所謂的EDA，其實(shí)是電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（Electronic Design Automation）軟件的簡(jiǎn)稱，是集成電路芯片產(chǎn)業(yè)鏈最上游、最高端的子行業(yè)。工程技術(shù)人員利用EDA工具，那么芯片的電路設(shè)計(jì)、性能分析、設(shè)計(jì)芯片版圖的整個(gè)過(guò)程都可以通過(guò)計(jì)算機(jī)自動(dòng)處理完成。有人可能就要問了，EDA工具對(duì)行業(yè)的重要性有多大？一片芯片中有集成了上億個(gè)晶體管，如果工程師不借助EDA工具，而光靠人工設(shè)計(jì)電路、繪圖，那么工程師們必然會(huì)累到崩潰的地步。更進(jìn)一步說(shuō)廠商要研發(fā)設(shè)計(jì)出高端的芯片，離開了EDA顯然是無(wú)法完成的。

到目前為止，全球EDA行業(yè)基本形成了三家鼎立的格局。這三家公司分別是，美國(guó)的新思科技（Synopsys）、同樣是來(lái)自美國(guó)的楷登電子科技（Cadence）、2016年被德國(guó)西門子收購(gòu)的明導(dǎo)國(guó)際（Mentor Graphics）。僅2017年里，全球EDA行業(yè)的總收入中有70%被這三家公司瓜分。這三巨頭都是在市場(chǎng)上經(jīng)過(guò)殘酷而激烈的競(jìng)爭(zhēng)后走到今天的，是在經(jīng)過(guò)多倫優(yōu)勝劣汰后幸存下來(lái)的佼佼者，并已形成了強(qiáng)大而牢固的產(chǎn)業(yè)鏈、專利壁壘和人才優(yōu)勢(shì)。所以，后來(lái)者要進(jìn)入該行業(yè)并謀求擴(kuò)大市占率，絕非是件容易辦到的事情。

新思科技一直致力于開發(fā)復(fù)雜的芯片系統(tǒng)（SoCs）新思科技的邏輯綜合工具DC（design compiler）和時(shí)序分析工具PT（Prime Time）在全球EDA市場(chǎng)基本上已一統(tǒng)江山。楷登電子科技的產(chǎn)品涵蓋了電子設(shè)計(jì)的整個(gè)流程。全球知名的半導(dǎo)體與電子系統(tǒng)公司均將楷登電子科技的軟件作為自己的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。楷登電子科技的Virtuso工具在經(jīng)歷了27年仍然不衰，在業(yè)內(nèi)可謂是一大傳奇。明導(dǎo)國(guó)際的工具雖比不上前面兩家公司的全面，但在PCB（印刷電路板）設(shè)計(jì)工具等領(lǐng)域卻有著可圈可點(diǎn)且獨(dú)到之處。

EDA公司向下游客戶銷售的EDA工具，實(shí)際上賣的是證書（license），就像使用windows操作系統(tǒng)或office軟件以及其他應(yīng)用軟件時(shí)要用到注冊(cè)碼一樣。EDA公司的一張證書就相當(dāng)值錢了，以華為為例，2014年底華為為了獲得楷登電子科技的證書，一次就花了3000萬(wàn)美元。EDA公司除了向客戶售賣軟件工具外，還賣向客戶出售IP核。IP核是具有知識(shí)產(chǎn)權(quán)（Intellectual Property）的集成電路芯核的簡(jiǎn)稱。EDA供應(yīng)商把電路設(shè)計(jì)所需的功能擴(kuò)展件以軟件IP核構(gòu)件的形式出售給客戶，這可以理解為功能擴(kuò)展包。

而國(guó)內(nèi)EDA市場(chǎng)，有95%以上的份額是被國(guó)際供應(yīng)商占據(jù)。正如華大九天董事長(zhǎng)劉偉平所說(shuō)：國(guó)際上三大EDA廠商在國(guó)內(nèi)占據(jù)超過(guò)90%的市場(chǎng)份額，剩下的市場(chǎng)還有ANSYS等國(guó)外公司來(lái)分。”顯然，國(guó)內(nèi)廠商只能一點(diǎn)一點(diǎn)地從國(guó)外廠商手中搶奪市場(chǎng)份額。

從國(guó)內(nèi)EDA行業(yè)發(fā)展，可以管窺整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)生態(tài)。前身是華大集團(tuán)EDA部門的華大九天，雖然2009年才成立公司，但在EDA行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)，可以追溯到1980年代的熊貓系統(tǒng)，在國(guó)家正式啟動(dòng)EDA系統(tǒng)開發(fā)時(shí)，華大九天團(tuán)隊(duì)就已經(jīng)參與進(jìn)去。“從熊貓EDA到現(xiàn)在已經(jīng)有30年，一方面扎根EDA是蠻艱辛的一個(gè)過(guò)程，另外一個(gè)方面，我們做得也不夠理想，到今天才有一點(diǎn)小成果出來(lái)，離產(chǎn)業(yè)界期望還很遠(yuǎn)。”劉偉平說(shuō)道。

