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芯故事之細(xì)說EDA三巨頭

老扎古

咨詢行業(yè) 合伙人

小編之前發(fā)過淺談過EDA工具的文章之后，有部分圈內(nèi)朋友對于EDA巨頭比較有興趣，小編秉著學(xué)習(xí)和傳遞半導(dǎo)體行業(yè)信息，整理了部分行業(yè)報告及網(wǎng)絡(luò)資料，詳細(xì)介紹下EDA三巨頭的情況

EDA?三巨頭?Synopsys、Cadence?和?Mentor Graphics

EDA三巨頭主要指EDA市場份額占據(jù)前三位的三家企業(yè)Synopsys、Cadence和Mentor Graphics（被西門子收購）。

三巨頭的具體情況

EDA三巨頭明細(xì)

Synopsys(新思科技)成立于 1986 年，由 Aart de Geus 帶領(lǐng)通用電氣公司微電子研究中心的工程師團(tuán) 隊創(chuàng)立，在 2008 年成為全球排名第一的 EDA 軟件工具領(lǐng)導(dǎo)廠商，為全球電子市場提供技術(shù)先進(jìn)的集成 電路設(shè)計與驗證平臺。Synopsys 在 EDA 行業(yè)的市場占有率約 30%，它的邏輯綜合工具 DC 和時序分析 工具 PT 在全球 EDA 市場幾乎一統(tǒng)江山。

Cadence(鏗騰電子)是 EDA 行業(yè)銷售排名第二的公司，在 1988 年由 SDA 與 ECAD 兩家公司兼并而 成，Cadence 通過不斷擴(kuò)展、兼并、收購，到 1992 年已占據(jù) EDA 行業(yè)龍頭地位，但到 2008 年被 Synopsys 超越。

Cadence 產(chǎn)品涵蓋了電子設(shè)計的整個流程，包括系統(tǒng)級設(shè)計、功能驗證、集成電路綜合及布局布線、IC 物理驗證、模擬混合信號及射頻集成電路設(shè)計、全定制集成電路設(shè)計、PCCE 設(shè)計和硬件仿真建模等 致力于為客戶提供電子設(shè)計自動化、軟件、硬件以及解決方案等服務(wù)，旨在幫助其縮短將電子設(shè)備打入 市場的時間和成本。全球知名半導(dǎo)體與電子系統(tǒng)公司均將 Cadence 軟件作為其全球設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)。Cadence 的 Virtuso 工具歷經(jīng) 27 年不衰，成為業(yè)內(nèi)傳奇。

Mentor Graphics(明導(dǎo)國際，2016 年被德國西門子收購)1981 年成立，90 年代遇到經(jīng)營困境，軟件 的研發(fā)嚴(yán)重落后于進(jìn)度，大量長期客戶流失，難以與其他兩家公司競爭。直到 94 年公司組織結(jié)構(gòu)大調(diào) 整后，才重新崛起。

Mentor Graphics 是一家 EDA 軟件和硬件公司，也是電路板解決方案的市場領(lǐng)導(dǎo)者，主要提供電子設(shè)計 自動化先進(jìn)系統(tǒng)電腦軟件與模擬硬件系統(tǒng)。Mento 的工具雖沒有前兩家全面，沒有涵蓋整個芯片設(shè)計和 生產(chǎn)環(huán)節(jié)，但在有些領(lǐng)域，如 PCB(印刷電路板)設(shè)計工具等方面有相對獨(dú)到之處。

三巨頭間的優(yōu)劣勢比較

EDA 公司提供給 IC 公司的一般都是全套工具，因此 EDA 集成度高的公司產(chǎn)品更有優(yōu)勢。三巨頭基本都 能提供全套的芯片設(shè)計 EAD 解決方案。

Synopsys 最全面，它的優(yōu)勢在于數(shù)字前端、數(shù)字后端和 PT signoff。模擬前端的 XA，數(shù)字前端的 VCS， 后端的 sign-off tool，還有口碑極好的 PT、DC 和 ICC 功能都很強(qiáng)大。Synopsys 有壟斷市場 90%的 TCAD 器件仿真和壟斷 50%的 DFM 工藝仿真,這是其在 EDA 產(chǎn)業(yè)競爭中的一把利器。

Cadence 的強(qiáng)項在于模擬或混合信號的定制化電路和版圖設(shè)計，功能很強(qiáng)大，PCB 相對也較強(qiáng)，但是 Sign off 的工具偏弱。

Mentor Graphic 也是在后端布局布線這塊比較強(qiáng)，在 PCB 上也很有優(yōu)勢，它的優(yōu)勢是 Calibre signoff 和 DFT，但 Mentor Graphic 在集成度上難以與前兩家抗衡。

