兩大巨頭聯姻，“芯片之母”行業重塑

程華秋子

技術創新日新月異，科技巨頭除加緊研發，也頻頻出手收購。

近年，全球科技領域不斷涌現規模數百億美元的大型并購交易，例如，微軟690億美元收購游戲開發商動視暴雪，半導體公司AMD（AMD.O）以350億美元收購可編程芯片（FPGA）廠商賽靈思，博通（Broadcom，AVGO.O）以610億美元收購企業軟件廠商VMware的交易也在推進之中。

2024年1月16日，半導體行業又上演一項重大并購：電子設計自動化（ElectronicDesignAutomation，EDA）龍頭新思科技（Synopsys，SNPS.O）和EDA市場第四大、工業仿真軟件（ComputerAidedEngineering，CAE）領域第一名的安斯科技（Ansys，ANSS.O），達成350億美元規模的收購協議。

EDA巨頭與CAE巨頭合并，市場集中度進一步提高，對中國尚處發展早期的行業生態影響幾何？

350億美元，新思科技溢價收購安斯科技

根據收購協議，新思科技將以現金加股票的方式收購安斯科技，后者股東所持每股股票可換取197美元現金加0.345股新思科技普通股。交易若能順利完成，預計安斯科技股東將擁有合并后公司約16.5%股權。

按2023年12月21日新思科技559.96美元/股的收盤價來計算，這筆交易意味著，安斯科技每股價值為390.19美元，較其當日收盤價303美元/股溢價約29%，比截至12月16日以來60天成交量加權平均價格溢價約35%。

官網顯示，新思科技將為本次收購提供190億美元現金，其中160億美元將通過債務融資，并已獲承諾解決。

這一交易還需獲得監管部門的批準，如果順利，將在2025年上半年完成。

同英偉達（NVDA.O）400億美元收購Arm（ARM.O）的交易因反壟斷而終止時，需向軟銀支付12.5億美元“分手費”一樣，這一收購若因反壟斷等情況終止，新思科技也需要向安斯科技支付15億美元，但如果安斯科技作出其他選擇，就需要向新思科技支付9.5億美元。

EDA產業格局：毛利高、周期弱、并購頻密

EDA技術是指利用計算機輔助設計（CAD）軟件，來完成芯片的功能設計、綜合、驗證、物理設計（包括布局、布線、版圖、設計規則檢查等）工作。

從流程看，設計者先在EDA軟件平臺上進行芯片設計，并由計算機輔助完成邏輯編譯、綜合、優化、布局、布線和仿真等工作，生成可用于生產的圖形。

此后，會基于這些圖形，制作各種掩膜，并通過光刻、蝕刻等工藝，將設計圖轉移到硅片等材料上，形成各層電路結構，最終制成芯片。

因此，處于芯片設計上游的EDA，被稱為“芯片之母”，與光刻機同等重要，一個用于設計，一個用于制造，二者缺一不可。

數字時代，芯片無所不在，EDA行業亦快速成長。

不過，與下游芯片及消費電子行業的強周期性不同，EDA行業的周期性較弱，因為其商業模式為收取軟件授權費用，客戶群體穩定后，業績即可保持平穩，且毛利率非常高。以新思科技為例，2008年金融危機期間，其2009財年收入仍實現1.73%的增長。最近10年，其毛利率均穩定在75%―80%之間。

并購也是該行業一個顯著的成長動力。

由于EDA行業技術壁壘高，并購蔚然成風，EDA三巨頭之一的鏗騰電子（Cadence，CDNS.N）即是由ECADSystems和SDASystems兩個公司在1988年合并而成。過去30年，EDA行業發生并購近300次，而新思科技是并購次數最多的公司。

通過并購，EDA公司既可將競爭對手扼殺在萌芽中，又能擴充產品線、擴大市場份額，提升作為平臺化企業的服務能力和議價權。同時，高毛利也支持EDA巨頭有強勁的現金實力進行大規模并購。

行業周期弱，并購力度強，推動EDA成為一個高度集中、馬太效應顯著的市場。2022年，新思科技的全球市場份額達32.14%，遠超過第二名鏗騰電子的23.4%和第三名SiemensEDA的14%，三巨頭的市場份額合計將近70%。而安斯科技則為行業第四。

過去5年（2019―2023財年），新思科技的營收年復合增長率高達12.14%。其中，2022財年，新思科技實現了近10年業績最高增幅，營收同比增長20.87%，歸母凈利潤同比增長30%。