華大九天的成果，主要體現(xiàn)在三方面。首先，華大九天有一套完整的模擬電路（或者說(shuō)全定制電路）設(shè)計(jì)平臺(tái)。“做模擬電路設(shè)計(jì)，用我們這套系統(tǒng)，基本可以從頭到尾做下來(lái)，”劉偉平表示，華大九天的模擬設(shè)計(jì)平臺(tái)上電路仿真模擬工具（Spice）性能非常出色，比三巨頭的工具還要“快很多，性能好很多，客戶用了我們的產(chǎn)品之后很驚訝。”

第二，華大九天為SoC設(shè)計(jì)提供優(yōu)化工具平臺(tái)。不像在模擬與混合信號(hào)領(lǐng)域有全流程工具，華大九天的數(shù)字電路工具尚不完整，不過(guò)華大九天可以提供優(yōu)化平臺(tái)，為用戶設(shè)計(jì)完成時(shí)序與功耗優(yōu)化，“這套平臺(tái)有很多想法與概念是我們最早在產(chǎn)業(yè)里面提出來(lái)的，現(xiàn)在一些國(guó)外大公司，也開始采用類似的概念來(lái)實(shí)現(xiàn)。這套工具我們做得還不錯(cuò)，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占到80%。”

第三，華大九天有針對(duì)顯示器面板的全流程設(shè)計(jì)工具。“面板要用薄膜晶體管來(lái)控制每個(gè)像素的工作狀態(tài)，所以面板是一個(gè)大的晶體管陣列結(jié)構(gòu)形態(tài)，有點(diǎn)像存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)，這個(gè)市場(chǎng)比較特殊，全世界就華大九天專門針對(duì)這個(gè)市場(chǎng)做了全流程工具。京東方、華星光電、熊貓、彩虹、天馬、惠科，還有維信諾，以及群創(chuàng)、友達(dá)等都是我們的客戶。”

雖然在局部形成了突破，但與全球領(lǐng)先的三大EDA廠商相比，國(guó)產(chǎn)EDA廠商差距非常大，而且差距并不只是體現(xiàn)在銷售額上，用劉偉平的話說(shuō)，國(guó)內(nèi)EDA廠商還“沒有能力全面支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展。”

相比三巨頭，國(guó)內(nèi)廠商第一個(gè)短板就是工具不夠全。劉偉平介紹，只看集成電路產(chǎn)業(yè)所需的EDA工具，華大九天已有的產(chǎn)品線占集成電路所需工具的三分之一左右。“還有三分之二的東西我們沒有，這是最大的問題，”劉偉平呼吁，在補(bǔ)齊工具鏈方面，國(guó)內(nèi)廠商應(yīng)相互配合，一起把工具做全，“如果做不全，就沒有能力支撐產(chǎn)業(yè)。”

其次，國(guó)內(nèi)EDA廠商與先進(jìn)工藝結(jié)合比較弱。“設(shè)計(jì)與工藝對(duì)接的紐帶就是EDA，如果EDA和工藝結(jié)合不夠好，就很難起到紐帶的作用。”劉偉平解釋道。在與工藝結(jié)合方面，三大EDA公司有天然優(yōu)勢(shì)，它們?cè)谛鹿に囬_發(fā)階段就與晶圓制造廠合作，因此對(duì)工藝?yán)斫夂艿轿唬催^(guò)來(lái)可以更好地改進(jìn)工具以支持先進(jìn)工藝，而國(guó)內(nèi)EDA廠商只能在工藝開發(fā)完以后拿到部分?jǐn)?shù)據(jù)。另外，EDA工具與工藝結(jié)合的重要支撐是工藝設(shè)計(jì)套件（PDK）。作為工具基于工藝開發(fā)的一整套基礎(chǔ)支撐環(huán)境，PDK包含了器件的模型、結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)規(guī)則檢查以及庫(kù)等，開發(fā)非常復(fù)雜，需要較大投入，目前國(guó)內(nèi)EDA廠商都比較缺乏PDK基礎(chǔ)。國(guó)內(nèi)EDA產(chǎn)業(yè)與先進(jìn)工藝結(jié)合不夠的原因，與中國(guó)整個(gè)半導(dǎo)體生態(tài)不夠成熟直接相關(guān)，“我們的生產(chǎn)技術(shù)還在突破14納米，人家都已經(jīng)做到7納米了。”

第三個(gè)因素是缺人。據(jù)劉偉平估算，國(guó)內(nèi)做EDA研發(fā)的人大約有1500人，其中約有1200人在國(guó)際EDA公司的中國(guó)研發(fā)中心工作，真正為本土EDA做研發(fā)的人員，只有300人左右。“我們有150個(gè)人，國(guó)內(nèi)還有還有一些小的EDA公司，以及高校與研究所，總共只有300人，全球最大的EDA公司，研發(fā)人員大約有7000人，其中5000多人做EDA工具。”劉偉平強(qiáng)調(diào)，人才缺乏是所有問題的根本，“幾十倍的差距，力量對(duì)比懸殊！”

缺人背后的主要原因是投入不足。劉偉平算了一下，從成立到現(xiàn)在，近十年時(shí)間，華大九天總投入不到5億人民幣，而“全球最大的EDA公司一個(gè)月投入就是5億，一年投入11億美元，差距確實(shí)很大。”投入不足，在招人留人方面就難以發(fā)力。