經(jīng)濟(jì)觀察網(wǎng) 記者 李靖恒 今年可能將成為國(guó)內(nèi)EDA軟件公司登錄資本市場(chǎng)的重要一年。

EDA(Electronic Design Automation，電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化)是指利用計(jì)算機(jī)軟件完成大規(guī)模集成電路的設(shè)計(jì)、仿真、驗(yàn)證等流程的設(shè)計(jì)方式。隨著集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，芯片設(shè)計(jì)規(guī)模越來(lái)越大，制造工藝越來(lái)越復(fù)雜，芯片設(shè)計(jì)師必須依靠EDA工具來(lái)完成電路設(shè)計(jì)、版圖設(shè)計(jì)等工作。

國(guó)內(nèi)三家主要的EDA廠商分別為概倫電子（688206.SH）、北京華大九天科技股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“華大九天”）和杭州廣立微電子股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“廣立微”）。近日，概倫電子董事會(huì)秘書(shū)辦人士告訴記者，該公司目前是國(guó)內(nèi)唯一一家EDA上市公司。據(jù)概倫電子2021年年報(bào)介紹，該公司剛于去年在上交所科創(chuàng)板上市。

而在今年3月底，華大九天和廣立微都向深交所提交了招股說(shuō)明書(shū)注冊(cè)稿，開(kāi)始沖刺創(chuàng)業(yè)板IPO。如果這兩家公司上市進(jìn)程順利的話，國(guó)內(nèi)三大本土EDA企業(yè)都將先后成為上市公司。

如果僅從營(yíng)收規(guī)模上看，這三家EDA“大廠”的規(guī)模都不大。在2021年，概倫電子、華大九天、廣立微的營(yíng)業(yè)收入分別為1.94億元、5.79億元、1.98億元。不過(guò)，概倫電子在年報(bào)中表示，EDA行業(yè)占整個(gè)集成電路行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模的比例雖然相對(duì)較小，但其作為撬動(dòng)整個(gè)集成電路行業(yè)的杠桿，以一百億美元左右的全球市場(chǎng)規(guī)模，支撐和影響著數(shù)千億美元的集成電路行業(yè)。

華大九天也在招股說(shuō)明書(shū)中表示，EDA行業(yè)銜接集成電路設(shè)計(jì)、制造和封測(cè)，對(duì)行業(yè)生產(chǎn)效率、產(chǎn)品技術(shù)水平有重要影響。從集成電路設(shè)計(jì)的角度看，設(shè)計(jì)人員必須使用EDA工具設(shè)計(jì)幾十萬(wàn)到數(shù)十億晶體管的復(fù)雜集成電路，以減少設(shè)計(jì)偏差、提高流片成功率及節(jié)省流片費(fèi)用(流片是指芯片試生產(chǎn))。EDA行業(yè)的市場(chǎng)狀況與集成電路設(shè)計(jì)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r緊密相關(guān)。

根據(jù)華大九天的介紹，國(guó)內(nèi)EDA市場(chǎng)約80%的份額被國(guó)際巨頭新思科技（Synopsys）、楷登電子（Cadence）和西門(mén)子EDA占據(jù)。而國(guó)內(nèi)廠商尚未如這三家國(guó)際巨頭一樣實(shí)現(xiàn)EDA全流程、全細(xì)分領(lǐng)域的覆蓋。

上述概倫電子人士則向記者表示，從全流程上來(lái)看，該公司的EDA軟件肯定和國(guó)外的巨頭有一定的差距，不過(guò)在部分環(huán)節(jié)上有一定優(yōu)勢(shì)，一些關(guān)鍵的技術(shù)已經(jīng)達(dá)到國(guó)外頂級(jí)廠商的水平。同時(shí)，國(guó)內(nèi)集成電路企業(yè)出于安全性和可持續(xù)性等因素考慮，也開(kāi)始接受或加大采購(gòu)具有國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的國(guó)產(chǎn)EDA工具，這也為國(guó)內(nèi)EDA企業(yè)的良性發(fā)展提供了更多機(jī)會(huì)。