2023財年，新思科技繼續保持業績高速增長，其實現營收58.43億美元（約合人民幣415億元），同比增長約15%；歸母凈利潤為12.3億美元（約合人民幣87.32億元），同比增長25%（表1）。

表1 ：新思科技2014—2023財年保持平穩增長（單位：億元）

數據來源：WInd，新財富整理

為什么收購安斯科技？

新思科技的成長史，就是一部并購史。

自1986年成立至今，新思科技已完成了超百次的并購整合（包括技術收購），標的覆蓋IP、軟件安全與質量、驗證與原型、硅工程以及芯片設計公司，在驗證與原型板塊的收購更是高達30余起。

2001年，新思科技收購Avanti，一舉補齊了數字集成電路EDA全流程技術，獲得了后端布局布線近4成市場。2008年，其又通過收購FPGA綜合工具霸主Synpicity，進入FPGA市場。

新思科技全球總裁薩辛·加齊（SassineGhazi）曾概括公司的投資邏輯：“新思科技不斷加大投資，從芯片設計開始，覆蓋到系統級別、軟件級別，如今新思科技可以提供‘從芯片到軟件的全方位一體化解決方案?！?/p>

新思科技此次并購標的安斯科技，作為全球通用工業仿真軟件龍頭，產品在航空航天、國防、汽車、衛生保健、高科技、工業設備等領域有著廣泛應用。

工業仿真軟件是利用計算機技術對工業生產過程進行模擬和分析的工具。通過這種軟件，工程師可以在電腦上模擬真實環境中的現象，從而在產品設計階段就能預測和優化產品的性能。這不僅可以縮短產品上市時間，還能大大降低研發成本。

工業仿真軟件也可分為通用和專用。安斯科技為代表的主流通用CAE軟件，適用范圍廣，可針對多種類型產品的物理力學性能進行模擬仿真、評價和優化。

而隨著芯片功能集成越來越復雜，傳統的2D設計已無法滿足需求，三維集成電路（3DIC）應運而生，其由多層組成，混合了多種工藝，有利于低延遲、高帶寬的數據傳輸，降低制造成本，提高晶圓產量，降低功耗，并減少總體開支。

然而，3DIC的設計，需要EDA應對多層布局、高效布線以及物理效應等問題。在這一過程中，仿真軟件的加持非常關鍵。新思科技之所以溢價收購安斯科技，正是看重后者在3DIC設計以及智能EDA中扮演的角色，以達成其宣揚的“SysMoore”理念（指先進的集成電路設計，是摩爾定律的規模復雜性和超融合集成的系統復雜性的結合體）。

事實上，在收購安斯科技之前，新思科技已與之深度合作7年之久。比如，安斯科技的電源完整性、熱和可靠性簽核工具已與新思科技多個平臺深度集成，為客戶提供用于芯片、封裝和系統級效應的黃金標準簽核精度，雙方多個聯合解決方案已通過臺積電、三星等領先代工廠認證。

華大九天創始人劉偉平曾參與中國第一款具有自主知識產權的全流程EDA系統—— “熊貓ICCAD系統”的研發工作。

EDA大廠對仿真軟件領域均有濃厚的并購興趣。在此之前，鏗騰電子已在此領域發動了一系列收購行動，如并購Sigrity、AWR和IntegrandSoftware等企業，補齊了從芯片到系統的電磁場仿真分析的短板；通過收購NUMECA、Pointwise和FutureFacilities等公司，進一步擴大了其在流體動力學仿真等領域的影響力。

目前，工業軟件領域，不論是EDA、CAD，還是CAE，都以國外廠商占主導地位，且實現寡頭壟斷，其市場份額高度集中。根據IDC數據，2021年，全球CAE前三大供應商安斯科技、西門子和達索（Dassault）市占率總計達77%。

在中國，這一態勢也在延續。根據IDC數據，2022年，中國CAE市場規模為37.6億元，同比增長17.1%。其中，前六大廠商均為歐美企業，分別為安斯科技（市場份額16.8%）、西門子（14.7%）、達索（7.9%）、?？怂箍担?.5%）、安世亞太（3%）、歐特克（2.6%）。

