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[导读]在半导体产业的宏大版图中,电子设计自动化(EDA)技术宛如一颗闪耀的明珠,占据着极为关键的地位,被誉为 “芯片之母”。它贯穿于芯片设计、制造、封测等各个核心环节,是推动半导体产业持续创新与发展的重要驱动力。然而,长期以来,全球 EDA 市场呈现出高度集中的格局,90% 以上的份额被新思科技(Synopsys)、铿腾电子(Cadence)、西门子 EDA 这三大美国巨头牢牢把控。但近年来,随着国产替代进程的不断提速,中国的 EDA 企业在政策扶持、资本助力以及技术攻坚的多重推动下,正奋力追赶,逐步缩小与国际先进水平的差距,上演着一场激动人心的 “突围之战”。

半导体产业的宏大版图中,电子设计自动化(EDA)技术宛如一颗闪耀的明珠,占据着极为关键的地位,被誉为 “芯片之母”。它贯穿于芯片设计、制造、封测等各个核心环节,是推动半导体产业持续创新与发展的重要驱动力。然而,长期以来,全球 EDA 市场呈现出高度集中的格局,90% 以上的份额被新思科技(Synopsys)、铿腾电子(Cadence)、西门子 EDA 这三大美国巨头牢牢把控。但近年来,随着国产替代进程的不断提速,中国的 EDA 企业在政策扶持、资本助力以及技术攻坚的多重推动下,正奋力追赶,逐步缩小与国际先进水平的差距,上演着一场激动人心的 “突围之战”。

据相关数据显示,2023 年中国 EDA 市场规模约为 120 亿元,且预计到 2025 年将突破 184.9 亿元,年复合增长率超 14%。这一数据不仅直观地反映出中国 EDA 市场的蓬勃发展态势,更预示着国产 EDA 企业在这片充满机遇与挑战的市场中,正迎来前所未有的发展契机。

在国产 EDA 企业的发展征程中,制造类 EDA 作为连接芯片设计与制造的关键桥梁,其重要性不言而喻。在半导体制造领域,光刻工艺是决定芯片晶体管尺寸的核心要素。随着科技的飞速进步,晶体管尺寸不断缩小,这对光刻工艺的精度提出了近乎苛刻的要求。传统的光刻掩模设计已难以满足现行场景下的高精度需求,而计算光刻技术应运而生。通过 EDA 工具进行光学邻近效应修正(OPC)和多物理场仿真,计算光刻技术能够利用算法和数学方法对光线进行精确操纵,从而有效补偿因衍射、光学、光刻胶和蚀刻邻近效应等因素引起的晶体管图像误差,显著提高光刻精度。

半导体器件模型在代工厂和 IC 设计公司之间发挥着桥梁的关键作用。器件建模需要精确提取晶体管参数,因为只有精准的器件模型,才能确保电路仿真结果的准确性,为芯片设计提供可靠的模型支持。基于此,制造类 EDA 成为集成电路厂商竞相追逐的热点领域。

从全球范围来看,尽管我国的 EDA 市场规模近年来呈现出持续增长的良好态势,但制造类 EDA 领域仍长期被国际巨头所垄断。我国在制造类工具方面高度依赖海外授权与技术服务,国产化率处于较低水平。以概伦电子、广立微、全芯智造为代表的国产厂商,在制造类 EDA 的国产替代进程中已进入深水区,正通过不懈的技术突破与资本整合,试图打破国际垄断的坚冰。

