對于EDA公司來說,EDA集成度越高,便越具備優(yōu)勢,然而全套EDA工具,極為復(fù)雜。EDA工具可被細分為三大類:數(shù)字芯片設(shè)計全流程EDA、模擬及混合電路設(shè)計全流程EDA以及集成電路制造類EDA。其中,數(shù)字電路設(shè)計全流程工具可根據(jù)設(shè)計流程分為前端和后端兩大部分,而前后端又有不同的設(shè)計工具和驗證工具;模擬及混合電路設(shè)計工具則專注于電路設(shè)計、仿真驗證到物理實現(xiàn);而集成電路制造類EDA工具則用于開發(fā)制造工藝平臺和晶圓制造。
關(guān)于第一塊硬骨頭的痛點:國際巨頭提供的是“交鑰匙”工程,從前端設(shè)計到后端版圖,再到封裝測試,數(shù)據(jù)流暢通無阻。而國產(chǎn)工具長期呈現(xiàn)“點狀分布”,設(shè)計公司用A家的前端、B家的仿真、C家的驗證,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換不僅效率低下,更可能丟失精度,甚至導(dǎo)致流片失敗。
那么這第一塊硬骨頭誰在啃?怎么啃?
華大九天是國內(nèi)最早從事 EDA 研發(fā)的企業(yè)之一。華大九天以模擬EDA為根基,逐步向數(shù)字、先進封裝等領(lǐng)域拓展,致力于打造全流程工具鏈。
在模擬電路設(shè)計領(lǐng)域,華大九天提供了從原理圖編輯、版圖設(shè)計到電路仿真、物理驗證的完整工具鏈,這套系統(tǒng)包含了Empyrean Aether(原理圖編輯工具)、Empyrean ALPS(電路仿真工具)等核心產(chǎn)品。
在射頻電路設(shè)計領(lǐng)域,華大九天同樣實現(xiàn)了全流程覆蓋,其系統(tǒng)集成了射頻模型提取、原理圖編輯、電磁場仿真等工具,填補了國內(nèi)在該領(lǐng)域的空白。
在數(shù)字電路設(shè)計方面,華大九天雖然尚未實現(xiàn)全流程覆蓋,但通過自主研發(fā)和戰(zhàn)略并購正在快速補全關(guān)鍵環(huán)節(jié)。近年來,華大九天通過收購芯達科技、阿卡思微及投資思爾芯,加速補齊數(shù)字EDA短板。
在平板顯示電路設(shè)計方面,其全流程EDA工具系統(tǒng)在全球處于領(lǐng)先地位,包含光電器件建模、光學(xué)仿真、電路設(shè)計、版圖設(shè)計、物理驗證和電路仿真等全套工具。
關(guān)于第二塊硬骨頭的痛點:在28nm以上成熟制程,國產(chǎn)工具已基本“可用”。但在7nm、5nm甚至3nm先進制程上,國際巨頭積累了數(shù)十年的算法模型、物理效應(yīng)庫和工藝數(shù)據(jù),構(gòu)成了極高的技術(shù)壁壘。國產(chǎn)工具往往在精度、速度和收斂性上存在代際差距。
那么這第二塊硬骨頭誰在啃?怎么啃?
概倫電子走的是“底層滲透”路線。它不直接做全流程,而是死磕器件建模和電路仿真。這兩個環(huán)節(jié)是連接設(shè)計與制造的橋梁,對算法精度要求極高。概倫電子的晶圓代工客戶涵蓋全球前十大晶圓代工廠中的九家,包括臺積電、三星電子、聯(lián)電、格芯、中芯國際等。該公司器件建模及驗證EDA 工具已經(jīng)取得較高市場地位,被全球大部分領(lǐng)先的晶圓廠所采用和驗證。存儲器客戶包括三星電子、SK 海力士、美光科技等全球前三的存儲器廠商,是概倫電子的長期客戶。電路仿真和驗證EDA 工具已經(jīng)進入全球領(lǐng)先集成電路企業(yè)。這種“伴生”模式,讓它能第一時間獲取最先進的工藝數(shù)據(jù),反哺算法迭代。它是在用“制造端的深度”來彌補“設(shè)計端廣度”的不足,以帶面,縮小核心算法的代差。
合見工軟則選擇了“側(cè)面突圍”。既然全流程一時半會打通不了,那就把“驗證”這個最大的瓶頸做到極致。合見工軟是國內(nèi)數(shù)字EDA龍頭企業(yè),全流程/平臺型代表:聚焦數(shù)字芯片EDA與高端IP協(xié)同,是國內(nèi)唯一覆蓋數(shù)字驗證、DFT、IP等的平臺型EDA企業(yè)。也是國內(nèi)少數(shù)具備全流程EDA能力與高端IP自主研發(fā)能力的本土領(lǐng)軍企業(yè)。合見工軟的高速接口IP解決方案支持多家先進工藝,已經(jīng)流片驗證,并已在國內(nèi)領(lǐng)先IC企業(yè)芯片中成功部署。
