计算机行业中美科技差距系列报告之四：电子设计软件EDA专题报告-20200518-东兴证券-79页_2mb

中美科技差距系列报告之四——电子设计软件EDA专题报告总结

核心观点

• EDA是芯片设计的“任督二脉”，是IC设计中不可或缺的核心工具。
• 全球EDA市场由Synopsys、Cadence、Mentor Graphics三家巨头垄断，合计市场份额超过60%。
• 中国EDA市场集中度极高，95%的销售额由上述三家企业占据，国产EDA企业面临严峻挑战。
• 国产EDA企业虽在部分细分领域具备一定优势，但整体仍存在产品不全、技术不足、对先进工艺支持不够等问题。
• 国产EDA发展具有战略意义，尤其在芯片自主可控的大背景下，需加快技术突破与市场拓展。

工业软件行业概况

主要业务类型

• 研发设计类：包括PLM、CAD、CAE、CAM、CAPP、PDM、EDA、BIM等，代表品牌有西门子、达索、PTC、Cadence、Synopsys、Autodesk等。
• 生产调度和过程控制类：包括MES、工业自动化系统等，代表品牌有西门子、通用电子、ABB等。
• 业务管理类：包括ERP、SCM、CRM等，代表品牌有SAP、甲骨文、用友、金蝶等。

市场规模

• 全球市场：2018年全球工业软件市场规模达3893亿美元，同比增长5.2%，亚太区增速为7.6%。
• 中国市场：2018年市场规模为1603亿元，预计2021年将达到2222亿元，增速远高于全球水平。

EDA全景概述

IC设计全流程

• 芯片设计流程分为前端和后端，前端主要负责逻辑实现，后端与工艺紧密结合。
• EDA是IC设计不可或缺的环节，几乎涵盖了从设计到测试的全过程。

EDA发展历程

• 20世纪70年代：电子设计进入CAD阶段，开始使用计算机辅助进行IC版图编辑和PCB布局布线。
• 20世纪80年代：进入CAE阶段，实现电子系统的设计、仿真、分析等一体化。
• 20世纪90年代：EDA技术成熟，支持大规模集成电路设计，成为半导体行业核心技术。

EDA产业情况

• 全球EDA市场规模较小，2018年仅97.15亿美元，但对芯片产业至关重要。
• 2017年IP核交易额超过EDA工具和服务，成为EDA产业主要收入来源之一。

EDA三巨头：Synopsys、Cadence、Mentor Graphics

发展现状

• Synopsys：全球最大的EDA企业，2018年市场份额达32.1%。
• Cadence：全球第二大EDA企业，2018年市场份额为22.0%。
• Mentor Graphics（现为西门子旗下）：市场份额超过10%，但在综合能力上弱于前两者。

在华布局

• Cadence：1992年进入中国市场，布局最为完善。
• Synopsys：1995年进入中国，拥有较多的本地员工。
• Mentor Graphics：总部设于上海，北京和深圳设有销售办公室。

技术前沿

• 云计算+EDA：三巨头均在探索云平台应用，提升设计效率与安全性。
• 人工智能+EDA：利用AI技术优化设计流程，如Cadence在Virtuoso平台引入机器学习，Synopsys在时序验证中使用AI。

国内EDA产业

公司概览

• 主要企业：华大九天、芯禾科技、广立微电子、博达微科技、概伦电子、蓝海微科技、奥卡思微电等。
• 华大九天：国内规模最大、技术最强的EDA企业，专注于提供全流程IC设计解决方案。

竞争优势

• 技术积累：拥有30年EDA技术积淀，是全球唯一能提供全流程FPD设计解决方案的供应商。
• 行业地位：承担国产EDA软件研发与推广任务，是大规模集成电路CAD国家工程研究中心依托单位。
• 客户覆盖：客户包括中芯国际、华为海思、京东方等国内主要IC设计和制造企业。

产业短板

• 产品不全：缺乏数字芯片设计核心工具模块，无法支撑全流程设计。
• 技术不足：对先进工艺支持有限，仅少数工具支持14nm、7nm、5nm。
• 缺乏制造与封测EDA系统：难以满足芯片制造和封测环节的需求。

EDA三巨头成功要素

1. 高额研发投入：Synopsys和Cadence研发投入占营收比例高，尤其是Cadence近两年研发支出超40%。
2. 频繁并购：通过并购增强技术实力与市场占有率，Synopsys和Cadence均通过多次并购扩大业务范围。
3. 美国政府支持：如DARPA推动的电子复兴计划（ERI）对EDA企业提供了重要资金支持。

风险提示

• 国际形势不确定性：中美关系变化可能影响EDA技术引进与合作。
• 政策执行不确定性：国产替代政策效果存在不确定性。
• IC全产业链发展不确定性：EDA发展依赖于IC全产业链的成熟度与自主可控能力。

国内EDA软件公司

主要公司及其产品

总结

EDA作为芯片设计的核心环节，具有“体量小、集中度高”的特点。三巨头Synopsys、Cadence、Mentor Graphics在全球市场占据主导地位，其成功源于持续的高研发投入、频繁的并购重组以及美国政府的政策支持。中国EDA市场高度依赖这三家企业，国产EDA企业在产品完整性、对先进工艺的支持、制造与封测系统等方面仍存在明显短板。然而，华大九天等企业已在国内市场取得一定突破，特别是在FPD设计领域。随着国产替代和芯片自主可控战略的推进，中国EDA产业有望迎来发展机遇。