2024年4月25日发(作者：)
产业发展
中国集成电路
ChinalntegratedCircult
全球主要EDA软件公司的
做法、经验与启示
李文龙
2
，李婷婷
3
，张国力
2
赵沭明
1
，
1.绍兴文理学院元培学院
；
2.环亚数字经济研究院
；
3.东盟经济研究院
摘要：2020年5月15日，美国商务部对华为实施禁令，全面限制华为购买采用美国软件和技术生产的半
导体；6月，受美国实体清单出口管制影响的哈工大和哈工程又被宣布禁用Matlab软件。美国对中国一
系列的制裁措施，让我们清晰地认识到我国半导体软件与美国的差距
。电子设计自动化软件（
EDA，
ElectronicsDesignAutomation）处于芯片产业链的上游，几乎涉及IC设计的各个方面。作为集成电路设
但地位极其重要。
计最关键的软件工具
，
EDA在集成电路产业链中产值占比虽小
，
EDA产业是中国的短
板，几乎完全依赖美国，国内可替代的产品很少
。一旦美国限制中国使用美国
EDA软件，中国的芯片发
因此发展国产
EDA软件刻不容缓。展将遭受巨大冲击
，
分析与总结全球主要EDA软件公司的做法与经
验对发展中国自身的EDA软件产业具有重要的启示
。
关键词：EDA；工业软件；制裁；国产
1国内外EDA软件市场发展的
基本状况
1.1国际EDA产业发展的基本情况
作为集成电路设计的基础工具
，随着大规模集
成电路、计算机和电子系统设计技术的不断发展，
EDA发挥了至关重要的作用
。如图
1所示，全球
全
EDA行业市场规模呈逐年增加的趋势。2019年，
球EDA行业市场规模达105亿美元
，较
2018年增
（
ESD）数据来源：电子系统设计联盟
图1最近5年全球EDA行业市场规模
4·
16
（总第263期）
2021·
http：//
中国集成电路
ChinalntegratedCircult
产业发展
意涉足
。
③国内不重视对知识产权的保护
，加上同比增长
8.25%。EDA作为芯片之母
，
加8亿美元，
产业收入在整个芯片产业规模中的占比还不足
2%，但却是芯片产业至关重要的部分
。没有
EDA软
件的支持，芯片的设计成本将几十上百倍地增加。
全球EDA产业市场份额主要被国际三巨头寡
头垄断，
分别为
Synopsys（新思科技）
、
Cadence（楷登
电子
）、
MentorGraphics（明导国际，2016年被西门子
并购）。
三大
EDA企业占据全球市场的份额约70%。
其中，新思科技作为全球第一的EDA软件厂商
，市
场占有率约占全球的三分之一
，为全球电子市场提
供技术先进的集成电路与验证平台
。楷登电子销售
排名第二，全球市场占有率约占22%。这两大公司
能较全面的提供EDA产品全套的服务方案。而明导
国际与前两家公司相比并没有涉及整个芯片设计环
节，产品线不够齐全，
但是在
PCB设计工具方面占
有优势。应该看到
，在中国市场，
EDA软件超过95%
的销售额被三巨头公司所占有
。
1.2中国EDA产业发展的基本情况
如图2所示
，
2019年，我国EDA软件市场规模
为5.4亿美元。市场份额每年均略有增加，
但中国
EDA公司仅占全球份额的5%左右，与国际三巨头
存在明显差距。造成这种状况的主要原因
：
①工业
软件开发需要经过长期的积累
，只有通过不断地开
发、反馈、升级，才能有效地提高软件的市场竞争
力
。
②由于工业软件研发投入巨大
，投资回报低，国
内又缺乏相应的政策支持
，企业及技术人才都不愿
资料来源：电子系统设计（ESD）联盟
图2中国EDA软件产业市场规模
http：//
EDA软件市场拓展周期较长，导致中国的软件设
计产品几乎完全依赖美国厂商
，极大地阻碍了我国
EDA软件的研发。
目前，国产EDA产品无法满足高端芯片的设计
需求，无法替代国外EDA产品，从而使国内集成电