其 UniVista 系列硬件驗證加速器,為國產(chǎn)自研硬件仿真器中首臺可擴展至 460 億邏輯門設(shè)計的產(chǎn)品,并支持多系統(tǒng)進一步擴展,可大幅提升仿真驗證效率,縮短超大規(guī)模芯片的仿真驗證周期。
行芯科技選擇在最難的“簽核”環(huán)節(jié)亮劍。簽核是芯片流片前的最后一道關(guān)卡,一旦出錯,損失以千萬美元計。長期以來,這里是被Synopsys PrimeTime等工具壟斷的禁地。行芯科技通過引入全新的并行計算架構(gòu)和機器學(xué)習(xí)算法,大幅提升了時序分析的效率和精度,并在國內(nèi)多家一線芯片公司的先進制程項目中通過了驗證。它證明了國產(chǎn)EDA在核心算法上,不僅能“仿”,更能“創(chuàng)”。
芯和半導(dǎo)體則在攻克“先進封裝”這一新興鏈條。芯和專注于射頻/高速仿真與先進封裝(Chiplet)分析,填補了國內(nèi)系統(tǒng)級與封裝級EDA的空白。隨著5G、毫米波通信、Chiplet技術(shù)的快速發(fā)展,射頻電路設(shè)計與先進封裝仿真的需求持續(xù)增長,芯和半導(dǎo)體的射頻仿真工具、封裝寄生參數(shù)提取工具等產(chǎn)品,能夠有效解決高頻、高密度封裝帶來的信號完整性、電源完整性問題。其產(chǎn)品已進入華為、中興、長電科技等企業(yè)供應(yīng)鏈。憑借在電磁仿真和信號完整性分析上的優(yōu)勢,芯和正在重新定義先進封裝的設(shè)計流程。它不是在修補舊鏈條,而是在搭建一條適應(yīng)3D堆疊的新鏈條。
廣立微則走出了一條獨一無二的“軟硬結(jié)合”破局之路。與純軟件廠商不同,廣立微敏銳地捕捉到了晶圓廠最痛的痛點——良率提升。它不僅僅是一家EDA軟件公司,更是一家能夠自研高精度WAT(晶圓接受測試)設(shè)備和CP(芯片探針測試)設(shè)備的硬件廠商。在國產(chǎn)EDA的版圖中,廣立微是唯一一家能夠通過“設(shè)備采集數(shù)據(jù)+軟件分析數(shù)據(jù)”形成完整閉環(huán)的企業(yè)。它的策略是“以硬帶軟”:先憑借高壁壘、高剛需的測試設(shè)備打入晶圓廠的核心產(chǎn)線,成為生產(chǎn)過程中不可或缺的一環(huán)。
AI for EDA是所有玩家的共同武器。面對傳統(tǒng)算法的瓶頸,華大九天、概倫電子以及未上市的新興企業(yè),都在大力布局人工智能。比如華大九天已經(jīng)在多個點工具上成功應(yīng)用了AI技術(shù),如仿真器、CUDA庫工具等,顯著提升了設(shè)計效率和精度。合工見軟已正式發(fā)布第二代數(shù)字設(shè)計AI智能平臺——智能體UniVista Design Agent (UDA) 2.0。
業(yè)內(nèi)人士向半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫表示,AI 在 EDA 領(lǐng)域的應(yīng)用是場景化的,比如仿真智能體、后端布線智能體等,并非單一模型就能解決問題,需要多模型相互迭代、實時調(diào)度,因此需要打造 “大管家” 式的調(diào)度系統(tǒng)來打通各模型。技術(shù)邏輯上,要搭建數(shù)據(jù)智能體底座,打通原本獨立的 “煙囪式” 模型,實現(xiàn)多模態(tài)、多模型的交互迭代,比如將電和熱的模型耦合分析,這和傳統(tǒng) Step by step 的分析模式完全不同。未來 EDA 行業(yè)可能不再單純售賣單點工具,而是轉(zhuǎn)向售賣整合后的模型,商業(yè)模式會發(fā)生較大變化。從技術(shù)突破差異來看,AI 在數(shù)字電路設(shè)計領(lǐng)域的突破會更快,因為數(shù)字電路設(shè)計多通過代碼描述,更易與 AI 結(jié)合;在物理仿真領(lǐng)域也有進展,比如可實現(xiàn)秒級生成電流分布、電磁場分布等數(shù)據(jù)。
關(guān)于第三塊硬骨頭的痛點:技術(shù)可以買,人才可以挖,唯獨生態(tài)最難復(fù)制。國際巨頭通過綁定高校教育、定義行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、與晶圓廠聯(lián)合開發(fā)PDK(工藝設(shè)計套件),構(gòu)建了堅不可摧的護城河。國產(chǎn)工具往往面臨“沒人用、不敢用、不會用”的尷尬。
那么這第三塊硬骨頭誰在啃?怎么啃?
