两大巨头联姻，“芯片之母”行业重塑

程华秋子

技术创新日新月异，科技巨头除加紧研发，也频频出手收购。

近年，全球科技领域不断涌现规模数百亿美元的大型并购交易，例如，微软690亿美元收购游戏开发商动视暴雪，半导体公司AMD（AMD.O）以350亿美元收购可编程芯片（FPGA）厂商赛灵思，博通（Broadcom，AVGO.O）以610亿美元收购企业软件厂商VMware的交易也在推进之中。

2024年1月16日，半导体行业又上演一项重大并购：电子设计自动化（ElectronicDesignAutomation，EDA）龙头新思科技（Synopsys，SNPS.O）和EDA市场第四大、工业仿真软件（ComputerAidedEngineering，CAE）领域第一名的安斯科技（Ansys，ANSS.O），达成350亿美元规模的收购协议。

EDA巨头与CAE巨头合并，市场集中度进一步提高，对中国尚处发展早期的行业生态影响几何？

350亿美元，新思科技溢价收购安斯科技

根据收购协议，新思科技将以现金加股票的方式收购安斯科技，后者股东所持每股股票可换取197美元现金加0.345股新思科技普通股。交易若能顺利完成，预计安斯科技股东将拥有合并后公司约16.5%股权。

按2023年12月21日新思科技559.96美元/股的收盘价来计算，这笔交易意味着，安斯科技每股价值为390.19美元，较其当日收盘价303美元/股溢价约29%，比截至12月16日以来60天成交量加权平均价格溢价约35%。

官网显示，新思科技将为本次收购提供190亿美元现金，其中160亿美元将通过债务融资，并已获承诺解决。

这一交易还需获得监管部门的批准，如果顺利，将在2025年上半年完成。

同英伟达（NVDA.O）400亿美元收购Arm（ARM.O）的交易因反垄断而終止时，需向软银支付12.5亿美元“分手费”一样，这一收购若因反垄断等情况终止，新思科技也需要向安斯科技支付15亿美元，但如果安斯科技作出其他选择，就需要向新思科技支付9.5亿美元。

EDA产业格局：毛利高、周期弱、并购频密

EDA技术是指利用计算机辅助设计（CAD）软件，来完成芯片的功能设计、综合、验证、物理设计（包括布局、布线、版图、设计规则检查等）工作。

从流程看，设计者先在EDA软件平台上进行芯片设计，并由计算机辅助完成逻辑编译、综合、优化、布局、布线和仿真等工作，生成可用于生产的图形。

此后，会基于这些图形，制作各种掩膜，并通过光刻、蚀刻等工艺，将设计图转移到硅片等材料上，形成各层电路结构，最终制成芯片。

因此，处于芯片设计上游的EDA，被称为“芯片之母”，与光刻机同等重要，一个用于设计，一个用于制造，二者缺一不可。

数字时代，芯片无所不在，EDA行业亦快速成长。

不过，与下游芯片及消费电子行业的强周期性不同，EDA行业的周期性较弱，因为其商业模式为收取软件授权费用，客户群体稳定后，业绩即可保持平稳，且毛利率非常高。以新思科技为例，2008年金融危机期间，其2009财年收入仍实现1.73%的增长。最近10年，其毛利率均稳定在75%―80%之间。

并购也是该行业一个显著的成长动力。

由于EDA行业技术壁垒高，并购蔚然成风，EDA三巨头之一的铿腾电子（Cadence，CDNS.N）即是由ECADSystems和SDASystems两个公司在1988年合并而成。过去30年，EDA行业发生并购近300次，而新思科技是并购次数最多的公司。

通过并购，EDA公司既可将竞争对手扼杀在萌芽中，又能扩充产品线、扩大市场份额，提升作为平台化企业的服务能力和议价权。同时，高毛利也支持EDA巨头有强劲的现金实力进行大规模并购。

行业周期弱，并购力度强，推动EDA成为一个高度集中、马太效应显著的市场。2022年，新思科技的全球市场份额达32.14%，远超过第二名铿腾电子的23.4%和第三名SiemensEDA的14%，三巨头的市场份额合计将近70%。而安斯科技则为行业第四。

过去5年（2019―2023财年），新思科技的营收年复合增长率高达12.14%。其中，2022财年，新思科技实现了近10年业绩最高增幅，营收同比增长20.87%，归母净利润同比增长30%。