集成電路的基礎(chǔ)支柱

事實(shí)上，EDA軟件是一整套工具，應(yīng)用于芯片生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)。“EDA工具是集成電路設(shè)計(jì)、制造、封裝、測(cè)試等工作的必備工具，是貫穿整個(gè)集成電路產(chǎn)業(yè)鏈的戰(zhàn)略基礎(chǔ)支柱之一。”華大九天在招股說(shuō)明書(shū)中表示。

概倫電子人士告訴記者，該公司的EDA產(chǎn)品分為設(shè)計(jì)類(lèi)和制造類(lèi)。設(shè)計(jì)類(lèi)EDA提供給芯片設(shè)計(jì)公司使用，而制造類(lèi)EDA主要供給晶圓廠使用。概倫電子的EDA軟件主要適用于存儲(chǔ)芯片和模擬芯片的設(shè)計(jì)與制造。

集成電路設(shè)計(jì)主要分為模擬電路設(shè)計(jì)和數(shù)字電路設(shè)計(jì)。根據(jù)華大九天的介紹，模擬芯片是處理模擬信號(hào)的芯片。人們能夠感知的聲音、圖像以及無(wú)法感知的電磁波、微波等都屬于模擬信號(hào)，其特點(diǎn)是具有連續(xù)性。而將模擬信號(hào)進(jìn)行采樣量化后可以轉(zhuǎn)化為以0和1為代表的數(shù)字信號(hào)。華大九天研發(fā)的電路設(shè)計(jì)EDA工具也相應(yīng)的分為模擬電路設(shè)計(jì)和數(shù)字電路設(shè)計(jì)EDA。

例如，模擬電路的設(shè)計(jì)從原理圖設(shè)計(jì)開(kāi)始。原理圖包含抽象化的器件符號(hào)及連線，這些符號(hào)表示晶體管、電阻、電容等。為了確保電路工作正確，設(shè)計(jì)師需要用到電路仿真工具來(lái)模擬電路的功能、性能等，設(shè)計(jì)師根據(jù)仿真的結(jié)果不斷優(yōu)化電路設(shè)計(jì)。仿真環(huán)節(jié)使設(shè)計(jì)師不用將電路真正制造出來(lái)去檢查電路是否正確，節(jié)省了大量的時(shí)間和成本。

此后，芯片設(shè)計(jì)進(jìn)入版圖設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。版圖設(shè)計(jì)主要包括版圖的布局和布線，通過(guò)版圖設(shè)計(jì)工具將每個(gè)器件放置到合適位置，并用圖形將各個(gè)器件進(jìn)行正確的連接。版圖設(shè)計(jì)完成后，需進(jìn)行物理驗(yàn)證，以確保版圖與原理圖一致并且符合晶圓制造的要求。

上述模擬電路設(shè)計(jì)全過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)都需要使用EDA工具。華大九天稱(chēng)，該公司目前是國(guó)內(nèi)唯一能夠提供模擬電路設(shè)計(jì)全流程EDA工具系統(tǒng)的本土EDA企業(yè)。

數(shù)字電路的設(shè)計(jì)過(guò)程和模擬電路有很大不同，不需要關(guān)注晶體管等器件的大小和細(xì)節(jié)，主要是在抽象的邏輯上完成設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)過(guò)程可以分為數(shù)字前端和數(shù)字后端兩部分。數(shù)字前端設(shè)計(jì)流程從設(shè)計(jì)架構(gòu)開(kāi)始，用硬件語(yǔ)言對(duì)芯片功能進(jìn)行描述編碼。然后，通過(guò)仿真工具進(jìn)行邏輯仿真，檢驗(yàn)設(shè)計(jì)代碼的正確性。之后，再通過(guò)邏輯綜合將設(shè)計(jì)代碼映射到電路結(jié)構(gòu)，輸出描述數(shù)字電路結(jié)構(gòu)的電路網(wǎng)表文件。數(shù)字后端設(shè)計(jì)流程負(fù)責(zé)將前端設(shè)計(jì)生成的電路網(wǎng)表實(shí)現(xiàn)為可用于生產(chǎn)的物理版圖，最終交付給晶圓代工廠生產(chǎn)。

