【摘要】EDA是半導體產業鏈的“基石工具”,而如計算光刻、器件建模在內的制造類EDA更是連接芯片設計與制造的核心環節。
盡管我國的EDA市場規模近年來不斷增長,但制造類EDA仍長期被國際巨頭新思科技、楷登電子壟斷,我國制造類工具高度依賴海外授權與技術服務,國產化率仍處于較低水平。
隨著制造類EDA的國產替代進入深水區,以概倫電子、廣立微、全芯智造為代表的國產廠商正通過技術突破與資本整合,試圖打破國際壟斷。
以下為正文:
中國半導體行業協會預測,2025年我國EDA市場規模將達到184.9億元,占全球市場的18.1%。
01
EDA國產替代的深水區
在半導體制造領域,光刻工藝對于決定芯片晶體管的尺寸起著關鍵作用。
隨著晶體管尺寸的縮小,光刻工藝必須變得更加精確,以便以更高的精度將圖案從光掩模轉移到晶圓上。
隨著先進制程的不斷演進,計算光刻的復雜度正呈現指數級增長,傳統的光刻掩模設計已無法滿足現行場景的精度需求。
而計算光刻技術可有效補償可能由衍射或光學、光刻膠和蝕刻鄰近效應引起的晶體管圖像誤差,通過EDA工具進行光學鄰近效應修正(OPC)和多物理場仿真,利用算法和數學方法操縱光線,進而提高精度。
半導體器件模型是連接代工廠和IC設計公司之間的橋梁,器件建模則需精確提取晶體管參數,只有精準的器件模型才可以保證精準的電路仿真結果,為設計提供可靠模型。
在此背景下,制造類EDA成為集成電路廠商追逐的熱潮。
從全球范圍來看,新思科技、楷登電子等國際巨頭長期占據全球市場主導地位;我國華大九天、概倫電子、廣立微、全芯制造等EDA廠商也已展開市場份額的爭奪。
然而,制造類EDA需多年工藝數據沉淀,當前國產廠商技術與數據積累較為薄弱,在5nm、3nm以下高端市場難有作為。
與此同時,國內設計公司普遍依賴Synopsys、Mentor工具鏈,處于長驗證周期的考量,面對著高昂的切換成本往往有較大的客戶粘性。
由此,國產EDA企業正普遍面臨資本壓力與盈利難題。
就上市公司而言,概倫電子發布24年業績預告,公司歸母凈利-9,528.92萬元,虧損持續擴大;廣立微24年第三季度營收1.16億元,同比減少10.19%;凈利潤517.35萬元,同比下降81.65%。
全芯智造等初創企業則更依賴融資,但資本市場對EDA的長回報周期漸顯疲態,當成長性故事不再吸引眼球,價值導向成為投資的基本遵循。
盈利難與融資難的雙重難題下,國產廠商的研發投入與產品迭代速度必然受到不小的限制。
在美國對華半導體技術限制進一步加劇的國際格局下,國產廠商若無法突破高端技術,極有可能被鎖死在成熟制程市場。
制造類EDA的國產替代不得不開啟加速時刻。
02
制造類EDA的國產新勢力
當前,華大九天、廣立微、概倫電子為國內為數不多的EDA上市企業。
目前,華大九天已從模擬電路擴展到射頻存儲、光電等領域,實現了全定制EDA工具的全覆蓋。
概倫電子承接了ProPlus的許多國際資源,客戶覆蓋三星電子、臺積電、聯電、美光科技、SK海力士、Lattice等海外廠商,以及中芯國際、華力微等大型本土廠商。
廣立微以制造類EDA為核心,聚焦良率提升與可測試性設計(DFT)。
2024年,公司DFT設計和良率診斷解決方案整合完成,已在多家客戶處應用并實現銷售收入;可制造性設計(DFM)工具核心模塊研發取得重要進展,其中CMPEXP已在國內多家頭部企業試用。
除上市企業外,初創獨角獸企業也頻頻嶄露頭角。