“國家隊”在織網(wǎng)。華大九天依托中國電子集團的背景,正在推動建立國產(chǎn)EDA應(yīng)用示范工程。通過與中芯國際、華虹集團等本土晶圓廠深度綁定,強制或鼓勵在特定產(chǎn)線、特定項目中全線導(dǎo)入國產(chǎn)工具。這種“行政+市場”的雙輪驅(qū)動,為國產(chǎn)工具提供了寶貴的試錯場景和迭代機會。
上市公司在搭臺。概倫電子、廣立微等并非單打獨斗,而是主動開放API接口,扶持上下游的小型工具開發(fā)商,甚至向高校免費捐贈軟件、設(shè)立聯(lián)合實驗室。廣立微更是通過銷售測試設(shè)備,將觸角延伸到晶圓廠的物理產(chǎn)線,幫助客戶建立良率提升的閉環(huán),從而將自身工具“長”在客戶的產(chǎn)線上。
新勢力在破圈。合見工軟、芯和半導(dǎo)體等企業(yè),積極參與開源社區(qū)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定。它們意識到,只有打破私有格式的壁壘,才能吸引開發(fā)者。一些企業(yè)開始嘗試推出基于云原生的EDA平臺,降低使用門檻,讓中小設(shè)計公司也能低成本試用國產(chǎn)工具。
此外,人才生態(tài)的建設(shè)也在加速。2025年,清華大學(xué)、北京大學(xué)等高校紛紛增設(shè)EDA專項課程,教材中首次大規(guī)模引入國產(chǎn)工具案例。這些即將畢業(yè)的學(xué)生,將成為未來國產(chǎn)生態(tài)最堅實的基石。
業(yè)內(nèi)人士向半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫表示,在人才與技術(shù)優(yōu)勢上,國內(nèi)在物理方程求解、網(wǎng)格計算等底層算法領(lǐng)域有扎實的人才基礎(chǔ),且在相關(guān)算法領(lǐng)域華人占比高,具備技術(shù)深耕的條件;海外更偏向于華爾街式的 AI 算法,對底層物理求解的投入相對較少。在客戶生態(tài)優(yōu)勢上,國產(chǎn)公司與國內(nèi)客戶無時間差,可快速響應(yīng)需求,客戶的實際數(shù)據(jù)能幫助產(chǎn)品快速迭代優(yōu)化;華為等頭部客戶的開放式生態(tài),能帶動產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同發(fā)展,相比英偉達的閉環(huán)生態(tài)更利于拓展客戶群體。政策方面,國家高度重視工業(yè)軟件發(fā)展,給予有力的政策支持。在響應(yīng)速度上,在光刻機受限的背景下,客戶更需要系統(tǒng)級解決方案來解決實際問題,相比國外巨頭,國產(chǎn)公司的需求響應(yīng)和交付速度或許會更快。
那么在EDA國產(chǎn)化的進程中,哪些企業(yè)將明顯受益?
第一類是聚焦AI / 高性能計算芯片的設(shè)計企業(yè),因為此類芯片的邏輯架構(gòu)復(fù)雜、驗證環(huán)節(jié)繁瑣,國產(chǎn)化 EDA 工具可針對國內(nèi)企業(yè)的設(shè)計流程、工藝節(jié)點定制功能。與此同時,海外 EDA 工具存在斷供風(fēng)險,國產(chǎn)化工具能擺脫外部依賴,保障芯片設(shè)計環(huán)節(jié)安全可控,讓企業(yè)研發(fā)節(jié)奏穩(wěn)定可控。例如,華大九天為沐曦提供全流程EDA 工具套裝,覆蓋邏輯設(shè)計、物理驗證等核心環(huán)節(jié),幫助沐曦將 GPU 設(shè)計周期大幅縮短。
第二類是主攻 16-40nm 成熟制程的消費電子、物聯(lián)網(wǎng)芯片企業(yè),核心訴求是“規(guī)?;当?rdquo; 與 “供應(yīng)鏈穩(wěn)定” 的雙重保障,這恰好與國產(chǎn) EDA 的現(xiàn)階段優(yōu)勢高度契合。具體應(yīng)用在電源管理、MCU、射頻前端等場景已驗證。比如廣立微DE-YMS內(nèi)置AEC-Q100車規(guī)芯片質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),為靈動微MCU芯片產(chǎn)品車規(guī)級認證分析提供助力。豪威科技采用華大九天的Empyrean Polas工具作為其可靠性分析解決方案,更大限度保障分立器件和電源芯片的設(shè)計可靠性及設(shè)計合理性。
第三類是聚焦特色工藝企業(yè),比如射頻芯片、功率半導(dǎo)體等領(lǐng)域?qū)ο冗M制程依賴度低,但高度依賴特定EDA模塊(如Ansys HFSS電磁仿真)。在此背景下,概倫電子已積極布局新型器件和創(chuàng)新應(yīng)用型EDA解決方案,為高壓/超高壓功率器件、第三代化合物半導(dǎo)體器件、超導(dǎo)量子、超低溫MOS提供完整的EDA解決方案。
路雖遠,行則將至;事雖難,做則必成。如今的國產(chǎn) EDA,已熬過 “處處碰壁” 的攻堅期,正邁向 “多點突破” 的成長期。未來,隨著更多企業(yè)登陸資本市場、更多核心技術(shù)實現(xiàn)突破、更多應(yīng)用場景完成驗證,國產(chǎn) EDA 終將啃下所有硬骨頭,從 “可用” 走向 “好用”。
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