近期，美国商务部下属的工业与安全局发布了一项禁令，这一举措导致全球电子设计自动化（EDA）领域的三大企业——Synopsys、Cadence以及西门子EDA——相继宣布对中国市场停止供应。随着最后一项禁令的落地，当日，与EDA相关的概念股股价呈现出明显的上涨趋势。面对最为严峻的科技封锁形势，我国芯片产业不得不踏上全面自主化的终极征程，一场针对“芯片之母”的国产化替代战役已不可避免地展开。
种种迹象表明，芯片领域的竞争已经从供应链安全层面上升到了技术体系的生存权较量。国产EDA软件能否在封锁中开辟出一条生路，这不仅关系到芯片设计的自主权，还将决定中国科技创新发展的未来边界——在无路可退的战争中，往往孕育出最为坚决的突破。
拨开“断供”迷雾，放弃一切幻想
行业专家们已经观察到，自那日断货的消息传出后，出现了一种“逐级扩散”的现象。西门子EDA公司率先收到BIS的通知，这不禁让人疑惑，美国当局是否对“美国企业”和“德国企业”持有不同的态度？在Synopsys与Cadence以更为坚决的立场宣告暂停对华客户的售后服务及系统升级支持后，那些关于“是否仅限于军用项目”、“是否仅限于尖端数字芯片”的带有侥幸成分的猜测才逐渐消散。
FT相关新闻报道
去年年末，BIS将国微芯、东方晶源等国内EDA企业纳入了“实体清单”，随后又对韩国企业提出要求，禁止其使用中国生产的EDA工具。这一连串举措，加之此次重大举措，使得国内半导体行业的部分分析师纷纷猜测，BIS未来是否会发布更多管控措施，这一举措是否成为了关税战中的博弈工具？
当然，Synopsys的投资者关系部门负责人Trey Campbell在日前出席美国银行举办的全球技术论坛上透露，在断货期间将设立一个为期4至12周的评估阶段；尽管已暂停出货，公司仍在与政府部门就具体事宜进行协商。但事实显然如此，目前这几家公司负责的AE无法为国内设计企业提供售后服务，这种全面中断供应的做法实际上为中国EDA行业提供了一个彻底摒弃幻想、实现自主发展的契机。
2021年上半年，行业内部人士实际上已经察觉到了一些隐约的迹象——关于“三大家”全面退出中国市场的传言早已广泛流传，紧接着，BIS继续遵循“瓦森纳协定”的相关规定，对EDA领域的表述，使得中国大陆本土的EDA企业感受到了紧迫的形势。
就在那个时点，概伦电子成功登陆科创板，被誉为“国内EDA领域的领军企业”，紧随其后的是华大九天、广立微等企业的上市，再加上迅速成长的合见工软、九同方、国微芯等公司，共同构筑起中国EDA领域的突破性阵容。
EDA构成了芯片设计的根基性软件，全球市场几乎90%的份额被三大巨头所占据。一旦断货，不仅会阻碍3nm等尖端制程技术的研发进程，还将对现有成熟工艺的更新迭代速度造成严重影响。尽管华为、中芯国际等领先企业已提前做好储备，但众多中小型设计公司却将直接面临因工具供应中断而引发的生存困境。
三大家企业停止供应，或许比预期延迟了数年，然而这绝非孤立个案，实际上它是美国遏制中国半导体产业发展的整体战略中关键的一环，标志着国产替代的决战已经拉开序幕。
EDA+IP之路必须要坚决走下去
全球及中国EDA行业存在几组关键数据值得关注。目前，全球EDA市场规模总体约在150亿美元上下，而我国大陆市场占比大约在10%-15%之间。尽管过去数年，该行业的平均复合增长率能够维持在两位数水平，但其增长速度依然明显慢于设计公司规模的扩张。业界普遍认为，我国自主研发的电子设计自动化（EDA）技术拥有广阔的发展前景。此次供应链中断的风波，也为国内同行提供了迅速填补市场空白的良机。
数字经济领域的璀璨明珠EDA，以其卓越的精密与尖端技术而闻名，然而，这一领域金字塔的最顶端地位，亦揭示了其相对“微小”的规模——在整个万亿级数字经济中，其所占比例大约仅为1%。
在过去几十年间，三家公司的发展历程中，都伴随着多次复杂的并购活动。其中，Cadence和西门子EDA（原名为Mentor）的平均并购次数达到了每年超过65次，而Synopsys的并购次数更是超过了80次。
十几年前，Synopsys的营收实现了飞跃，成功超越了Cadence，位列第二。这主要是因为Synopsys高度重视“EDA+IP”的发展战略，其在并购IP公司方面的次数远超Cadence。若不考虑中国大陆市场，Synopsys的IP业务几乎占据了公司总营收的一半。
去年笔者参与了西门子EDA产品的宣讲活动，会上公司高层明确表示，若将“三大家”的IP业务排除在外，仅以EDA业务单独考量，西门子EDA的排名恐不会位居第三，这同时也从侧面反映出，在EDA这一领域，尽管整体规模不大但专业性极强，EDA与IP的结合模式，已经通过实践得到验证，是一条可行、广阔且深入的发展道路。
