EDA全称是Electronic Design Automation，也就是电子设计自动化，是指利用计算机辅助设计（CAD）软件，来完成超大规模集成电路（VLSI）芯片的功能设计、综合、验证、物理设计（包括布局、布线、版图、设计规则检查等）等流程的设计方式。EDA被誉为“芯片之母”，是电子设计的基石产业。

集成电路设计主要分为模拟电路设计和数字电路设计。我们身处的自然界是一个模拟信号的世界。人类感知的声音、图像、温度、压力、运行轨迹以及无法感知但真实存在的电磁波、微波等，都是模拟信号，它反映了我们所处的物理世界。处理模拟信号的芯片称为模拟芯片，它用于产生、放大、滤波、运算、转换、传输或处理模拟信号，如数模/模数转换器芯片、放大器芯片等。

声音、图像等模拟信号经采样量化后即可转换为以0和1表示的数字信号。数字信号被存储、处理后就有了丰富多彩的数字世界。处理这些0和1信号的芯片就是数字芯片，如图形处理芯片、微控制器芯片和数字信号处理单元芯片等。

EDA行业竞争格局

EDA 行业市场集中度较高，全球 EDA 行业主要由Synopsys、Cadence和Siemens EDA垄断，三家约占据全球市场的80%。上述三家公司属于具有显著领先优势的第一梯队。华大九天与其他几家企业，凭借部分领域的全流程工具或在局部领域的领先优势，位列全球 EDA 行业的第二梯队。第三梯队的企业主要聚焦于某些特定领域或用途的点工具，整体规模和产品完整度与前两大梯队的企业存在明显的差距。

Synopsys(新思科技)成立于 1986 年，由 Aart de Geus 带领通用电气公司微电子研究中心的工程师团队创立，在 2008 年成为全球排名第一的 EDA 软件工具领导厂商，为全球电子市场提供技术先进的集成电路设计与验证平台。Synopsys 在 EDA 行业的市场占有率约 30%，它的逻辑综合工具 DC 和时序分析工具 PT 在全球 EDA 市场几乎一统江山。

Cadence(楷登电子)是 EDA 行业销售排名第二的公司，在 1988 年由 SDA 与 ECAD 两家公司兼并而成，Cadence 通过不断扩展、兼并、收购，到 1992 年已占据 EDA 行业龙头地位，但到 2008 年被 Synopsys 超越。 Cadence 产品涵盖了电子设计的整个流程，包括系统级设计、功能验证、集成电路综合及布局布线、IC 物理验证、模拟混合信号及射频集成电路设计、全定制集成电路设计、PCCE 设计和硬件仿真建模等致力于为客户提供电子设计自动化、软件、硬件以及解决方案等服务，旨在帮助其缩短将电子设备打入 市场的时间和成本。全球知名半导体与电子系统公司均将 Cadence 软件作为其全球设计的标准。Cadence 的 Virtuso 工具历经 27 年不衰，成为业内传奇。

Siemens EDA(之前叫Mentor Graphics，2016 年被德国西门子收购)1981 年成立，90 年代遇到经营困境，软件的研发严重落后于进度，大量长期客户流失，难以与其他两家公司竞争。直到 94 年公司组织结构大调整后，才重新崛起。 Mentor Graphics 是一家 EDA 软件和硬件公司，也是电路板解决方案的市场领导者，主要提供电子设计自动化先进系统电脑软件与模拟硬件系统。Mentor的工具虽没有前两家全面，没有涵盖整个芯片设计和生产环节，但在有些领域，如 PCB(印刷电路板)设计工具等方面有相对独到之处。

这三大EDA巨头，在发展方向上侧重点不同，美国新思科技Synopsys的产品线，是三巨头中综合能力最强的，目前是行业第一，主要优势就是数字前端、数字后端和验证测试，侧重点主要集中于复杂芯片的开发，比如说综合工具和时序分析工具，几乎垄断了这个市场。美国楷登电子Cadence是全球第二大EDA厂商，仅次于新思科技。有一套完整流程的电子设计工具，覆盖了从半导体芯片，到电路板设计乃至整个系统。它主要是在模拟或混合信号的定制化电路、版图设计、PCB设计方面的竞争力比较强。美国明导在2016年被西门子收购了，现在属于西门子数字化工业软件部门。它的规模远没有新思科技和楷登电子大，但为什么能排到全球第三呢？主要就是因为它的点工具做得非常好，比如说它的PCB设计工具全面，而且信号分析准确，优势还是非常明显的。但是在工具的集成度上相比前两家还是会弱一些。综合来看的话，新思科技和楷登电子的竞争力最强，能够覆盖电子设计的全部流程。

国内EDA行业主要企业有华大九天、概伦电子、广立微等。

华大九天

华大九天正式成立于2009年，前身是北京集成电路设计中心。华大九天现在是国内规模最大、产品线最为完整的EDA软件供应商。从1986年开始，北京集成电路设计就开始研制我国自主的EDA软件了，到1992年正式发布我国第一套EDA工具——熊猫系统，覆盖了模拟设计全流程。

华大九天继承了来自熊猫系统的超过20年的技术、产品、团队和市场积累，后又历经十几年的发展创新，已经成为国产EDA的龙头企业。

目前有四大产品线：

1. 模拟电路设计全流程EDA工具系统，实现了全流程覆盖，主要包括原理图编辑工具、版图编辑工具、电路仿真工具等。

2. 数字电路设计全流程EDA工具系统，包括单元库特征化提取工具、高精度时序仿真分析工具等。

3. 平板显示电路设计全流程EDA工具系统，已经实现了全流程覆盖，主要包括平板显示电路设计物理验证工具。

4. 晶圆制造EDA工具，主要是针对Foundry工艺开发和IP设计需求。

简单介绍下三个电路设计EDA工具系统：

①模拟电路设计全流程 EDA 工具系统

模拟集成电路设计是指对模拟电路进行结构设计、版图设计、功能和物理验证的全过程。这一过程包括原理图编辑、电路仿真、版图编辑、物理验证、寄生参数提取、可靠性分析等环节。

