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半导体危机中的大机会

作者: 李保力  日期:2025-06-29 09:04:30  点击数:

  

半导体危机中的大机会(图1)

  2025年5月29日,美国商务部工业与安全局(BIS)对华半导体出口管制再度加码,正式通知全球EDA三巨头——新思科技(Synopsys)、楷登电子(Cadence)和西门子EDA(SiemensEDA),禁止向中国大陆提供涉及3D991、3E991类别的EDA软件及技术支持,对于从事芯片研发设计的企业,将难以获得设计先进制程芯片所需工具和支持。

  EDA全称ElectronicDesignAutomation,意为“电子设计自动化”,是用于辅助完成超大规模集成电路芯片设计、制造、封装、测试整个流程的计算机软件。

  3D991类EDA禁令覆盖物理验证、时序签核等关键环节,中芯国际14nm以下工艺将因工具缺失面临适配危机。台积电3nm工艺的标准单元库基于Synopsys工具生成,国产EDA若无法完全兼容,可能导致芯片性能下降40%。美国本次通过对EDA断供对国内半导体打击,影响力较大。

  EDA的发展开始于上世纪七八十年代,设计人员依靠手工完成电路图的输入,依靠手工在坐标纸上描绘出晶体管图形(版图);70年代中期,可编程逻辑技术出现,开发人员开始尝试将整个设计工程自动化,依靠CAD进行交互图形编辑。1980年,《超大规模集成电路系统导论》发布,成为了EDA商业化的重要推动力;目前EDA行业中三大巨头共计占据全球EDA市场约74%的份额(2024年数据),其中Synopsys(32%)、Cadence(29%)、西门子EDA(13%)。

  海外EDA三巨头的发展史可以总结为并购史。以新思科技为例,自1986年成立之后,历史收购事件超过100次(包括技术收购),上世纪90年代,新思科技就进行了约20次收购,2024年,新思科技宣布将以350亿美元收购Ansys,加速EDA和CAE走向融合。

  Cadence:定制设计EDA领域的领导者,一体化的定制/模拟/混合信号前后端设计平台Virtuoso和仿真器Spectre系列市占率稳居第一。

  Synopsys:传统优势在数字芯片设计领域,自收购Avanti等公司后,不断补全模拟领域前后端产品能力,并推出Hspice仿真器等颇具竞争力的工具。

  MentorGraphics:物理验证能力领先,但整体市占率相对较小,已被西门子收购。

  1993年,中国第一款自主知识产权EDA工具“熊猫EDA”问世,具有集成电路设计所需要的版图编辑、逻辑和电路模拟、自动布局布线和版图验证等功能。

  1994年海外EDA三巨头进入中国市场,国内开始采用海外EDA,国产EDA的研发开始停滞。2008年后,国家重新认识到EDA自主PG电子玩家推荐可控的重要性,EDA软件开发获取国家支持,2009年6月成立了华大九天,由当年参与了“熊猫”系统的刘伟平担任总经理。2010年,曾担任cadence全球副总裁的刘志宏博士创立概伦电子;国产EDA开始了发展。

  据智研咨询数据,2013年我国EDA企业数量为11家,2020年上升到28家;据21世纪经济报道网的数据,2023年我国EDA企业数量超过120家,呈现蓬勃发展的态势。

  国产EDA行业受到各级政府的高度重视和国家产业政策的重点支持,2024年《中共中央关于进一步全面深化改革、推进中国式现代化的决定》中提出,健全强化包括集成电路、基础软件、工业软件等重点产业链在内的发展体制机制,在自主可控政策推动下,国产EDA有望迎来加速发展机遇。预计2024-2027年,我国EDA市场规模从140亿增至354亿元,CAGR36.1%。

  华大九天成立于2009年,其核心团队自20世纪90年代起便参与中国首款自主知识产权EDA工具“熊猫ICCAD系统”的研发。目前已经具备了模拟电路设计全流程EDA工具系统、平板显示电路设计全流程EDA工具系统以及晶圆制造EDA工具的核心技术,并完全实现了相关产品的产业化应用。

  华大九天作为国产EDA的领军企业,中国电子集团为公司第一大股东,间接持股34.96%,国家集成电路大基金持股12.84%,国新投资有限公司持股4.21%,三家国资背景股东合计持股52.01%,

  公司通过并购芯和半导体,快速补强自身工具链的短板,增强在复杂系统设计和先进封装领域的技术能力,构建从芯片到系统级的完整解决方案。芯和半导体在射频IC和集成系统领域的客户资源丰富,有助于公司提升市场覆盖度,为长期业绩增长创造有利条件。

  概伦电子成立于2010年,是国内首家上市的EDA公司,公司起家于制造类EDA中的器件建模工具,自器件建模平台发布后,陆续被绝大部分头部晶圆代工厂采用,产品在国际市场得到认可。公司通过内生研发和外延收购,先后推出了电路仿真器和测试仪器业务,将业务布局拓展至设计类EDA和测试工具领域。2021年上市后,公司丰富了产品矩阵,推出了面向存储领域的EDA全流程工具NanoDesigner,以及数字仿真工具VeriSim。

  器件模型是对半导体元器件物理特性的精确描述。公司的软件产品BISMProPlus自推出以来一直是业内的黄金标准之一,台积电、三星、联电、格芯、中芯国际等全球知名晶圆厂均采用了公司的建模工具。

  自2011年推出BISMProPlus后,公司又陆续发布了用于器件模型质量检测和验证的ME-Pro,用于高频半导体器件建模的MeQLab,以及自动化建模平台SPED,完善了器件建模的产品序列。2019年以来,公司先后推出了PQLab、PCellLab等一系列用于生成和验证PDK文件和标准单元库的工具。

  2022年8月,公司宣布其首款EDA全流程的平台产品NanoDesigner正式发布,为存储器电路、模拟电路等定制类芯片设计提供完整的EDA全流程,致力于提升客户的设计效率,并通过DTCO平台推动电路设计和工艺开发的协同优化,提升集成电路产品的PPA、良率和可靠性等核心竞争力。

  2024年9月,公司发布了掩模版自动化设计平台FAR和先进光刻工艺建模和仿真工具FabLitho。此外,概伦电子的新一代大容量、高性能并行SPICE仿真器NanoSpice通过了三星代工厂3/4nm工艺技术认证。这一认证标志着公司在高端芯片设计领域的竞争力得到了进一步巩固。同时,公司还推出了芯片级HBM静电防护分析平台ESDi和功率器件及电源芯片设计分析验证工具PTM,并开始在国内外市场广泛推广。

关于作者

李保力先生是PG电子软件的高级技术顾问,拥有超过15年的电子元器件行业经验。他毕业于清华大学电子工程系,专注于半导体技术和集成电路领域的研究,曾参与多个国际知名元器件厂商的合作项目。李保力对XILINX、ALTERA、MAXIM等品牌的产品特性和应用有深入了解,致力于为客户提供专业、高效的技术支持和行业资讯。 在PG电子软件,李保力不仅负责技术支持,还参与行业趋势分析和市场需求预测。他的文章内容基于最新市场动态,结合实际经验,旨在帮助客户快速选择适合的元器件,优化产品设计流程。李保力先生秉承“质量为本,客户至上”的理念,与客户共同推动电子产业的高效发展。

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