國內CAE廠商起步較晚且發展緩慢，目前市場份額占比約為15%，關鍵技術自主可控的程度較低，主要差距體現在產品的功能模塊和算例庫、數據庫的豐富程度上。

本土代表性公司索辰科技（688507）成立于2006年，2010年發布了擁有自主知識產權的流體、結構、電磁仿真軟件，后陸續發布了自主研發的光學仿真軟件、測控仿真軟件、聲學仿真軟件、復合材料仿真軟件等，并于2023年4月18日在科創板上市，目前其市值約為66億元，市盈率高達115倍。

中國EDA產業現狀如何？

近年，在工業自動化、汽車電子、航天航空、生物醫療、AI、5G等下游產業帶動下，集成電路設計產業高速發展。

根據中國半導體協會數據，2022年中國集成電路設計企業數量達3243家，同比增長15.41%。其對EDA軟件的需求，也快速增長。

在政策和資本的大力扶持、產業鏈伙伴協同合作，以及行業人才不斷匯聚的趨勢下，國內EDA廠商如雨后春筍般爆發，迎難而上。

但目前，國內EDA企業不僅需要面對國際巨頭的市場競爭和出口管制，還有技術積累、人才儲備、生態缺失等諸多短板。由于行業尚處于發展早期，生態支撐相對滯后，全流程數字工具鏈不太可能由一家公司來實現，多數EDA企業是在單點工具上進行突破，這導致了目前EDA創業企業數量繁多、競爭格局較為分散。

借鑒國際EDA巨頭的成長史，并購整合是行之有效的方法。近幾年，芯片產業鏈的一二級市場融資欣欣向榮，既反映了產業空間的廣闊和資本的高度關注，也為本土企業的發展與整合創造了機遇期。國內EDA公司中，3家產業龍頭已上市，另外有超過15家EDA初創公司蓄勢待發。

國內三家龍頭：總市值不足千億，營收與國際龍頭差距較大

目前，國內EDA上市公司有3家，分別是華大九天（301269）、廣立微（301095）、概倫電子（688206）。其中，華大九天規模和市值都更勝一籌，截至2024年1月23日收盤，其市值為471億元，分別是廣立微和概倫電子的4倍和6倍。從動態市盈率（TTM）來看，顯然資本市場也給予了龍頭更高的估值，其市盈率高達193倍。

然而，整體來看，新思科技近6000億元的市值，即是國內3家上市公司市值總和的近10倍，這背后是巨大的營收、凈利潤規模差距。2022年，新思科技的營收、凈利潤分別達到350億元、67億元，而國內體量最大的華大九天2022年營收也不到8億元，僅為前者的2.3%（表2）。

表2 ：國內三家EDA上市公司與新思科技規模差距巨大

數據來源：同花順iFinD

不過，從業績增速來看，國內EDA公司則更為迅猛。

2020―2022年，華大九天的業績近乎翻倍。2022年，其營收達7.98億元，凈利潤達1.86億元，兩者增速皆超過30%（表3）。

表3 ：華大九天2020—2022年營收和凈利潤

數據來源：IFinD

華大九天成立于2009年，其創始人劉偉平博士及團隊部分成員曾參與中國第一款具有自主知識產權的全流程EDA系統?“熊貓ICCAD系統”的研發工作。2009年，華大九天發布第一代時序功耗優化工具，此后陸續發布一站式版圖集成與分析工具、模擬電路設計全流程EDA工具系統、平板顯示電路設計全流程EDA工具系統、高性能并行電路仿真工具、異構仿真系統等，為本土規模最大、產品線最完整、綜合技術實力最強的EDA企業。

目前，華大九天的營收主要來自EDA軟件銷售和技術開發服務，其中，EDA軟件銷售收入占比超8成；技術開發服務的營收占比近三年略微提升，將近15%（表4）。

表4 ：華大九天2020—2022年主營業務收入構成

數據來源：IFinD

廣立微成立于2003年，專注于芯片成品率提升以及電性測試檢測技術，2003―2010年完成了初代產品，包括SmtCell、TCMagic、DataExp。2010年，其研發出第一代可尋址測試芯片設計技術ATCompiler，這也成為公司的核心技術之一。2013年，廣立微推出首款電性測試設備，后逐漸在WAT（WaferAcceptanceTest，晶圓接受測試）設備領域打破外資壟斷，實現了國產替代，構建了集成電路良品率提升的一站式解決方案，最高可應用于28nm工藝芯片。

2022年，廣立微錄得3.56億元營收，凈利潤達到1.22億元，同比增速雙雙超80%。其客戶已涵蓋三星電子等IDM（設計封測制造一體化）廠商，華虹集團、粵芯半導體、晶合集成、長鑫存儲等Foundry（代工）廠商以及部分Fabless（設計）廠商（表5）。