路产业在这一块市场缺乏竞争力
。主要表现：一是，
中国涉及EDA软件的主要企业有华大九天
、芯禾科
技、广立微电子、博达微科技、
概伦电子、蓝海微科
技、奥卡思微电等
，但中国
EDA软件公司全球市场
份额占比不及1%。二是，
国内
EDA软件企业仅在个
别细分领域具有一定优势。
如华大九天是目前国内
规模最大、技术最强的EDA研发企业，承载了熊猫
系统
1
的技术，在专业知识和行业资源方面拥有雄
厚的实力，是世界唯一能提供全流程的平板显示器
（FPD）设计解决方案的供应商
，具有较强的市场竞
争力。另外，目前国内的客户也非常多
，华为、京东
方、中芯国际、龙芯、华虹半导体等大公司都采用其
提供的EDA产品来设计芯片，但是华大九天公司的
EDA软件仅能满足40纳米以上工艺制程的芯片设
计，还无法胜任高端芯片生产，
与国外
EDA软件（
可
满足7纳米工艺制程的芯片设计）相差很大，导致国
内公司对国外EDA软件依赖仍较为严重
。
2国际EDA三巨头的主要做法
2.1投入高额研发费用
国际EDA三巨头重视新技术的开发，
每年投入
高额的费用用于研发。研发费用在公司的营运支出
中占比最大。如图3所示，楷登电子研发费用占营业
收入的比重已连续4年超过40%，新思科技研发费
用占营业收入的比重也超过30%。2019年，楷登电
子的研发费用为9.4亿美元，新思科技的研发费用
达11.4亿美元
。
脚注1：熊猫系统
：
1986年华大九天团队（
当时的北京集成电
路设计中心）开始研发的中国自主知识产权的EDA软件
，在
1993年面世
。
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（总第263期）
17
产业发展
资料来源：公司年度报告
图3新思科技及楷登电子研发费用及占营业收入的比重
2.2频繁进行兼并收购
自成立以来
，
EDA三巨头公司就不断寻找在市
场中已被证明成功的EDA产品及其企业，以收购在
某些细分领域领先的中小型EDA公司，扩大业务规
模，完善产品体系。通过一系列成功的兼并收购
，
EDA三巨头不断发展壮大，
形成寡头垄断。如图
4
所示，在过去三十多年间，
新思科技和楷登电子分别
进行了80次及62次的兼并收购
。明导国际在
2016
年被西门子收购，在被收购之前也进行了66次并
购，现仍保持着行业龙头地位。
资料来源：电子系统设计
（
ESD）联盟
图4EDA三巨头并购次数
2.3政府强力的政策扶持
美国政府在EDA产业发展中发挥着重要的作
用，始终将发展高端工业软件放在核心战略地位。
为
了保持美国的领先地位，
继续推进提升电子器件的
性能，美国国防高级研究计划局
（
DARPA）
于
2017
18
（总第263期）
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中国集成电路
ChinalntegratedCircult
年6月1日宣布推出电子复兴计划
（
Electronics
ResurgenceInitiative，简称ERI）。计划未来五年投入
超过20亿美元来支持芯片技术的研发。
另外，美国
国会也加入对电子复兴计划的投资
，每年增加投入
1.5亿美元。美国国家科学基金
（
NSF）对EDA项目
也投入大量资金
，并且对从事
EDA研究的人员进行
项目奖励及资助。信息技术研究计划（ITR）和国家纳
米计划
（
NNI）也会为EDA研究提供额外的投资
。
3国内发展工业软件存在的短板
3.1政策支持不足，
研发投资欠缺
工业软件处于交叉领域
，政策模糊，“十一五”之
前由科技部分管，后又转归工信部负责
，导致长达
10年的政策空白，无政策及资金的支持
。
EDA行业
的发展需要长时间的积累，行业增速低，研发费用