在这一过程中,国产厂商面临着诸多严峻挑战。制造类 EDA 的发展需要多年的工艺数据沉淀,而当前国产厂商在技术与数据积累方面相对薄弱,在 5nm、3nm 以下的高端市场中,竞争力明显不足。与此同时,国内设计公司长期以来普遍依赖 Synopsys、Mentor 等国际巨头的工具链,由于切换工具需要经历较长的验证周期,且面临高昂的成本,客户粘性较大,这无疑给国产 EDA 企业的市场拓展带来了巨大阻碍。此外,国产 EDA 企业还普遍面临着资本压力与盈利难题。以概伦电子为例,其发布的 2024 年业绩预告显示,公司归母净利为 -9,528.92 万元,亏损持续扩大;广立微在 2024 年第三季度的营收为 1.16 亿元,同比减少 10.19%,净利润仅为 517.35 万元,同比下降 81.65%。全芯智造等初创企业则更加依赖融资,然而资本市场对于 EDA 行业较长的回报周期逐渐表现出疲态,当成长性故事不再具有吸引力,价值导向成为投资的基本准则。在盈利难与融资难的双重困境下,国产厂商的研发投入与产品迭代速度受到了严重限制。

面对重重困难,国产制造类 EDA 企业并未退缩,而是积极探索加速突围的有效路径。一方面,企业加大技术创新投入,通过技术差异化实现突破。2025 年 2 月 11 日,广立微宣布其 SemiMind 平台接入 DeepSeek,该平台能够集成行业 Know - how 与海量工艺数据,构建专业领域知识库,并支持用户通过低代码 / 无代码的方式,快速搭建定制化功能模块等第三方功能。人工智能(AI)技术的引入,正为 EDA 行业带来深刻变革。华大九天董事长刘伟平表示,公司部分工具已开始采用 AI 技术,显著提升了工程师的工作效率,原本需要 10 个小时完成的工作,如今仅需 1 个小时即可完成。不过,由于 EDA 行业对精准度的要求极高,试错成本也相应巨大,若缺乏大量的行业数据积累,AI 技术在 EDA 领域的商业化应用仍需时日。

另一方面,资本整合成为国产厂商提升竞争力的重要手段。国际 EDA 三巨头通过数百次并购构建了完善的工具链,国内厂商纷纷效仿这一路径。在技术与资金壁垒极高的半导体行业,产业链上下游之间的纵向并购,以及以扩充产品线为目的的横向整合,都有助于企业形成规模效应,提升整体竞争力。例如,华大九天在 2025 年收购芯和半导体后,其技术版图成功扩展至射频仿真与先进封装领域,形成了 “模拟 + 数字 + 射频 + 封装” 的全栈能力。2024 年,公司研发投入占比高达 28%,持有专利 142 项,客户覆盖中芯国际、华为等头部企业。概伦电子的 NanoSpice™工具通过三星 3nm 工艺认证,技术对标国际巨头 Synopsys,作为全球唯三支持 3nm 工艺的建模工具商,其国产替代潜力巨大。广立微深耕制造类 EDA,提供 “软件 + 测试设备 + 数据分析” 一体化方案,其 WAT 测试设备国内市占率达 30%,2024 年营收 5.47 亿元,软件开发业务毛利率高达 85.96%,客户包括三星、SK 海力士等国际大厂,凭借技术壁垒构筑起了坚实的护城河。

政策端也为国产 EDA 产业的发展提供了强大助力。2024 年以来,国家大基金二期向 EDA 领域倾斜,积极推动晶圆厂、设计公司与 EDA 企业共建生态联盟,共享工艺数据。九同方、深圳鸿芯微纳及 EDA 工具开发的初创公司全芯智造与独角兽企业行芯科技等,均成为大基金的重点支持对象。大基金二期的资金注入,不仅充分彰显了 EDA 行业的重要战略地位,更为行业的发展带来了更多的机遇与挑战。

展望未来,国产制造类 EDA 的竞争将是一场技术、资本与生态的复合博弈。在短期内,国产替代仍将主要聚焦于成熟制程与细分工具领域;而从长期来看,唯有攻克高端技术、构建开放生态,才能真正突破 “卡脖子” 困局,在全球半导体产业竞争的舞台上站稳脚跟,实现从 “填补空白” 到 “全球竞争” 的华丽转身,重塑全球半导体产业链格局。

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