這兩天EDA斷供的事傳的沸沸揚揚，金融時報和路透社都報導了這件事。截止到目前，最新的消息還是這兩個報告中的內容，但還不知道具體的細節。筆者認為全面斷供即一刀切的可能性並不是很大，這樣就基本意味著中美半導體產業的脫鉤。雖然我們目前都在講國產替代，但還是要正視跟美國的差距，目前全球三大家EDA公司：Synopsys、Cadence和西門子EDA（被收購前叫Mentor）還是處於壟斷地位，國內絕大多數的晶片設計公司依然是使用這三家的工具和IP，這篇文章我們來分析一下EDA這個行業，以及國產EDA都覆蓋了那些方面。本文中的很多圖片和資料參考自沙利文的研報和知識星球“半導體綜研”中的統計內容。EDA行業的規模並不大其實對於很多非晶片行業的人，可能都聽過輝達、Intel、AMD、高通晶片這種設計公司，除了Intel，其他幾家都是Fabless，也就是只設計，沒有foundry；肯定也聽過台積電、中芯國際、華宏這種foundry公司，但卻很少有人聽過Synopsys（新思）、Cadence和Mentor。即便這三家公司對半導體行業的影響也都非常大，甚至可以認為這三家公司在晶片行業的影響力跟台積電一樣高。比如在2024年3月，台積電與Synopsys成功整合了輝達的cuLitho技術，實現了與現有軟體、製造工藝和系統整合的協同，旨在加速下一代高端半導體晶片的製造處理程序。新思作為EDA廠商，在輝達cuLitho軟體庫運行的Proteus光學鄰近矯正軟體大大加快了工作量。同時，輝達開發了生成式人工智慧演算法，通過生成式AI技術，最終將整個光學臨近矯正（OPC）過程加快兩倍。只是台積電現在一家獨大，EDA行業則是三足鼎立，這三家加起來佔據了全球EDA市場的70%，其中Synopsys約佔32%的市場份額，Cadence約佔30%，西門子EDA約佔13%。一方面的原因是這三家都是ToB的公司，不像輝達、Intel、AMD都有ToC的產品，也不像高通這種大家手機上都在用的產品，所以知名度沒有那麼高；第二方面是Synopsys和Cadence兩家的份額差不太多，沒有那一家是獨大的，而且這兩家公司的產品幾乎都有相互的替代品，只是各自有比較強勢的產品。筆者認為還有一個原因是EDA這個市場太小了，沒有市值非常高的公司，也就不會有很多非業內人士的關注。像博通這種ToB的公司，其實很多人也沒聽過，但去年年底市值破兆美元的時候，很多非業內的人也都關注了。半導體產業有一個有意思的倒金字塔，最上游的EDA，反而市場是最小的。全球最大的EDA公司（Synopsys和Cadence）的市值目前是700多億美元，在2024年，Synopsys的營收最高，但也只有60億美元，淨利潤有20億美元。因此EDA並不是一個產值和利潤都非常高的行業，容納不了太多的公司，也不可能有像博通這種破兆美元的公司存在。EDA工具在半導體產業鏈中的位置EDA公司是半導體產品的上游，為晶片設計公司提供工具和IP。EDA工具主要分為製造類EDA及設計類EDA：製造類EDA工具作為半導體產業鏈的起點，需要與半導體工藝節點的持續進步相匹配。下面這個圖應該更能反應EDA廠商的重要性。預計2028年，中國製造類EDA市場將達到42.2億元，年均複合增長率為21.2%。因中國對半導體產業的需求不斷增加，年均複合增長率高於全球水平。全球和中國的EDA龍頭這裡我們還是介紹一下Synopsys這家公司，常年霸佔EDA市場龍頭的地位。在今年市值被Cadence反超，市場上有說法是因為Cadence的前CEO去了Intel，會把很多單子都給到Cadence，所以Cadence才有了反超的機會。新思科技作為全球EDA+IP行業龍頭企業，憑藉EDA全流程深度發展和併購的雙輪驅動模式，實現點到面工具的全面覆蓋。其實Synopsys的發展就是一個個非常成功的收購史，不知道還有那家公司在每次收購後幾乎都發揮出了1+1>2的效果，新思就做到了。目前新思正在收購Ansys，如果收購成功，那新思就是EDA行業的絕對龍頭。國產EDA公司和工具本節的內容主要參考了關老師在知識星球“半導體綜研”中統計的資料，想看完整資料的，可以購買關老師的星球。雖然國內EDA企業現在跟國外還有些差距，但國內EDA公司的數量卻不比國外少，幾乎每個細分領域都有幾家公司在競爭，搞的大家都很卷。我們上面也說過，EDA並不是一個很大的產業，也就註定了這些企業中，可能也只會有幾個最終會殺出重圍，如果公司沒有一個非常強勢的產品，那麼就會註定被收購甚至倒閉。由於公司太多，我們只聊幾個比較有代表性的，而且也只會列出公司比較有優勢的產品。模擬IC設計、晶圓製造為什麼今天華大九天漲的最凶，因為目前國內的EDA龍頭就是華大九天，他們在模擬CI設計方面的工具幾乎是全覆蓋：在晶圓製造方面，也基本是包含了所有的流程工具。在模擬IC和晶圓製造方面，概倫電子也可以覆蓋比較多的場景。TCAD、OPC這兩個其實都屬於晶圓製造，但培風圖南在這兩個方面有比較強的產品，所以單獨列出來。電路板、封裝智芯、芯和、嘉立創這三家公司在電路板設計方面工具非常全，雖然下面的圖中嘉立創的工具覆蓋面少一些，但就筆者跟一些工程師聊天得到的資訊，嘉立創的工具用的人還是蠻多的。而在封裝方面，智芯、芯和也幾乎都能可以覆蓋的產品。數字IC設計和驗證思爾芯和芯華章主要是在數字IC設計的前端和原型驗證、Emulation驗證平台有比較多的產品。我們上面的資料只是從數字IC設計和驗證、模擬IC、電路板設計、封裝、晶圓這幾個大類裡面去統計，從關老師統計的資料中，可以看到，幾乎EDA工具所需要的場景中，都有對應的國產替代工具，當然也有幾個比較小的方面目前還沒有。那是不是說明如果EDA停用，國產的EDA工具都夠用了？其實還是有差距，從“有”到“能用”和“好用”，還有很大的距離，從筆者目前瞭解的情況，很多國產的EDA工具bug較多，能用性較差。晶片是一個前期投入非常大的行業，如果因為工具問題導致晶片中的某個bug，那就得不償失了。所以很多公司，即便是花更貴的錢買國外的成熟工具，也不願因擔風險用一些國產EDA工具和IP。這都是非常正常的現象，一方面工具需要打磨，另一方面晶片設計公司不想承擔太多風險。美國針對EDA的禁運其實已經開始了好幾年了，只是之前都是針對某些公司的停用。他們也不得不選擇國產的EDA工具，這也就給了國產EDA工具打磨的機會，所以現在國產EDA的主要客戶還是那些上了名單的公司。而且我們也可以看到，這幾年越來越多的使用國產可控產業鏈生產出來的晶片。所以，道路雖然艱難，但國產EDA的路還是要堅持走下去。 (傅里葉的貓)