2023财年，新思科技继续保持业绩高速增长，其实现营收58.43亿美元（约合人民币415亿元），同比增长约15%；归母净利润为12.3亿美元（约合人民币87.32亿元），同比增长25%（表1）。

表1 ：新思科技2014—2023财年保持平稳增长（单位：亿元）

数据来源：WInd，新财富整理

为什么收购安斯科技？

新思科技的成长史，就是一部并购史。

自1986年成立至今，新思科技已完成了超百次的并购整合（包括技术收购），标的覆盖IP、软件安全与质量、验证与原型、硅工程以及芯片设计公司，在验证与原型板块的收购更是高达30余起。

2001年，新思科技收购Avanti，一举补齐了数字集成电路EDA全流程技术，获得了后端布局布线近4成市场。2008年，其又通过收购FPGA综合工具霸主Synpicity，进入FPGA市场。

新思科技全球总裁萨辛·加齐（SassineGhazi）曾概括公司的投资逻辑：“新思科技不断加大投资，从芯片设计开始，覆盖到系统级别、软件级别，如今新思科技可以提供‘从芯片到软件的全方位一体化解决方案。”

新思科技此次并购标的安斯科技，作为全球通用工业仿真软件龙头，产品在航空航天、国防、汽车、卫生保健、高科技、工业设备等领域有着广泛应用。

工业仿真软件是利用计算机技术对工业生产过程进行模拟和分析的工具。通过这种软件，工程师可以在电脑上模拟真实环境中的现象，从而在产品设计阶段就能预测和优化产品的性能。这不仅可以缩短产品上市时间，还能大大降低研发成本。

工业仿真软件也可分为通用和专用。安斯科技为代表的主流通用CAE软件，适用范围广，可针对多种类型产品的物理力学性能进行模拟仿真、评价和优化。

而随着芯片功能集成越来越复杂，传统的2D设计已无法满足需求，三维集成电路（3DIC）应运而生，其由多层组成，混合了多种工艺，有利于低延迟、高带宽的数据传输，降低制造成本，提高晶圆产量，降低功耗，并减少总体开支。

然而，3DIC的设计，需要EDA应对多层布局、高效布线以及物理效应等问题。在这一过程中，仿真软件的加持非常关键。新思科技之所以溢价收购安斯科技，正是看重后者在3DIC设计以及智能EDA中扮演的角色，以达成其宣扬的“SysMoore”理念（指先进的集成电路设计，是摩尔定律的规模复杂性和超融合集成的系统复杂性的结合体）。

事实上，在收购安斯科技之前，新思科技已与之深度合作7年之久。比如，安斯科技的电源完整性、热和可靠性签核工具已与新思科技多个平台深度集成，为客户提供用于芯片、封装和系统级效应的黄金标准签核精度，双方多个联合解决方案已通过台积电、三星等领先代工厂认证。

华大九天创始人刘伟平曾参与中国第一款具有自主知识产权的全流程EDA系统—— “熊猫ICCAD系统”的研发工作。

EDA大厂对仿真软件领域均有浓厚的并购兴趣。在此之前，铿腾电子已在此领域发动了一系列收购行动，如并购Sigrity、AWR和IntegrandSoftware等企业，补齐了从芯片到系统的电磁场仿真分析的短板；通过收购NUMECA、Pointwise和FutureFacilities等公司，进一步扩大了其在流体动力学仿真等领域的影响力。

目前，工业软件领域，不论是EDA、CAD，还是CAE，都以国外厂商占主导地位，且实现寡头垄断，其市场份额高度集中。根据IDC数据，2021年，全球CAE前三大供应商安斯科技、西门子和达索（Dassault）市占率总计达77%。

在中国，这一态势也在延续。根据IDC数据，2022年，中国CAE市场规模为37.6亿元，同比增长17.1%。其中，前六大廠商均为欧美企业，分别为安斯科技（市场份额16.8%）、西门子（14.7%）、达索（7.9%）、海克斯康（3.5%）、安世亚太（3%）、欧特克（2.6%）。