表5 ：廣立微2020—2022年營收和凈利潤

數據來源：IFinD

概倫電子成立于2010年，其創始人劉志宏博士為著名集成電路仿真模型BSIM3的主要開發人員，曾擔任過鏗騰電子全球副總裁。概倫電子是大規模高精度集成電路仿真、高端半導體器件建模、半導體參數測試解決方案的供應商，在存儲芯片EDA設計方面有一定優勢。其主要產品包含制造類EDA工具、設計類EDA工具、半導體器件測試儀器以及半導體工程服務四個部分。2023年中報顯示，概倫電子EDA工具授權收入達到9305.7萬元，營收占比達到61.07%。2020―2022年，概倫電子的營收也實現了2年2倍增長，其2022年營收、凈利潤分別達到2.79億元、0.43億元（表6）。

表6 ：概倫電子2020—2022年營收和凈利潤

數據來源：IFinD

值得一提的是，國內EDA行業同樣在進行并購整合。

2019年12月，概倫電子完成了對博達微80%股權的收購，擴充了其半導體工程服務、半導體器件特性測試儀器收入。2021年6月，概倫電子以800萬美元收購了韓國EDA廠商Entasys公司100%股權，充實了EDA產品矩陣。2023年上半年，概倫電子完成了對芯智聯的收購，彌補在板級和封裝級設計的空白。

2022年10月18日，華大九天公告稱，擬通過全資子公司深圳華大九天科技有限公司（簡稱“深圳九天”），以1000萬美元現金收購芯達芯片科技有限公司（簡稱“芯達科技”）100%股權，芯達科技從事存儲器/IP特征化提取工具的開發，該收購有助于華大九天補齊數字設計和晶圓制造領域的EDA工具短板。

初創公司：起步較晚，處于追趕狀態

據新財富不完全統計，除了已上市的3家龍頭，國內獲得一級市場融資的EDA公司也已超過15家，其中7家在2020年成立，而獲得融資的時間則集中在2022年、2023年。

起步較早、成立于2002年的芯愿景，目前正在沖刺科創板，擬募資5.15億元，估值21億元。

從業務看，在IC工藝分析服務領域，芯愿景實現7納米FinFET產品的工藝及技術分析，單個項目最大規模達35億個晶體管，最大金屬層數達16層。在IC設計服務領域，芯愿景主要針對微控制器、電源管理、汽車電子、工控、數字信號處理等多個領域，形成了ASIC/SoC“一站式定制”服務能力。在EDA軟件領域，芯愿景形成六大產品，并在不斷迭代優化。

2017―2021年，芯愿景營收從0.74億元增長至2.56億元，凈利潤則從0.27億元增至1.33億元（表7）。2019年，其IC分析服務、IC設計服務、EDA軟件授權的業務收入占比依次為80%、14%、3%。

表7 ：芯愿景2017—2021年營收和凈利潤

數據來源：芯愿景招股書

由于EDA主要服務于芯片及電子設計，這15家公司總部多集中在上海、無錫、南京等長三角地區，業務也基本上圍繞著數字設計類、射頻類、封裝測試類、晶圓制造類等領域的EDA軟件展開（表8）。

表8 ：國內EDA公司一級市場融資情況不完全統計

數據來源：公開資料，新財富整理

多數EDA初創企業瞄準垂直細分賽道。比如，培風圖南為晶圓廠提供生產制造全流程EDA軟件，智芯仿真主要提供EDA后物理驗證和仿真整體解決方案，伴芯科技則主要基于自有的EDA工具鏈，為用戶提供全流程SoC設計及流片量產全流程解決方案。

它們獲得融資輪次多集中在A輪前后，并且背后出現了紅杉中國、深創投、今日資本、君聯資本、騰訊投資等知名機構，及國家大基金、英特爾亞太、張江高科等產業基金。

值得一提的是，華為旗下CVC哈勃投資也入股了多家EDA初創企業，包括阿卡思、培風圖南、立芯軟件、飛譜電子。

此外，EDA行業一級市場也初現整合趨勢，如數字芯片前端驗證的EDA解決方案供應商思爾芯，2018年被國微集團收購，更名為國微思爾芯。

國微集團起源于1993年，為深圳第一家半導體設計企業，先后承接參與了國家集成電路908、909等大型工程，主要聚焦于安全芯片及其應用領域，孵化培育了多家企業。

2018年，國微集團開始專注于芯片設計全流程EDA系統開發與應用，目前，其旗下EDA公司除了國微思爾芯，還有深圳鴻芯微納、國微芯芯半導體。

2022年12月26日，國微思爾芯宣布并購國微晶銳，進行核心技術整合，并推出企業級硬件仿真系統芯神鼎OmniArk。此外，國微思爾芯通過自研推出一款多語言混合、高性能的商用數字仿真器?芯神馳PegaSim。