此外，除了賣 license 以外，EDA 企業(yè)還可以提供 IP 授權(quán)(硬核和軟核)，這個對于很多中小規(guī)模的設(shè) 計公司是很有吸引力的。授權(quán)的 IP 通常有 memory，Serdes 和 Power management 之類的研發(fā)成本或 門檻相對較高的硬核。

Mentor 在 IP 業(yè)務(wù)上和 Synopsys 與 Cadence 幾乎沒有競爭力，目前 Synopsys 企業(yè)的 IP 業(yè)務(wù)全球排名 第二，Cadence 企業(yè)的 IP 業(yè)務(wù)銷售額也在逐年增加。

各自特點(diǎn)

Synopsys?提供的產(chǎn)品與服務(wù)主要分為四類:EDA、IP、制造解決方案、專業(yè)服務(wù)與其他，其中 EDA 產(chǎn)品占 Synopsys 總收入中的一半以上。

Synopsys 是 EDA 三大巨頭之首。占據(jù)統(tǒng)治地位的產(chǎn)品為邏輯綜合工具 DC(design compiler)，時序分 析工具 PT(prime time)。

通過這兩大產(chǎn)品 Synopsys 建立了完整的芯片 ASIC 設(shè)計 FLOW 包括，verilog 仿真工具 VCS，邏輯綜 合工具 DC，物理布局布線工具 ICC，形式驗證工具 formality，時序分析工具 PT，參數(shù)提取工具 STAR-RC，版圖檢查工具 Hercules。DFT 工具直接插入 DC 工具中，還有 ATPG 工具 TetraMAX，可以說是集:廣、 大、全于一身。

Synopsys 的 EDA 和 IP 客戶通常是半導(dǎo)體和電子系統(tǒng)公司，Synopsys 的解決方案幫助這些公司開發(fā)電 子產(chǎn)品、降低設(shè)計和制造成本。除此之外，Synopsys 還為包括電子、金融服務(wù)、媒體、汽車、醫(yī)藥、 能源和工業(yè)等不同行業(yè)客戶提供軟件安全解決方案。

Intel 是 Synopsys 最大客戶，2016-2018 三年公司總營業(yè)額中分別有 15.9%、17.9%、15.4%來自 Intel。除此之外，公司沒有占總收入份額超過 10%的客戶。

Cadence?將主營業(yè)務(wù)分為五類，分別是驗證、數(shù)字設(shè)計、模擬、PCB、IP，其中前三項的地位更為重要， 占主營業(yè)務(wù)收入的份額在 75%左右。

Cadence 為 EDA 業(yè)界第二廠商，工具集中在模擬電路，PCB 電路，F(xiàn)PGA 工具。Cadence 也有一套完整的 ASIC 設(shè)計工具，但在與 Synosys 競爭中處下風(fēng)。但在全定制設(shè)計中 Virtuso 仍然非常強(qiáng)大，Cadence 之所以穩(wěn)居第二，決定于其強(qiáng)大的模擬電路設(shè)計工具。

主要產(chǎn)品明細(xì)

Mentor 公司為業(yè)界第三，雖然排行第三，但體量比前兩家要小不少。Mentor 在 EDA 廠商中始終占有一 席之地的原因是其點(diǎn)工具做得非常好，比如 Mentor 的 PCB 設(shè)計工具，全面而且信號分析準(zhǔn)確。比如 ASIC 流程中的 Calibre 在版圖 LVS，DRC 中占有率超出其他兩家，比如 DFT 工具 DFTAdvisor 在 DFT 工具中絕對占據(jù)優(yōu)勢地位。但由于 Synopys 的銷售策略，在 DC 銷售時免費(fèi)搭 DFT compiler，對 DFTAdvisor 造成一定的市場沖擊。但 Mentor 平臺并非像前兩家一樣大而全，雖然點(diǎn)工具做的很精致， 但在 Synopsys、Cadence 的競爭壓力下，發(fā)展空間日漸狹小。

三巨頭在華布局情況分析

Cadence 是上述三家企業(yè)中在華布局進(jìn)行最好的，1992 年 Cadence 進(jìn)入中國大陸及香港市場，然后陸 續(xù)建立了北京、上海、深圳、香港四個辦事處以及北京研發(fā)中心、上海研發(fā)中心，Cadence 在北京和上 海都有 R&D 團(tuán)隊，進(jìn)行數(shù)字和模擬方面的產(chǎn)品研發(fā)，包括現(xiàn)在新的與 AI 相關(guān)的產(chǎn)品都是在國內(nèi)研發(fā)的。