国内CAE厂商起步较晚且发展缓慢，目前市场份额占比约为15%，关键技术自主可控的程度较低，主要差距体现在产品的功能模块和算例库、数据库的丰富程度上。

本土代表性公司索辰科技（688507）成立于2006年，2010年发布了拥有自主知识产权的流体、结构、电磁仿真软件，后陆续发布了自主研发的光学仿真软件、测控仿真软件、声学仿真软件、复合材料仿真软件等，并于2023年4月18日在科创板上市，目前其市值约为66亿元，市盈率高达115倍。

中国EDA产业现状如何？

近年，在工业自动化、汽车电子、航天航空、生物医疗、AI、5G等下游产业带动下，集成电路设计产业高速发展。

根据中国半导体协会数据，2022年中国集成电路设计企业数量达3243家，同比增长15.41%。其对EDA软件的需求，也快速增长。

在政策和资本的大力扶持、产业链伙伴协同合作，以及行业人才不断汇聚的趋势下，国内EDA厂商如雨后春笋般爆发，迎难而上。

但目前，国内EDA企业不仅需要面对国际巨头的市场竞争和出口管制，还有技术积累、人才储备、生态缺失等诸多短板。由于行业尚处于发展早期，生态支撑相对滞后，全流程数字工具链不太可能由一家公司来实现，多数EDA企业是在单点工具上进行突破，这导致了目前EDA创业企业数量繁多、竞争格局较为分散。

借鉴国际EDA巨头的成长史，并购整合是行之有效的方法。近几年，芯片产业链的一二级市场融资欣欣向荣，既反映了产业空间的广阔和资本的高度关注，也为本土企业的发展与整合创造了机遇期。国内EDA公司中，3家产业龙头已上市，另外有超过15家EDA初创公司蓄势待发。

国内三家龙头：总市值不足千亿，营收与国际龙头差距较大

目前，国内EDA上市公司有3家，分别是华大九天（301269）、广立微（301095）、概伦电子（688206）。其中，华大九天规模和市值都更胜一筹，截至2024年1月23日收盘，其市值为471亿元，分别是广立微和概伦电子的4倍和6倍。从动态市盈率（TTM）来看，显然资本市场也给予了龙头更高的估值，其市盈率高达193倍。

然而，整体来看，新思科技近6000亿元的市值，即是国内3家上市公司市值总和的近10倍，这背后是巨大的营收、净利润规模差距。2022年，新思科技的营收、净利润分别达到350亿元、67亿元，而国内体量最大的华大九天2022年营收也不到8亿元，仅为前者的2.3%（表2）。

表2 ：国内三家EDA上市公司与新思科技规模差距巨大

数据来源：同花顺iFinD

不过，从业绩增速来看，国内EDA公司则更为迅猛。

2020―2022年，华大九天的业绩近乎翻倍。2022年，其营收达7.98亿元，净利润达1.86亿元，两者增速皆超过30%（表3）。

表3 ：华大九天2020—2022年营收和净利润

数据来源：IFinD

華大九天成立于2009年，其创始人刘伟平博士及团队部分成员曾参与中国第一款具有自主知识产权的全流程EDA系统?“熊猫ICCAD系统”的研发工作。2009年，华大九天发布第一代时序功耗优化工具，此后陆续发布一站式版图集成与分析工具、模拟电路设计全流程EDA工具系统、平板显示电路设计全流程EDA工具系统、高性能并行电路仿真工具、异构仿真系统等，为本土规模最大、产品线最完整、综合技术实力最强的EDA企业。

目前，华大九天的营收主要来自EDA软件销售和技术开发服务，其中，EDA软件销售收入占比超8成；技术开发服务的营收占比近三年略微提升，将近15%（表4）。

表4 ：华大九天2020—2022年主营业务收入构成

数据来源：IFinD

广立微成立于2003年，专注于芯片成品率提升以及电性测试检测技术，2003―2010年完成了初代产品，包括SmtCell、TCMagic、DataExp。2010年，其研发出第一代可寻址测试芯片设计技术ATCompiler，这也成为公司的核心技术之一。2013年，广立微推出首款电性测试设备，后逐渐在WAT（WaferAcceptanceTest，晶圆接受测试）设备领域打破外资垄断，实现了国产替代，构建了集成电路良品率提升的一站式解决方案，最高可应用于28nm工艺芯片。

2022年，广立微录得3.56亿元营收，净利润达到1.22亿元，同比增速双双超80%。其客户已涵盖三星电子等IDM（设计封测制造一体化）厂商，华虹集团、粤芯半导体、晶合集成、长鑫存储等Foundry（代工）厂商以及部分Fabless（设计）厂商（表5）。