从技术进步的角度来分析，高端制程的芯片集成了数百亿个晶体管，设计焦点已从晶体管层面转移到IP模块的复用层面。EDA工具必须具备对IP模块进行快速集成、验证和优化的原生支持，特别是对于像PCIe 5.0、DDR5 PHY这样的复杂IP，它们的时序、功耗以及物理兼容性验证必须与EDA工具链实现深度结合。如果EDA工具不能对IP进行签核级别的验证，那么芯片流片过程中面临的风险将会显著增加。
从商业策略的视角分析，EDA工具的许可费收入呈现出一定的周期性波动特征，与此同时，知识产权授权则是依据芯片的出货量进行收费，这一模式能够确保持续的现金流。以Synopsys公司在2023年的表现为例，其IP业务的毛利率超过了90%，这一数据充分证明了该模式的优越性。因此，若国内电子设计自动化（EDA）企业只专注于仿真和布局布线等工具，很容易陷入价格竞争的同质化困境，而开发自主知识产权，例如人工智能加速器NPU和安全加密IP，则能够构建技术防线，增强谈判地位。
在我国EDA行业，我们已观察到一些领先企业。今年，概伦电子对外宣布，其成功收购了国内顶尖物理IP供应商之一的锐成芯微，旨在构建起EDA与IP相结合的完整产业链；而在此前，合见工软则在平台化拓展和多维度布局方面持续发力，通过并购北京诺芮IP团队，在短短一年内推出了我国首款PCIe Gen5 IP，成功填补了高速接口领域的空白。
目前，所谓的“三大家”对相关产品实施了全面的断供，涉及EDA和IP两大领域。业界普遍认为，这种IP断供所造成的负面影响，其严重程度已超过了之前的预期。综合考虑各因素，我国半导体产业若要从单一工具的替代阶段过渡到生态系统的创新阶段，必须坚定不移地前行。此外，为了在EDA市场的万亿规模中实现从并行发展到领先发展的转变，甚至可能需要借助外部力量来加速市场成熟，同时加强知识产权标准的制定和生态系统的联合。
模拟类EDA已有突破，数字前端是攻坚重点
在2023年的年终业绩发布会上，概伦电子的总裁杨廉峰透露，该公司在制造类电子设计自动化（EDA）工具的器件建模与验证领域，已经赢得了显著的市场份额，其产品被全球排名前十的晶圆制造企业长期选用，并在这些企业的标准制造流程中扮演着关键角色。他当时强调：“在国产化方面，我们的模拟技术更为出色，首先，华大九天和我方在模拟领域均具有显著优势，双方共同推广，确保了在模拟环节能够实现产品全流程的覆盖。”
模拟集成电路国产化进程为何能在较短周期内实现全流程工具的构建？关键因素在于，该流程对自动化的需求不高，对大型预制库的依赖性较小，核心算法的挑战主要集中在高性能仿真器上，而非复杂的组合优化问题，生态门槛相对较低，同时市场格局也为提供了更为切实可行的切入点。这促使国内企业能够集中精力解决那些数量虽少却至关重要的技术难题，例如仿真引擎、精度和效率问题，同时也有条件通过不断的更新和优化，逐步建立起一个完整的、可操作的解决方案体系。
赵鹏，法动科技的首席科学家，将这一观点凝练为简短的表述：“相较于EDA工具，模拟集成电路的研发更侧重于人的因素，对工程师的专业经验有着更高的依赖性。”
但如果把目光从模拟芯片转移至数字芯片，那是另外一片天。
随着对复杂功能的追求不断升温，市面上大多数芯片都选择了多核的架构设计。芯片制造工艺正逐步向更精细的5纳米、3纳米发展，伴随着工艺节点的提升，集成电路的设计费用呈指数级增长。芯片的功能和集成度也在不断提升，涉及的复杂因素众多。在此背景下，设计验证环节在发现设计中的缺陷和错误方面显得尤为重要。
凌琳，西门子EDA的全球副总裁以及中国区总经理，在去年的媒体沟通会上向心智观察所透露：“记得2005年，我曾听到一场演讲，提到设计芯片的验证工作未来可能会占据超过70%的比重，当时我感到十分惊讶，不禁怀疑是否真的会有这么高的比例。然而，如今看来，这一比例确实如此，无论是我们的合作伙伴还是客户，在芯片验证这一领域投入的人力与物力已经超过了70%。”
验证阶段所需的大量人力和物力投入，促使原型验证与硬件仿真技术开始相互融合，两者之间的界限正逐渐变得不再清晰。在此背景下，硬件加速以及硬件原型系统的价值日益显现，众多全流程验证任务均需借助硬件仿真技术来完成。因此，“左移融合”理念、可测试性技术、DTCO（设计与制造一体化）、“芯机联动”等概念逐层深入，共同构筑了现代复杂数字芯片成功设计与实施的核心思想体系。
国产数字前端设计EDA工具不仅面临用户难以入门导致的用户忠诚度低、先进工艺验证环节的反馈不完善等问题，还遭遇了因跨学科培养不足造成的人才短缺等挑战，同时还要应对技术、生态、资本和人才四大方面的多重障碍。