2017 年 11 月 13 日，Cadence 與南京市浦口區(qū)人民政府正式簽署戰(zhàn)略合作備忘錄以及投資協(xié)議，宣布 在南京江北新區(qū)成立新本土化公司南京凱鼎電子科技有限公司。據(jù) CEO Lip-Bu Tan(陳立武)先生表 示南京公司是 Cadence IP 方面對中國公司提供密切服務(wù)的第一步。Cadence 與南京公司以后專注的方 向是互補(bǔ)的:Cadence 專注于尖端的技術(shù)和先進(jìn)節(jié)點(diǎn)，而南京公司主攻成熟技術(shù)的需求。

Synopsys 僅次于 Cadence，自 1995 年進(jìn)入中國市場以來，Synopsys 已在北京、上海、深圳、西安、 武漢、南京、廈門、香港、澳門九大城市設(shè)立機(jī)構(gòu)，員工人數(shù)超 1200 人，建立了完善的技術(shù)研發(fā)和支 持服務(wù)體系。2017 年 11 月 10 日，Synopsys 區(qū)域總部宣布落戶南京江北新區(qū)。

Mentor 中國總部設(shè)立于上海金茂大廈，分別在北京和深圳設(shè)有銷售辦公室。

EDA 三巨頭幾乎在所有細(xì)分領(lǐng)域都有產(chǎn)品涉及，而 EDA 行業(yè)入門門檻高，成本彈性大，對性能依賴性強(qiáng)，其他的 EDA 公司若想突圍十分困難。

EDA 三巨頭成功因素:內(nèi)生、外延、國家政策扶持三管齊下

EDA 企業(yè)若想保持核心競爭力需要靠技術(shù)支持，與其他高新技術(shù)企業(yè)相似，EDA 企業(yè)獲取技術(shù)優(yōu)勢的途徑有:收購兼并其他企業(yè)的成熟技術(shù)、高研發(fā)投入和政府扶持。

內(nèi)生：高額的研發(fā)投入

除大量收購有潛力的公司以外，Synopsys 和 Cadence 還一直重視新技術(shù)的開發(fā)，每年投入大比例資金 用于研發(fā)，研發(fā)費(fèi)用是公司最大的營運(yùn)開支。尤其是 Cadence 公司，近兩年研發(fā)支出占總營收的比例 超過 40%。

外延：頻繁并購

經(jīng)過多年的收購兼并以后，集成電路 EDA 領(lǐng)域只剩下了 Synopsys、Cadence 和 Mentor 這三個巨頭。市場的影響力也日益集中。

自 1986 年成立以來，Synopsys 通過發(fā)起幾十余項并購交易，不斷尋找那些已經(jīng)被市場證明成功的產(chǎn)品 及其企業(yè)，通過滾動并購操作達(dá)到了擴(kuò)大業(yè)務(wù)規(guī)模、進(jìn)行技術(shù)整合的目的。

2002 年，Synopsys 以 8.3 億美元收購與 Cadence 結(jié)束專利訴訟的 Avanti 公司，和自由工具 PC 結(jié)合 在一起整合為強(qiáng)大的 ICC，直接銜接 Synopsys 前端和后端工具，使得 Synopsys 成為 EDA 歷史上第一 家可以提供頂級前后端完整 IC 設(shè)計方案的領(lǐng)先 EDA 工具供應(yīng)商，公司坐穩(wěn)第二的位置，并在 2008 年 超越 Cadence 成為全球最大的 EDA 工具廠商。

2016 年 11 月 14 日西門子和 Mentor Graphics(明導(dǎo)國際)聯(lián)合發(fā)表聲明，德國西門子將以每股 37.25 美元的價格收購美國 EDA 公司 Mentor Graphics，總收購價格為 45 億美元，價溢價 21%。

西門子方面表示，西門子的愿景是擴(kuò)大客戶基礎(chǔ)，打造“數(shù)字化企業(yè)”所需的世界級完整軟件解決方案， Mentor 的整套 EDA 產(chǎn)品對于實(shí)現(xiàn)這一愿景至關(guān)重要。在收購 Mentor 后，西門子將增強(qiáng)在電子系統(tǒng)的 設(shè)計、測試和仿真領(lǐng)域的軟硬件實(shí)力。

政策扶持:

縱觀半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的幾十年，可以清晰看到美國在產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的巨大作用。目前，集成電路在摩爾定 律的驅(qū)動下，面臨物理和經(jīng)濟(jì)極限;拐點(diǎn)臨近，電子技術(shù)的進(jìn)步將進(jìn)入下一創(chuàng)新階段。在 這 種 背 景 下 ， 美國又一次走在了世界前列，推出了一項為期 5 年、總值 15 億美元的電子復(fù)興計劃(ERI)，用以支持 芯片技術(shù)的開發(fā)。美國國會也增加了對 ERI 的投入，每年額外注資 1.5 億美元。