全芯智造由全球最大EDA公司新思科技Synopsys、國內知名創投武岳峰資本與中電華大、中科院微電子所等聯合注資成立,專注于制程器件仿真和計算光刻技術等EDA點工具。
全芯智造創始人、CEO為倪捷,曾在EDA領域的國際龍頭公司新思科技Synopsys擔任中國區副總經理,主抓集成電路制造EDA;聯合發起人、董事長為潘建岳同時是國產EDA廠商合見工軟的董事長。
值得關注的是,新思已經退出全芯制造的資本隊伍。
新勢力的不斷崛起之下,國產廠商的全產業鏈能力不足成為共性缺陷。
除華大九天外,國產EDA企業受限于資金與技術水平,往往集中于點工具的開發,難以提供全套解決方案。
然而在點工具領域,與高速發展的市場規模相比,我國在細分單點工具中仍有較大比例的工藝空白仍有待國產化軟件填補。
不斷涌現的新企業為國產替代提供充裕的“后備軍”,而競爭的核心不在于人數多,而在于技術精。
03
技術突破與生態博弈
面對國產巨頭的全產業鏈“攻擊”,國產廠商正通過技術差異化突圍。
25年2月11日,廣立微宣布其SemiMind平臺接入DeepSeek,能夠實現集成行業Know-how與海量工藝數據,構建專業領域知識庫,支持用戶通過低代碼/無代碼的方式,快速搭建定制化功能模塊等第三方功能。
AI正為EDA行業帶來深刻變革。
華大九天董事長劉偉平也表示,公司部分工具已經開始采用AI技術,幫助工程師實現了明顯的效率提升,有些原來需要做10個小時的工作,現在1個小時就能完成。
然而,對于對精準度要求極高的EDA行業試錯成本同樣極高,若沒有大量的行業數據積累就沒有可靠性的支撐,EDA+AI的路線商業化仍待時日。
針對當前國產廠商多集中于單一點工具,而全產業鏈能力不足的問題,資本正推動企業加速整合。
國際EDA三巨頭通過數百次并購構建工具鏈,國內廠商亦效仿此路徑。
華大九天自上市先后收購了芯達芯片科技有限公司,投資了上海阿卡思電子技術有限公司、無錫亞科鴻禹電子有限公司、珠海市睿晶聚源科技有限公司、蘇州菲斯力芯軟件有限公司等多家企業。
除華大就天外,2023年5月,概倫電子收購福州芯智聯科技有限公司100%股權;2024年12月,廣立微以自有資金3478萬元收購上海億瑞芯電子科技有限公司實控人孟凡金所持有的43%股權。
在技術與資金壁壘極高的半導體行業,不論是產業鏈上下游之間的縱向并購,還是以擴充產品線為目的橫向整合,并購重組都有助于企業形成規模效應從而整體競爭力。
而收并購的策略之下,國產EDA企業仍面臨著不小的資金壓力。
從政策端來看,2024年以來,國家大基金二期已向EDA領域傾斜,需推動晶圓廠、設計公司與EDA企業共建生態聯盟,共享工藝數據。
其中,九同方、深圳鴻芯微納及EDA工具開發的初創公司全芯智造與獨角獸企業行芯科技均為大基金的目標對象。
大基金二期多次為國產EDA注入資金支持,不僅體現了EDA行業的重要性,也預示著行業將迎來更多的發展機遇與挑戰。
04
尾聲
國產制造類EDA的競爭,本質是一場技術、資本與生態的復合博弈。
概倫電子、廣立微已通過并購與研發站穩腳跟,全芯智造則需在計算光刻領域證明技術可行性。
短期看,國產替代仍將聚焦成熟制程與細分工具,就長期而言,唯有攻克高端技術、構建開放生態,方能真正突破“卡脖子”困局。
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