表5 ：广立微2020—2022年营收和净利润

数据来源：IFinD

概伦电子成立于2010年，其创始人刘志宏博士为著名集成电路仿真模型BSIM3的主要开发人员，曾担任过铿腾电子全球副总裁。概伦电子是大规模高精度集成电路仿真、高端半导体器件建模、半导体参数测试解决方案的供应商，在存储芯片EDA设计方面有一定优势。其主要产品包含制造类EDA工具、设计类EDA工具、半导体器件测试仪器以及半导体工程服务四个部分。2023年中报显示，概伦电子EDA工具授权收入达到9305.7万元，营收占比达到61.07%。2020―2022年，概伦电子的营收也实现了2年2倍增长，其2022年营收、净利润分别达到2.79亿元、0.43亿元（表6）。

表6 ：概伦电子2020—2022年营收和净利润

数据来源：IFinD

值得一提的是，国内EDA行业同样在进行并购整合。

2019年12月，概伦电子完成了对博达微80%股权的收购，扩充了其半导体工程服务、半导体器件特性测试仪器收入。2021年6月，概伦电子以800万美元收购了韩国EDA厂商Entasys公司100%股权，充实了EDA产品矩阵。2023年上半年，概伦电子完成了对芯智联的收购，弥补在板级和封装级设计的空白。

2022年10月18日，华大九天公告称，拟通过全资子公司深圳华大九天科技有限公司（简称“深圳九天”），以1000万美元现金收购芯达芯片科技有限公司（简称“芯达科技”）100%股权，芯达科技从事存储器/IP特征化提取工具的开发，该收购有助于华大九天补齐数字设计和晶圆制造领域的EDA工具短板。

初创公司：起步较晚，处于追赶状态

据新财富不完全统计，除了已上市的3家龙头，国内获得一级市场融资的EDA公司也已超过15家，其中7家在2020年成立，而获得融资的时间则集中在2022年、2023年。

起步较早、成立于2002年的芯愿景，目前正在冲刺科创板，拟募资5.15亿元，估值21亿元。

从业务看，在IC工艺分析服务领域，芯愿景实现7纳米FinFET产品的工艺及技术分析，单个项目最大规模达35亿个晶体管，最大金属层数达16层。在IC设计服务领域，芯愿景主要针对微控制器、电源管理、汽车电子、工控、数字信号处理等多个领域，形成了ASIC/SoC“一站式定制”服务能力。在EDA软件领域，芯愿景形成六大产品，并在不断迭代优化。

2017―2021年，芯愿景营收从0.74亿元增长至2.56亿元，净利润则从0.27亿元增至1.33亿元（表7）。2019年，其IC分析服务、IC设计服务、EDA软件授权的业务收入占比依次为80%、14%、3%。

表7 ：芯愿景2017—2021年营收和净利润

数据来源：芯愿景招股书

由于EDA主要服务于芯片及电子设计，这15家公司总部多集中在上海、无锡、南京等长三角地区，业务也基本上围绕着数字设计类、射频类、封装测试类、晶圆制造类等领域的EDA软件展开（表8）。

表8 ：国内EDA公司一级市场融资情况不完全统计

数据来源：公开资料，新财富整理

多数EDA初创企业瞄准垂直细分赛道。比如，培风图南为晶圆厂提供生产制造全流程EDA软件，智芯仿真主要提供EDA后物理验证和仿真整体解决方案，伴芯科技则主要基于自有的EDA工具链，为用户提供全流程SoC设计及流片量产全流程解决方案。

它们获得融资轮次多集中在A轮前后，并且背后出现了红杉中国、深创投、今日资本、君联资本、腾讯投资等知名机构，及国家大基金、英特尔亚太、张江高科等产业基金。

值得一提的是，华为旗下CVC哈勃投资也入股了多家EDA初创企业，包括阿卡思、培风图南、立芯软件、飞谱电子。

此外，EDA行业一级市场也初现整合趋势，如数字芯片前端验证的EDA解决方案供应商思尔芯，2018年被国微集团收购，更名为国微思尔芯。

国微集团起源于1993年，为深圳第一家半导体设计企业，先后承接参与了国家集成电路908、909等大型工程，主要聚焦于安全芯片及其应用领域，孵化培育了多家企業。

2018年，国微集团开始专注于芯片设计全流程EDA系统开发与应用，目前，其旗下EDA公司除了国微思尔芯，还有深圳鸿芯微纳、国微芯芯半导体。

2022年12月26日，国微思尔芯宣布并购国微晶锐，进行核心技术整合，并推出企业级硬件仿真系统芯神鼎OmniArk。此外，国微思尔芯通过自研推出一款多语言混合、高性能的商用数字仿真器?芯神驰PegaSim。