模拟电路的设计从原理图设计开始。原理图包含抽象化的器件符号及连线，这些符号表示晶体管、电阻、电容等。为了确保电路工作正确，设计师需要用到电路仿真工具以模拟电路的功能、性能等，设计师根据仿真的结果不断优化电路设计。仿真环节使设计师不用将电路真正制造出来去检查电路是否正确，节省了大量的时间和成本。

此后，芯片设计进入版图设计环节。版图设计主要包括版图的布局和布线，通过版图设计工具将每个器件放置到合适位置，并用图形将各个器件进行正确的连接。版图设计完成后，需进行物理验证，以确保版图与原理图一致并且符合晶圆制造的要求。由于器件、金属线等都存在寄生电阻和电容，这些电阻电容会对电路的实际工作产生影响。因此完成物理验证后，还需对版图进行寄生参数提取，产生包含寄生参数的后仿真电路网表，并通过后仿真来验证电路实际工作的各项功能和性能。

此外，由于压降的存在会直接影响器件的工作性能，而电流密度局部过大会导致金属连线和器件工作失效。因此除了以上的各项验证环节外，压降和电流密度等可靠性分析也是模拟电路设计必不可少的验证环节。

②数字电路设计 EDA 工具

数字电路设计是指电路功能设计、逻辑综合、物理实现以及电路和版图分析验证的过程。这一过程通常分为数字前端和数字后端两部分，主要包括单元库准备、逻辑仿真、逻辑综合、布局布线、寄生参数提取、时序分析与优化、物理验证和版图集成与分析等环节。

数字前端设计流程从设计架构开始，用硬件语言对芯片功能进行描述编码；通过仿真工具进行逻辑仿真，检验设计代码的正确性；然后通过逻辑综合将设计代码映射到电路结构，输出描述数字电路结构的电路网表文件。

数字后端设计流程负责将前端设计生成的电路网表实现为可生产的物理版图。通过布局布线工具将电路网表中使用到的各种单元和 IP 在版图上进行合理摆放、连接，形成布局布线后的电路网表和版图；对布局布线后的版图进行寄生参数提取，再进行时序分析和优化、物理验证等工作，确认设计不存在功能和物理规则上的问题；最后进行版图集成，形成最终交付晶圆代工厂生产的版图。

③平板显示电路设计全流程 EDA 工具系统

平板显示电路设计与模拟电路的设计理念、设计过程和设计原则有一定的相似性。该 EDA 工具系统包含平板显示电路设计器件模型提取工具、平板显示电路设计原理图编辑工具、平板显示电路设计版图编辑工具、平板显示电路设计电路仿真工具、平板显示电路设计物理验证工具、平板显示电路设计寄生参数提取工具和平板显示电路设计可靠性分析工具等。以上工具被集成在统一的设计平台中，为设计师提供了一套从原理图到版图，从设计到验证的一站式解决方案，为提高平板显示电路设计效率，保证设计质量提供了有力的工具支撑。

概伦电子

概伦电子成立于2010年，在2019年时完成了对博达微的收购，并购博达微开创了国内有规模EDA并购先河，也使概伦电子在半导体构建和测试领域处于领先的地位。

概伦电子主要是以存储芯片EDA和制造类EDA为切入点的，目前有四类产品/服务：

1. 制造类EDA工具，主要是为器件建模、验证的EDA工具，用于快速准确地建立半导体器件模型。

2. 设计类EDA工具，主要包括电路仿真及验证EDA工具，用于大规模集成电路的电路仿真和验证。

3. 半导体器件特性测试仪器，能够支持多种类型的半导体器件。

4. 半导体工程服务，主要包括测试结构设计、半导体器件测试、器件模型建模和验证、PDK生成和验证等。

2021年年底概伦电子正式登陆科创板，成为“EDA第一股”。

广立微

广立微创立于2003年，一直深耕于集成电路成品率提升领域。主要面向的是芯片加工厂商，主攻的是芯片成品率提升和电性测试快速监控技术。

目前广立微业务主要覆盖三大环节：

1. EDA软件，包含SmtCell、TCMagic、ATCompiler等平台。

2. WAT测试设备，已经应用于多家领先的晶圆厂的量产产线和研发实验室

3. 成品率提升技术服务，能够极大的缩短研发周期，提升成品率。

综上，华大九天是国内为数不多的、拥有特定领域的全流程产品的厂商，其他EDA厂商的产品都是以点工具为主。以点工具为主实现重点领域突破的EDA厂商，除了上述的概伦电子和广立微之外，还有芯禾科技（电磁仿真/高速电路）、国微思尔芯（原型验证）、芯华章（数字芯片验证/FPGA验证）、芯和半导体（仿真平台）等EDA供应商。

通过以上关于EDA的简单介绍，相信我们对于这个芯片产业链最上游的EDA行业有了一定认识。

显然我们不希望被这个环节“卡脖子”，所以EDA软件的短板必须要迅速补齐。我们知道EDA软件发展的产业生态基础是代工厂的支持和芯片设计公司的培育，在当前国产替代的格局下，代工厂和设计公司以前是不屑，现在也不得不采用EDA国产软件，由此中国半导体的自给率将迎来较快增长，给发展EDA软件带来巨大的机遇，我们拭目以待。