发布时间:2025-08-17 21:23:18

  EDA软件断供对中国半导体产业的影响分析 同志们,老特真的是不讲武德,EDA软件也被掐了,这是不是又要被卡脖子?这期我们来聊一聊EDA软件。

  经过此次风波,大多数人应该都对EDA软件知道——它相当于半导体领域的Adobe全家桶。

  不过可能很多人了解不够深入:EDA软件覆盖芯片全生产流程,并非仅用于设计,只是设计作为芯片的开端,显得很重要。

  这些软件大致分为设计、制造、封装和系统四大类,每类由多个工具集合构成,各环节开发难度不同。

  实际使用中,客户并非采购单一供应商产品,而是择优组合。我们简单梳理各环节:设计端分为数字设计和模拟设计(芯片同时存在数字信号与模拟信号,不同芯片两者占比不同)。

  28纳米以上的电源管理芯片、射频芯片、图像传感器等主要依赖模拟设计;28纳米以下的逻辑芯片则主要需要数字设计。

  数字设计又分前端与后端:前端包括规格定义、逻辑综合、功能仿真等工具;后端包括布局布线、时序分析、物理验证等工具,前后端是芯片从抽象到具象的转换过程(前端重表达,后端重实现)。

  模拟设计主要涉及版图设计、电路仿真、物理验证等,与数字设计差异较大(数字设计涉及大规模集成电路,模拟设计处理模拟信号,工具链更多元,针对模拟、数模混合、视频等有专门工具集群)。

  制造端最重要的包含器件建模、工艺仿真计算、光刻掩膜校准、良率分析等工具,是晶圆厂提升生产效率的关键;封装端涉及设计、分析、仿真等工具(传统封装门槛较低,先进封装有一定壁垒);系统端包括PCB设计、系统级仿真、嵌入式硬件设计等。

  综上,EDA是覆盖芯片全链条的工具集合,其中数字设计因是推动逻辑芯片进步的基础(手机SoC、AI芯片、高性能计算等均以此为起点),成为讨论EDA制约时的核心关注点,但先进模拟设计、制造封装及系统模块同样存在技术壁垒。

  了解EDA本质后,再看行业格局。全球EDA市场由三巨头主导——楷登电子(Cadence)、新思科技(Synopsys)、西门子EDA(收购明导国际后整合而成,原均为美国公司)。

  三巨头各有侧重:新思科技在数字设计与制造EDA领域较强;楷登电子在模拟设计与先进封装领域突出;西门子EDA在物理验证方面表现更优。

  三家合计占据全球70%以上市场占有率,尤其在3纳米及以下先进逻辑芯片市场几乎形成垄断。

  虽半导体软件市场仅百亿美元级,但撬动着数万亿数字化的经济,是半导体倒立金字塔的支点与关键命门,战略价值极高。

  鲜为人知的是,中国早在20世纪80年代末就启动了EDA软件研发:北京集成电路设计中心联合17家单位、117名专家,开发出首款自主知识产权的EDA——熊猫系统(获国家科学技术进步一等奖)。

  但随后因“造不如买”思潮,熊猫系统发展停滞;2009年,华大集团与国投高科合资成立华大九天,延续了这一脉络。

  据中国半导体行业协会不完全统计,目前大陆已有超120家EDA企业(规模不一,许多创始成员来自国际三巨头)。

  1.市场机遇:国家强力介入前,EDA是完全市场化领域。其开发难度高、回报周期长、人才匮乏,资金更倾向流向回报快的下游领域(全球百亿美元级的市场体量难以吸引资方)。

  2. 经营阻力:三巨头发展史即并购史,但国内EDA厂商因国际形势限制,全球并购难度大,且国内可并购标的少;同时,相关人才交流受限。

  EDA软件需与晶圆厂工艺参数匹配(如同为7纳米/5纳米/3纳米,台积电、三星、英特尔的实现方法可能不同)。

  以小米设计3纳米芯片为例,需基于台积电提供的1500多个标准单元和1.9万条设计规则(即晶圆厂定义的PDK工艺设计套件),EDA软件需同步更新这些套件才能发挥价值。而晶圆厂主要兼容主流EDA工具(因其客户使用主流软件),国产EDA若想获取台积电、三星、英特尔的PDK,需先绑定本土晶圆厂,而本土晶圆厂在先进制程上仍处追赶阶段,导致EDA技术前沿入局门槛高。

  加之西方半导体联盟长期形成的技术经验壁垒,新玩家入局困难。 当前,中国半导体产业发展多年,EDA已非“大问题”。

  在市场与政策驱动下,国内EDA企业从点工具入手,逐步实现国产化替代,近年进步显著: - 14纳米及以上制程:设计端国产EDA基本可实现全流程覆盖,制造、封装、系统端覆盖率也较高(部分先进的技术仍有差距)。

  7纳米/5纳米/3纳米等先进制程:国产覆盖率逐级降低(支持度待提升),部分点工具可替代,或性能与国际厂商有差距,但至少已具备基础能力。从部分企业发布的手机SoC、电脑SoC看,先进制程工具链较此前更完善(具体细节不便公开),且已有单点突破案例(如概伦电子的电路仿线纳米供应链)。

  4纳米及以上制程国产EDA信心充足;7纳米/5纳米/3纳米等节点可部分自主,但仍任重道远。 回到三巨头断供问题:

  成熟制程:国产工具链可提供强支持,国际厂商退出反而可能加速国产工具普及(此前部分环节因性能不足未被客户接受,断供后客户需考虑风险替代)。

  先进制程:国产EDA生态完整度与先进性仍有差距,部分环节或模块需依赖国际厂商。但断供并非禁用现有软件,而是停止更新(已付费软件可接着使用,三巨头需按合约履约),短期影响有限(软件升级频率不高)。

  长期看,行业玩家(EDA厂商、无晶圆厂设计企业)已加速资源投入,逐步实现“由点到面”替代。

  对三巨头而言,中国市场占其营收约10%-15%,若退出是不小损失。若无出口管制,中国市场本可带来更多收益,如今只能自认倒霉。

  过去国产EDA没有市场需求、不能技术迭代,走入高投入低产出不可持续发展的胡同里。此一时彼一时,现在正当时。不懂科技发展规律,过去如果再盲目投资也会打水漂

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