高，前期需要更大的投入。
中国国家大基金注重对硬
件的投资，软件方面的投资力度不够
。软件公司营收
低，研发投入也低，大部分工业软件企业都是一些中
小企业，无力支持工业软件的研发。
3.2人才培养薄弱，
队伍流失严重
我国当前仅有少数高校从事EDA方向的研究
和专业人才的培养，而基础研究费用在全年总研发
支出中占比低，参与的人员少，没有足够专业的团
队。在集成电路领域
，
EDA软件开发对人才的要求
很高，需要物理、数学、计算机等交叉行业的综合性
人才，进行跨领域和跨学科合作
。专业人才要在研
发过程中还要不断地学习，提升自己的专业能力并
实现技术创新。由于EDA软件开发研究的周期长，
投入与产出比率低，行业整体薪酬偏低
，使得很多
EDA人才转向AI和互联网行业。
3.3EDA设计和代工脱节，
产业链不完整
中国的EDA设计厂商与代工厂商相互脱节
，没
有形成完整的产业链
。代工厂与
EDA厂商需要长时
间的磨合，
目前国产
EDA即使开发出来了，
代工厂
http：//
中国集成电路
ChinalntegratedCircult
也不愿意使用，因为软件的后续迭代升级会还存在
问题。国外的软件巨头，与台积电等大厂深度绑定，
为其免费提供EDA软件，同时拿到台积电的实时生
产数据。台积电这样做
，能保证自己的
EDA软件每
个月都能进行版本升级，进而在提高软件仿真性能
的同时，让竞争对手破解当前版本软件的行为变得
没有意义
。
3.4长期依赖国外软件
，研发能力严重退
化
1994年之前，中国受“巴黎统筹委员会
”禁运管
制，国内无法买到国外的EDA软件工具。
而在中国
国产EDA工具熊猫系统研发成功之后，国外EDA
公司取消了对中国的禁运
，并全面进入中国，占据中
国市场。当时国内致力于快速发展集成电路产业，
放
缓对EDA软件的研发，开始使用国外EDA软件，对
国外EDA软件逐渐产生依赖性。
尤其是，
国外
EDA软件公司为中国大学及科研
院所提供优惠价格，国内教学及科研中捆绑学习使
用国外公司的软件，使国内专业人员习惯于使用国
外软件，造成国内不重视软件研发的基础性教育
，导
致大学及科研院所的专业人才在工业软件理论
、算
法、程序设计与实现等研发方面的能力逐步退化
。
4美国软件制裁对中国的影响
4.1华为的研发、生产受到严重影响
今年美国扩大对华为在制裁范围
，不允许使用
美国设备和美国公司专利的企业为华为做芯片代
工，华为也无法使用美国软件进行芯片设计，华为只
能使用以前购买的EDA软件，而不能使用新版
。应
该看到，迄今为止华为对美国供应商的依赖程度还
是较高，虽然华为过去多年一直在自主研发，华为手
机使用的美国零部件的占比也缩减到1.5%；但是，
这些核心零部件完全实现国产化仍有一定难度
，美
国的打压将对华为在手机市场的竞争力与市占份额
产生负面影响
。
http：//
产业发展
4.2国内软件业的教学、科研或受影响
受美国商务部出台的实体名单影响
，哈工大和
哈工程的Matlab软件被禁用，老师及学生发表论文
就不能包含基于Matlab的内容，极大影响了学校师
生的正常教学与研究活动，不
过开源软件中有类似
的软件可以替代。国内高校应倡导学生使用自由软
件，而非只学习使用国外软件并产生依赖性。
4.3国产软件公司的发展空间有所扩大
EDA软件在计算机、通信
、生物医药及航天航
空等涉及电子自动化的领域都起着至关重要的作
用。但是由于受到国外EDA寡头厂商的竞争挤压
，
加之自身的历史原因，中国国产工业软件业的发展
步履维艰，与国际先进水平存在大约30年的差距
。
美国的软件禁令可能有利于国产软件公司发展
环境的改善，中国如能因势利导，
调整相关产业政
策，国内软件行业有望迎来新的发展机遇
，逐步摆脱
对国外软件的依赖
。
5发展国产EDA软件的
启示与政策建议
5.1重视人才培养，
