【转】芯故事之细说EDA三巨头

2023-08-07 01:21 作者:小林家的垃圾王R 0人读过 | 我要投稿

芯故事之细说EDA三巨头

老扎古

咨询行业合伙人

小编之前发过浅谈过EDA工具的文章之后，有部分圈内朋友对于EDA巨头比较有兴趣，小编秉着学习和传递半导体行业信息，整理了部分行业报告及网络资料，详细介绍下EDA三巨头的情况

EDA 三巨头 Synopsys、Cadence 和 Mentor Graphics

EDA三巨头主要指EDA市场份额占据前三位的三家企业Synopsys、Cadence和Mentor Graphics（被西门子收购）。

三巨头的具体情况

EDA三巨头明细

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(铿腾电子)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。

Mentor Graphics(明导国际，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。Mento 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。

三巨头间的优劣势比较

EDA 公司提供给 IC 公司的一般都是全套工具，因此 EDA 集成度高的公司产品更有优势。三巨头基本都能提供全套的芯片设计 EAD 解决方案。

Synopsys 最全面，它的优势在于数字前端、数字后端和 PT signoff。模拟前端的 XA，数字前端的 VCS，后端的 sign-off tool，还有口碑极好的 PT、DC 和 ICC 功能都很强大。Synopsys 有垄断市场 90%的 TCAD 器件仿真和垄断 50%的 DFM 工艺仿真,这是其在 EDA 产业竞争中的一把利器。

Cadence 的强项在于模拟或混合信号的定制化电路和版图设计，功能很强大，PCB 相对也较强，但是 Sign off 的工具偏弱。

Mentor Graphic 也是在后端布局布线这块比较强，在 PCB 上也很有优势，它的优势是 Calibre signoff 和 DFT，但 Mentor Graphic 在集成度上难以与前两家抗衡。

此外，除了卖 license 以外，EDA 企业还可以提供 IP 授权(硬核和软核)，这个对于很多中小规模的设计公司是很有吸引力的。授权的 IP 通常有 memory，Serdes 和 Power management 之类的研发成本或门槛相对较高的硬核。

Mentor 在 IP 业务上和 Synopsys 与 Cadence 几乎没有竞争力，目前 Synopsys 企业的 IP 业务全球排名第二，Cadence 企业的 IP 业务销售额也在逐年增加。

各自特点

Synopsys 提供的产品与服务主要分为四类:EDA、IP、制造解决方案、专业服务与其他，其中 EDA 产品占 Synopsys 总收入中的一半以上。

Synopsys 是 EDA 三大巨头之首。占据统治地位的产品为逻辑综合工具 DC(design compiler)，时序分析工具 PT(prime time)。

通过这两大产品 Synopsys 建立了完整的芯片 ASIC 设计 FLOW 包括，verilog 仿真工具 VCS，逻辑综合工具 DC，物理布局布线工具 ICC，形式验证工具 formality，时序分析工具 PT，参数提取工具 STAR-RC，版图检查工具 Hercules。DFT 工具直接插入 DC 工具中，还有 ATPG 工具 TetraMAX，可以说是集:广、大、全于一身。

Synopsys 的 EDA 和 IP 客户通常是半导体和电子系统公司，Synopsys 的解决方案帮助这些公司开发电子产品、降低设计和制造成本。除此之外，Synopsys 还为包括电子、金融服务、媒体、汽车、医药、能源和工业等不同行业客户提供软件安全解决方案。

Intel 是 Synopsys 最大客户，2016-2018 三年公司总营业额中分别有 15.9%、17.9%、15.4%来自 Intel。除此之外，公司没有占总收入份额超过 10%的客户。

Cadence 将主营业务分为五类，分别是验证、数字设计、模拟、PCB、IP，其中前三项的地位更为重要，占主营业务收入的份额在 75%左右。

Cadence 为 EDA 业界第二厂商，工具集中在模拟电路，PCB 电路，FPGA 工具。Cadence 也有一套完整的 ASIC 设计工具，但在与 Synosys 竞争中处下风。但在全定制设计中 Virtuso 仍然非常强大，Cadence 之所以稳居第二，决定于其强大的模拟电路设计工具。

主要产品明细

Mentor 公司为业界第三，虽然排行第三，但体量比前两家要小不少。Mentor 在 EDA 厂商中始终占有一席之地的原因是其点工具做得非常好，比如 Mentor 的 PCB 设计工具，全面而且信号分析准确。比如 ASIC 流程中的 Calibre 在版图 LVS，DRC 中占有率超出其他两家，比如 DFT 工具 DFTAdvisor 在 DFT 工具中绝对占据优势地位。但由于 Synopys 的销售策略，在 DC 销售时免费搭 DFT compiler，对 DFTAdvisor 造成一定的市场冲击。但 Mentor 平台并非像前两家一样大而全，虽然点工具做的很精致，但在 Synopsys、Cadence 的竞争压力下，发展空间日渐狭小。

三巨头在华布局情况分析

Cadence 是上述三家企业中在华布局进行最好的，1992 年 Cadence 进入中国大陆及香港市场，然后陆续建立了北京、上海、深圳、香港四个办事处以及北京研发中心、上海研发中心，Cadence 在北京和上海都有 R&D 团队，进行数字和模拟方面的产品研发，包括现在新的与 AI 相关的产品都是在国内研发的。

2017 年 11 月 13 日，Cadence 与南京市浦口区人民政府正式签署战略合作备忘录以及投资协议，宣布在南京江北新区成立新本土化公司南京凯鼎电子科技有限公司。据 CEO Lip-Bu Tan(陈立武)先生表示南京公司是 Cadence IP 方面对中国公司提供密切服务的第一步。Cadence 与南京公司以后专注的方向是互补的:Cadence 专注于尖端的技术和先进节点，而南京公司主攻成熟技术的需求。