據(jù)華大九天介紹，該公司目前在數(shù)字電路EDA領(lǐng)域僅覆蓋數(shù)字電路設(shè)計(jì)的部分流程，尚未實(shí)現(xiàn)全流程工具覆蓋。而本次IPO募資中的“電路仿真及數(shù)字分析優(yōu)化EDA工具升級(jí)項(xiàng)目”和“數(shù)字設(shè)計(jì)綜合及驗(yàn)證EDA工具開(kāi)發(fā)項(xiàng)目”就是用于提升數(shù)字電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域EDA工具的覆蓋完整率。

廣立微研發(fā)的則是制造類(lèi)EDA，專(zhuān)門(mén)用于提高集成電路成品率。在芯片制造過(guò)程中，有效芯片占晶圓片上的總芯片數(shù)量的比例，被稱(chēng)為成品率或良率。對(duì)于晶圓廠來(lái)說(shuō)，成品率決定了其產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。

據(jù)廣立微介紹，為了確定最優(yōu)的制造工藝或?qū)ふ矣绊懗善仿实囊蛩兀枰獙?duì)各種電學(xué)結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵器件進(jìn)行電學(xué)性能的檢測(cè)，提供尋找影響成品率因素的有效線索。由于產(chǎn)品芯片結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，在產(chǎn)品芯片上直接進(jìn)行電性測(cè)試難以分解發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生問(wèn)題的根本原因，因此一般效 率不高。因此，業(yè)內(nèi)通常采用測(cè)試芯片替代產(chǎn)品芯片進(jìn)行電性測(cè)試，測(cè)試芯片即支持電學(xué)性能測(cè)試功能的專(zhuān)用芯片。而廣立微的EDA工具就是專(zhuān)門(mén)用于設(shè)計(jì)測(cè)試芯片以及測(cè)試結(jié)構(gòu)。

從點(diǎn)工具開(kāi)始突破

概倫電子人士對(duì)記者表示，從全流程上來(lái)看，該公司的EDA軟件肯定和國(guó)外的巨頭有一定的差距。不過(guò)在部分點(diǎn)工具上有一定優(yōu)勢(shì)，一些關(guān)鍵的技術(shù)已經(jīng)和國(guó)外頂級(jí)廠商一個(gè)水平了。所謂“點(diǎn)工具”，是EDA中實(shí)現(xiàn)某個(gè)具體環(huán)節(jié)的工具，比如電路設(shè)計(jì)、版圖設(shè)計(jì)、布局布線、仿真驗(yàn)證等某個(gè)具體的環(huán)節(jié)。

廣立微也表示，由于EDA軟件涉及集成電路制造的全流程，因此涉及的軟件種類(lèi)較多。對(duì)于 EDA軟件的用戶而言，平臺(tái)化的EDA采購(gòu)能夠避免由于每個(gè)步驟應(yīng)用不同的EDA軟件而可能帶來(lái)的兼容問(wèn)題，因此產(chǎn)品線的齊備程度是判斷EDA企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力的重要指標(biāo)。目前，全球只有新思科技（Synopsys）和楷登電子（Cadence）等國(guó)際巨頭能提供從前端到后端的全流程的解決方案，國(guó)內(nèi)EDA企業(yè)仍缺失部分產(chǎn)品線，難以獨(dú)立提供全套的EDA工具。

“包括公司在內(nèi)的國(guó)產(chǎn)EDA企業(yè)雖然已在一些特定領(lǐng)域及部分點(diǎn)工具上實(shí)現(xiàn)了技術(shù)突破，但在全流程的EDA平臺(tái)、產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)等方面和海外廠商有較大差距。長(zhǎng)期來(lái)看，國(guó)產(chǎn)的EDA 軟件公司需要從特定領(lǐng)域及部分點(diǎn)工具突破，逐漸完善自身產(chǎn)品線，從而加強(qiáng)自身的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。”廣立微稱(chēng)。

據(jù)華大九天介紹，目前EDA國(guó)際三大巨頭為新思科技、楷登電子以及西門(mén)子EDA。在2020年，這三家巨頭在國(guó)內(nèi)EDA市場(chǎng)總共占到了約80%的份額。而華大九天占到了約6%的份額，居本土EDA企業(yè)首位。