ERI 的目標(biāo)是不再依賴摩爾定律的―等比例微縮‖道路，繼續(xù)推進(jìn)電子器件性能的大幅提升，保持美國的 領(lǐng)先地位，滿足國防部需求的同時推動半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展，被業(yè)界譽(yù)為將開啟下一次電子革命。ERI 計劃 將專注于開發(fā)用于電子設(shè)備的新材料，開發(fā)將電子設(shè)備集成到復(fù)雜電路中的新體系結(jié)構(gòu)，以及進(jìn)行軟硬 件設(shè)計上的創(chuàng)新。

2018 年 7 月 23-25 日，DARPA 為 ERI 計劃召開了首次年度峰會，在會上，DARPA 公布了 2017 年 9 月首批啟動的 6 大項目合作研究團(tuán)隊，旨在扶持和培養(yǎng)在材料與集成、電路設(shè)計和系統(tǒng)架構(gòu)三方面的創(chuàng)新性研究

美國 EDA 巨頭下一代技術(shù)發(fā)展前沿

隨著 IC 設(shè)計復(fù)雜度的提升，新工藝的發(fā)展，EDA 行業(yè)有非常大的發(fā)展空間，目前產(chǎn)業(yè)兩大發(fā)展方向: 人工智能、云計算等技術(shù)應(yīng)用在 EDA 軟件，目前 Cadence 領(lǐng)先。

云計算+EDA

2018 年，Cadence 推出了第一個能夠廣泛用于電子系統(tǒng)和半導(dǎo)體開發(fā)的廣泛云產(chǎn)品組合——Cadence Cloud Portfolio。云技術(shù)的應(yīng)用主要有三大優(yōu)點(diǎn):快速部署可提高工程效率并加速項目完成;通過靈活 的解決方案和大規(guī)模可擴(kuò)展的云就緒工具實(shí)現(xiàn)無痛采用;經(jīng)過驗證的解決方案據(jù)有很好的安全性，被許多客戶信賴和使用。

人工智能+EDA

芯片敏捷設(shè)計是未來發(fā)展的一個主要方向，深度學(xué)習(xí)等算法能夠提高 EDA 軟件的自主程度，提高 IC 設(shè) 計效率，縮短芯片研發(fā)周期。據(jù) Cadence 的報告顯示，機(jī)器學(xué)習(xí)在 EDA 的應(yīng)用可以分為四個方面:數(shù) 據(jù)快速提取模型;布局中的熱點(diǎn)檢測;布局和線路;電路仿真模型。Cadence 致力于研究將機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng) 用在 Virtuoso 平臺上，并參與了 ERI 中智能設(shè)計芯片項目。新思科技也在利用人工智能加速時序驗證。

看過巨頭們的發(fā)展史，近幾年在國家及地方政府的支持下，國內(nèi)EDA的企業(yè)也在不斷的追趕著，想起上周參加一個半導(dǎo)體峰會國內(nèi)EDA大廠的一位高管說過的一段話，國際EDA巨頭也都是不斷和IC設(shè)計公司一起成長，不斷試用，根據(jù)場景情況反饋修正，更新，有更多的應(yīng)用和適用才能更快速成長，前面的山很高，道路也很曲折，希望更多的國產(chǎn)企業(yè)能夠在這一波浪潮中快速成長，我們都很期待。ip業(yè)務(wù)是什么呀

2020-04-01

老扎古

作者

IP授權(quán)的出現(xiàn)源自半導(dǎo)體設(shè)計行業(yè)的分工，設(shè)計公司無需對芯片每個細(xì)節(jié)進(jìn)行設(shè)計，通過購買成熟可靠的IP方案，實(shí)現(xiàn)某個特定功能。這種類似搭積木的開發(fā)模式，縮短了芯片開發(fā)的時間，提升了芯片的性能，IP授權(quán)是要收費(fèi)的

2020-04-01

知乎Harry99601

可以理解成設(shè)計好的一個通用模板，可以直接拿出來復(fù)用

2022-12-27

姨夫的微笑

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2020-01-13

老扎古

作者

Mentor 在 IP 業(yè)務(wù)上和 Synopsys 與 Cadence 幾乎沒有競爭力，目前 Synopsys 企業(yè)的 IP 業(yè)務(wù)全球排名 第二，Cadence 企業(yè)的 IP 業(yè)務(wù)銷售額也在逐年增加。

2020-02-20

老扎古

作者

對于小編文章中若有內(nèi)容有不同及意見，歡迎留言指正哈

2020-01-13