加大政策扶持
EDA是多领域交叉的产业，
需要
EDA工程师
具有宽厚的知识体系
，
EDA三巨头公司的研发人员
的平均学历都很高。我国高校需建立完整的人才培
养方案和体系，增设与EDA相关的专业，完善EDA
领域的相关课程。
我国应将发展EDA产业纳入相关政策，政府加
大对EDA产业的研发投入，完善研发人员的薪酬激
励机制，支持国内EDA企业进行行业并购
。
5.2改革体制机制，
促进产研融合
将学校与EDA公司的利益进行捆绑
。对于高校
科研成果通过公司实现转化的，
高校可从公司销售
（下转第80页）
2021·4·
（总第263期）
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测试
中国集成电路
ChinalntegratedCircult
的差分时钟信号的输出
袁
频率
尧
差模电压
尧
共模电
压在一定范围内可任意配置
袁
提升了集成电路的
测试手段
袁
为高端ATE测试设备的使用积累了宝
贵的经验
遥
参考文献
[1]ProgrammingFundamentalClassStudentManual,
图8Ultraflex测试板卡
UFX-PRG_SMREV1October2017
[2]UltraFLEXHelpREV.15.3forIG-XL8.30.01,
@
作者简介
马强
袁
高级工程师
袁
中国电子科技集团公司第38研
究所/安徽芯纪元科技有限公司
袁
主要研究方向
院
数
字集成电路设计
遥
徐硕
袁
工程师
袁
安徽芯纪元科技有限公司
袁
主要研究
图9SRIOUltraflex测试结果
方向
院
数字集成电路测试开发
遥
上接第19页
额中获得提成
袁
或者公司给予高校部分股权
遥
EDA公
司销售额越高
袁
高校取得的收益也越高
袁
高校可将获
得的收益再投入研发
遥
当公司软件遇到问题需要修
复及优化时
袁
高校能积极根据需求优化产品
袁
满足客
户需求
袁
从而推动高校的科研成果转化
遥
参考文献
[1]工信情报
袁叶
工信部两所高校被禁用MATLAB
袁
工业软件为何是中美工业战的命门?
曳袁
微信公众号
袁
tps:///s?src=112020年6月25日
袁
ht
×tamp=1600408163&ver=2591&signature=yVPN
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&new=1
[2]先进制造业
袁叶
国产工业软件之痛
院
命门暴露
袁
不
解决就一直很痛
曳袁
极客邦科技InfoQ
袁
2020年6月
18日
袁
/article/7e6mE7gWoYSfKR9
Bmv2s
[3]蜀山熊猫
袁叶
一线工程师如何看待<没了美国的
EDA软件
袁
我们就不能做芯片了>
曳
,今日头条
袁
2020
年5月22日
袁
/a682933803882
5386508/
[4]侯劲松
袁叶
EDA产学研结合的思考
曳袁
电子报
5.3坚持自主开发
袁
形成自身产业链
EDA设计水平制约着半导体产业链上的后续
各个环节
遥
我们不能让集成电路产业的
野
命门
冶
掌握
在别人手里
袁
要通过提高本国的科技水平
袁
形成中国
自身的产业链
遥
中国要加快在产品领域的布局
袁
不断实现技术
创新
袁
提升融资运营环境
袁
打破国外EDA厂商竞争
格局
遥
引进国外技术的过程中
袁
要在学习国外技术的
基础上进行自主的产品开发
袁
只有依靠自主开发
袁
才
能凸显出我们在技术上的进步
袁
才能与国外先进技
术竞争
袁
成为芯片强国
遥
4
窑
80
渊
总第263期
冤
2021
窑
http
院
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