Synopsys 仅次于 Cadence，自 1995 年进入中国市场以来，Synopsys 已在北京、上海、深圳、西安、武汉、南京、厦门、香港、澳门九大城市设立机构，员工人数超 1200 人，建立了完善的技术研发和支持服务体系。2017 年 11 月 10 日，Synopsys 区域总部宣布落户南京江北新区。

Mentor 中国总部设立于上海金茂大厦，分别在北京和深圳设有销售办公室。

EDA 三巨头几乎在所有细分领域都有产品涉及，而 EDA 行业入门门槛高，成本弹性大，对性能依赖性强，其他的 EDA 公司若想突围十分困难。

EDA 三巨头成功因素:内生、外延、国家政策扶持三管齐下

EDA 企业若想保持核心竞争力需要靠技术支持，与其他高新技术企业相似，EDA 企业获取技术优势的途径有:收购兼并其他企业的成熟技术、高研发投入和政府扶持。

内生：高额的研发投入

除大量收购有潜力的公司以外，Synopsys 和 Cadence 还一直重视新技术的开发，每年投入大比例资金用于研发，研发费用是公司最大的营运开支。尤其是 Cadence 公司，近两年研发支出占总营收的比例超过 40%。

外延：频繁并购

经过多年的收购兼并以后，集成电路 EDA 领域只剩下了 Synopsys、Cadence 和 Mentor 这三个巨头。市场的影响力也日益集中。

自 1986 年成立以来，Synopsys 通过发起几十余项并购交易，不断寻找那些已经被市场证明成功的产品及其企业，通过滚动并购操作达到了扩大业务规模、进行技术整合的目的。

2002 年，Synopsys 以 8.3 亿美元收购与 Cadence 结束专利诉讼的 Avanti 公司，和自由工具 PC 结合在一起整合为强大的 ICC，直接衔接 Synopsys 前端和后端工具，使得 Synopsys 成为 EDA 历史上第一家可以提供顶级前后端完整 IC 设计方案的领先 EDA 工具供应商，公司坐稳第二的位置，并在 2008 年超越 Cadence 成为全球最大的 EDA 工具厂商。

2016 年 11 月 14 日西门子和 Mentor Graphics(明导国际)联合发表声明，德国西门子将以每股 37.25 美元的价格收购美国 EDA 公司 Mentor Graphics，总收购价格为 45 亿美元，价溢价 21%。

西门子方面表示，西门子的愿景是扩大客户基础，打造“数字化企业”所需的世界级完整软件解决方案， Mentor 的整套 EDA 产品对于实现这一愿景至关重要。在收购 Mentor 后，西门子将增强在电子系统的设计、测试和仿真领域的软硬件实力。

政策扶持:

纵观半导体产业发展的几十年，可以清晰看到美国在产业发展中的巨大作用。目前，集成电路在摩尔定律的驱动下，面临物理和经济极限;拐点临近，电子技术的进步将进入下一创新阶段。在这种背景下，美国又一次走在了世界前列，推出了一项为期 5 年、总值 15 亿美元的电子复兴计划(ERI)，用以支持芯片技术的开发。美国国会也增加了对 ERI 的投入，每年额外注资 1.5 亿美元。

ERI 的目标是不再依赖摩尔定律的―等比例微缩‖道路，继续推进电子器件性能的大幅提升，保持美国的领先地位，满足国防部需求的同时推动半导体产业发展，被业界誉为将开启下一次电子革命。ERI 计划将专注于开发用于电子设备的新材料，开发将电子设备集成到复杂电路中的新体系结构，以及进行软硬件设计上的创新。

2018 年 7 月 23-25 日，DARPA 为 ERI 计划召开了首次年度峰会，在会上，DARPA 公布了 2017 年 9 月首批启动的 6 大项目合作研究团队，旨在扶持和培养在材料与集成、电路设计和系统架构三方面的创新性研究

美国 EDA 巨头下一代技术发展前沿

随着 IC 设计复杂度的提升，新工艺的发展，EDA 行业有非常大的发展空间，目前产业两大发展方向: 人工智能、云计算等技术应用在 EDA 软件，目前 Cadence 领先。

云计算+EDA

2018 年，Cadence 推出了第一个能够广泛用于电子系统和半导体开发的广泛云产品组合——Cadence Cloud Portfolio。云技术的应用主要有三大优点:快速部署可提高工程效率并加速项目完成;通过灵活的解决方案和大规模可扩展的云就绪工具实现无痛采用;经过验证的解决方案据有很好的安全性，被许多客户信赖和使用。

人工智能+EDA

芯片敏捷设计是未来发展的一个主要方向，深度学习等算法能够提高 EDA 软件的自主程度，提高 IC 设计效率，缩短芯片研发周期。据 Cadence 的报告显示，机器学习在 EDA 的应用可以分为四个方面:数据快速提取模型;布局中的热点检测;布局和线路;电路仿真模型。Cadence 致力于研究将机器学习应用在 Virtuoso 平台上，并参与了 ERI 中智能设计芯片项目。新思科技也在利用人工智能加速时序验证。

看过巨头们的发展史，近几年在国家及地方政府的支持下，国内EDA的企业也在不断的追赶着，想起上周参加一个半导体峰会国内EDA大厂的一位高管说过的一段话，国际EDA巨头也都是不断和IC设计公司一起成长，不断试用，根据场景情况反馈修正，更新，有更多的应用和适用才能更快速成长，前面的山很高，道路也很曲折，希望更多的国产企业能够在这一波浪潮中快速成长，我们都很期待。ip业务是什么呀

2020-04-01

老扎古

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