根據(jù)華大九天介紹的相關(guān)信息，新思科技、楷登電子和西門(mén)子EDA等三巨頭能夠提供全套的芯片設(shè)計(jì)EDA解決方案，其中新思科技的產(chǎn)品線最為全面，其優(yōu)勢(shì)在于數(shù)字前端、數(shù)字后端和驗(yàn)證測(cè)試；楷登電子的優(yōu)勢(shì)在于模擬和混合信號(hào)的定制化電路和版圖設(shè)計(jì)；西門(mén)子EDA在物理驗(yàn)證領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)較為突出，在印制電路板方面也有一定優(yōu)勢(shì)。而國(guó)內(nèi)廠商尚未如國(guó)際三大巨頭一樣實(shí)現(xiàn)EDA全流程、全細(xì)分領(lǐng)域的覆蓋。

然而EDA的發(fā)展不僅僅靠EDA廠商自身的努力。華大九天表示，EDA工具的技術(shù)開(kāi)發(fā)和商業(yè)銷(xiāo)售依托于制造、設(shè)計(jì)、EDA 行業(yè)三方所形成的生態(tài)圈，需要產(chǎn)業(yè)鏈上下游的全力支持。國(guó)際EDA領(lǐng)域的領(lǐng)先企業(yè)與全球領(lǐng)先的集成電路制造和設(shè)計(jì)企業(yè)具備長(zhǎng)期合作基礎(chǔ)，其EDA工具工藝庫(kù)信息完善，能夠隨先進(jìn)工藝演進(jìn)不斷迭代，進(jìn)一步鞏固了競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。而市場(chǎng)尾部EDA企業(yè)難以獲得生產(chǎn)線的最近工藝數(shù)據(jù)參數(shù)，在與工藝緊密相關(guān)的工具領(lǐng)域無(wú)法進(jìn)行技術(shù)布局，束縛了其業(yè)務(wù)的發(fā)展與完善。

廣立微也認(rèn)為，三大EDA國(guó)際巨頭有天然優(yōu)勢(shì)，其在新工藝開(kāi)發(fā)階段與全球領(lǐng)先的晶圓制 造廠進(jìn)行全方位合作，因此對(duì)工藝?yán)斫廨^為充分。而國(guó)內(nèi)EDA廠商通常只能在工藝開(kāi)發(fā)完以后拿到部分?jǐn)?shù)據(jù)，難以接觸到先進(jìn)工藝的核心部分，因此難以針對(duì)先進(jìn)工藝設(shè)計(jì)改良EDA軟件，造成與三巨頭的客觀差距。

不過(guò)，概倫電子也表示，國(guó)內(nèi)集成電路企業(yè)出于安全性和可持續(xù)性等因素考慮開(kāi)始接受或加大采購(gòu)具有國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的國(guó)產(chǎn)EDA工具，這也為國(guó)內(nèi)EDA企業(yè)的良性發(fā)展提供了更多機(jī)會(huì)。

例如，根據(jù)廣立微的招股說(shuō)明書(shū)，其最大的一位客戶是上海華虹（集團(tuán)）有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“華虹集團(tuán)”）。從2020年到2021年，來(lái)自華虹集團(tuán)的銷(xiāo)售收入從5767.86萬(wàn)元增長(zhǎng)到了8880.84萬(wàn)元。廣立微稱(chēng)，對(duì)華虹集團(tuán)收入大幅增長(zhǎng)，除了因?yàn)槿A虹集團(tuán)的產(chǎn)能擴(kuò)張之外，還源自華虹集團(tuán)對(duì)設(shè)備和服務(wù)國(guó)產(chǎn)化率的更高要求。

而華虹集團(tuán)也是華大九天的第二大客戶。同樣，華大九天對(duì)華虹集團(tuán)的銷(xiāo)售額從2020年的2471.62萬(wàn)元增長(zhǎng)到了2021年的3249.51萬(wàn)元。在2021年，華大九天還新增加了客戶中芯國(guó)際（688981.SH），對(duì)其銷(xiāo)售額為1636.21萬(wàn)元。

EDA公司的銷(xiāo)售收入主要來(lái)自于軟件的授權(quán)費(fèi)。概倫電子人士向記者介紹，一般授權(quán)分為固定期限和永久期限。該公司大部分的客戶都是固定期限，一般是三年。在這三年里，收入的確認(rèn)按照天來(lái)算，因此企業(yè)下一年的營(yíng)收比較容易預(yù)測(cè)。