合見工軟創始人潘建岳此前曾擔任新思科技中國區總裁、亞太區總裁兼全球副總裁等職。

除了國微集團以并購整合方式致力于EDA系統全流程開發，華大九天也是智芯仿真的大股東。

而由武岳峰資本創始合伙人潘建岳創立的合見工軟，主要提供針對芯片驗證的EDA產品和解決方案，包括功能仿真、原型驗證與硬件仿真、形式驗證，以及板級系統和封裝設計等，并獲得來自廣汽資本、騰訊投資的多輪融資。

值得一提的是，潘建岳對EDA行業頗為了解，其此前曾擔任新思科技中國區總裁、亞太區總裁兼全球副總裁等職。

除了自身發力，合見工軟也以合縱連橫之勢發展，其不僅投資了數字設計類EDA供應商阿卡思，還在2023年6月與華大九天宣布達成深度合作，基于合見工軟數字驗證仿真解決方案UniVistaSimulator，以及華大九天并行晶體管級電路仿真工具EmpyreanALPS，打造完整的數?；旌显O計仿真方案。

EDA未來方向：“AI+云”，智能化轉型

集成電路設計是一個正向設計、仿真、反饋迭代的過程。在摩爾定律放緩的新環境下，EDA行業正在以其他方式進行智能化。比如，在架構方面進行創新（如采用并行算法和新計算方法），這些通常由AI（人工智能）技術予以輔助。

在芯片設計中，全局布線是最復雜和耗時的階段之一，需要在日益復雜的電路中進行多目標優化，核心目標是使功率、性能和面積（Power、PerformanceandArea，PPA）最小化。而AI可通過機器學習，快速給出最優布局方案，大幅縮短所需時間，對于加速驗證過程、縮短芯片設計周期起到了顯著作用。

2017年，美國國防部高級研究計劃局（DARPA）提出實現“設計工具在版圖設計中無人干預能力”，即通過人工智能和機器學習等方法將設計經驗固化，進而形成統一版圖生成器，以實現通過版圖生成器在24小時之內完成SoC（系統級芯片）、SiP（系統級封裝）及印刷電路板（PCB）版圖設計。

目前，EDA廠商已開始布局AI。2020年，新思科技推出業界首個AI自主芯片設計解決方案DSO.ai，設計結果改善高達25%，設計效率提升10倍。這是EDA行業首次將AI應用于非常復雜的設計任務中。

2023年4月，新思科技推出Synopsys.ai整體解決方案，涵蓋設計、驗證、測試和模擬電路設計階段，在減少功能覆蓋率漏洞方面實現10倍提升，IP驗證效率提高30%，IBM、英偉達、微軟等公司已率先采用該解決方案。

除了AI外，“EDA+云“”EDA+IP”也是未來的發展趨勢。

EDA與云結合，具有彈性算力支持、算力智能調度、便于研發協同的優勢。其實施包括EDA上云與云原生EDA兩種方式。

EDA上云，是指將EDA軟件部署于云服務器，這有助于通過彈性算力，解決動態資源調配的問題，可顯著降低設計流程的耗時，有助于優化購買成本，提高資源利用率。

云原生EDA，則是軟硬件架構深度調整，具有彈性算力調配、后臺一體化、數據一體化、支持異構計算等優勢。

IP則是指已驗證、可重復利用、具有某種特定功能的集成電路模塊，與EDA共同構成芯片設計的支柱。IP使芯片設計流程大幅簡化，全球領先EDA廠商均已布局IP領域，中國進入該領域的EDA企業則還較少。

整體而言，在技術端，國產EDA公司目前仍以單點工具為主，還有待將整個EDA模塊工具鏈補齊；在資本端，盡管不少初創公司獲得資本熱烈追逐，但產業落地優勢仍不明顯，業績規模均偏小。

面對國際EDA巨頭通過并購推動行業格局不斷集中，通過探索創新推動技術持續進化的壓力，國內廠商的追趕路上雖是關山重重，但各方力量仍是步履未歇。