合见工软创始人潘建岳此前曾担任新思科技中国区总裁、亚太区总裁兼全球副总裁等职。

除了国微集团以并购整合方式致力于EDA系统全流程开发，华大九天也是智芯仿真的大股东。

而由武岳峰资本创始合伙人潘建岳创立的合见工软，主要提供针对芯片验证的EDA产品和解决方案，包括功能仿真、原型验证与硬件仿真、形式验证，以及板级系统和封装设计等，并获得来自广汽资本、腾讯投资的多轮融资。

值得一提的是，潘建岳对EDA行业颇为了解，其此前曾担任新思科技中国区总裁、亚太区总裁兼全球副总裁等职。

除了自身发力，合见工软也以合纵连横之势发展，其不仅投资了数字设计类EDA供应商阿卡思，还在2023年6月与华大九天宣布达成深度合作，基于合见工软数字验证仿真解决方案UniVistaSimulator，以及华大九天并行晶体管级电路仿真工具EmpyreanALPS，打造完整的数模混合设计仿真方案。

EDA未来方向：“AI+云”，智能化转型

集成电路设计是一个正向设计、仿真、反馈迭代的过程。在摩尔定律放缓的新环境下，EDA行业正在以其他方式进行智能化。比如，在架构方面进行创新（如采用并行算法和新计算方法），这些通常由AI（人工智能）技术予以辅助。

在芯片设计中，全局布线是最复杂和耗时的阶段之一，需要在日益复杂的电路中进行多目标优化，核心目标是使功率、性能和面积（Power、PerformanceandArea，PPA）最小化。而AI可通过机器学习，快速给出最优布局方案，大幅缩短所需时间，对于加速验证过程、缩短芯片设计周期起到了显著作用。

2017年，美国国防部高级研究计划局（DARPA）提出实现“设计工具在版图设计中无人干预能力”，即通过人工智能和机器学习等方法将设计经验固化，进而形成统一版图生成器，以实现通过版图生成器在24小时之内完成SoC（系统级芯片）、SiP（系统级封装）及印刷电路板（PCB）版图设计。

目前，EDA厂商已开始布局AI。2020年，新思科技推出业界首个AI自主芯片设计解决方案DSO.ai，设计结果改善高达25%，设计效率提升10倍。这是EDA行业首次将AI应用于非常复杂的设计任务中。

2023年4月，新思科技推出Synopsys.ai整体解决方案，涵盖设计、验证、测试和模拟电路设计阶段，在减少功能覆盖率漏洞方面实现10倍提升，IP验证效率提高30%，IBM、英伟达、微软等公司已率先采用该解决方案。

除了AI外，“EDA+云“”EDA+IP”也是未来的发展趋势。

EDA与云结合，具有弹性算力支持、算力智能调度、便于研发协同的优势。其实施包括EDA上云与云原生EDA两种方式。

EDA上云，是指将EDA软件部署于云服务器，这有助于通过弹性算力，解决动态资源调配的问题，可显著降低设计流程的耗时，有助于优化购买成本，提高资源利用率。

云原生EDA，则是软硬件架构深度调整，具有弹性算力调配、后台一体化、数据一体化、支持异构计算等优势。

IP则是指已验证、可重复利用、具有某种特定功能的集成电路模块，与EDA共同构成芯片设计的支柱。IP使芯片设计流程大幅简化，全球领先EDA厂商均已布局IP领域，中国进入该领域的EDA企业则还较少。

整体而言，在技术端，国产EDA公司目前仍以单点工具为主，还有待将整个EDA模块工具链补齐；在资本端，尽管不少初创公司获得资本热烈追逐，但产业落地优势仍不明显，业绩规模均偏小。

面对国际EDA巨头通过并购推动行业格局不断集中，通过探索创新推动技术持续进化的压力，国内厂商的追赶路上虽是关山重重，但各方力量仍是步履未歇。