SEMI 電子設計市場資料報告顯示，2023 年第 3 季度全球EDA收入增長創紀錄。這是自 1998 年第四季度以來最高的總體增長。EDA是如何從半導體行業的“邊緣人物”變成當紅炸子雞的呢？
01
不容小覷的市場潛力
EDA軟體是半導體產業鏈中的重要環節之一，在多個領域中都發揮著至關重要的作用，近年來行業發展速度不斷加快。目前我國EDA軟體行業主要由國內和國外廠商所組成，以Synopsys、Cadence、Siemens EDA等為代表的國外大型廠商排在第一市場梯隊，其憑藉著技術和資金等方面積累的優勢佔據市場主導地位；之後為、國微集團和概倫電子等國內領先廠商位於第二市場梯隊，相比其他本土企業，這類廠商在個別細分領域的市場份額佔比較高，在整體市場中有著一定的話語權；此外其他本土EDA軟體廠商排在第三市場梯隊，整體市場競爭力比較弱。
擔任中國臺灣大學電機資訊學院院長的張耀文教授以實際應用說明半導體產業的重要性：人工智慧、5G 、雲端服務、高效能計算、大資料分析、智慧醫療、自駕車和機器人等新科技創造當今人類的新文明，這些新科技的實現，都必須仰賴半導體技術的發展，而且相輔相成地成為技術發展的主要驅動力。
在瞭解各國半導體領域版圖前，必須先了解半導體是怎麼來的。從半導體原料到指尖上一塊小小的晶片，涵蓋了數百道加工步驟和長長的全球價值鏈（Global Value Chain），由各國企業分工不同階段的製程。陽明交通大學副校長、電子研究所的李鎮宜教授表示，半導體整體產業的發展與板塊移動，屬於跨國、跨企業在多年的良性競爭與互補合作下，誕生的共創機制。
半導體價值鏈可分為設計與製造兩大部分，後者又可分為前端的晶圓製造生產與後端的封裝測試。設計端包含開發基本電路模組、電子設計自動化（Electronic Design Automation, EDA）軟體，以及提供指令集架構的公司。
半導體產業的全球價值鏈，可分為設計與製造兩大部分，由各國企業分工協作。
進行電路設計的公司，大部分都沒有自行生產晶片的工廠（無廠半導體企業），因此需要委託晶圓代工廠來製造晶片，全球市佔率6 成的的臺積電即為國際晶圓代工龍頭。前端工程的晶圓代工廠，會將電路設計圖轉印到晶圓上，而後端的企業則負責裁切晶圓，製成晶片後進行封裝測試。
根據半導體產業協會（SIA）與波士頓顧問集團（BCG）於2021 年4 月合作發表的分析報告，可見美國在最上游的晶片設計與半導體制造裝置（如摻雜技術〔Doping〕 與製程控管所需機具），都扮演極具分量的角色，而這些主要技術，也成為美國在地緣政治中的關鍵施力點。
美國針對半導體產業鏈各重點環節對中國展開的晶片制裁，一方面，英偉達與AMD被美國限制向中國出口現成的高階晶片，以攔截尖端科技發展。高階晶片在進行大資料分析的高效能運算（high performance computing）系統中必不可缺，勢必影響阿里巴巴、騰訊與百度的雲端服務的佈局，以及未來AI 發展。
另一方面，中國被禁止取得美國的半導體裝置，阻絕高階晶片的製造。巧婦難為無米之炊，尤其半導體機具裝置並非一次性購入即可，還需廠商提供長期維修保養、排除故障問題等服務。美國的禁令旨在使中國半導體大廠的晶片製程大幅落後。不只是現成的晶片與製造裝置，美國還對半導體制造裝置的必要元件下禁令，意圖讓中國無法發展本土的半導體制造裝置。
如果中國國內無法制造，難道不能委託其他晶圓代工廠協助？事情沒那麼簡單，別忘了美國也管制國產EDA 軟體出口到中國，相當於扼殺中國自行設計高階晶片的能力。因為擁有約八成市佔率的EDA 軟體三大巨頭——新思科技（Synopsys）、Cadenc與西門子（Siemens），其總部都在美國，而中國國內的EDA 企業均未具備設計先進電路製程的能力。
工研院產科國際所楊瑞臨研究總監分析，美國從產業鏈的設計與製造端緊抓要害，全方位圍堵中國的半導體產業發展。
02
半導體產業中不可或缺的晶片之母——EDA
雖然EDA 軟體的市場價值在2021 年約100 億美元，與半導體市場將近6000 億美元的規模相比不到十分之一，但它可是半導體價值鏈中至關重要的晶片之母。
不像1970 年代時，IC 上只有數以千計的電晶體，如今邁入超大型積體電路（Very Large Scale Integration，VLSI）世代，一塊IC 上就有上億個電晶體。（以iPhone 14 所用的A16 仿生晶片為例，其一平方公分的晶圓面積上就佈滿約160 億顆電晶體！）IC 上的各個區塊肩負不同功能，每個區塊都需由一組團隊設計，光是一塊IC，背後就需要上千人的團隊才能開發成功。巨量的元件大大提升後期整合的難度， 設計工程師絕不可能將一個個電晶體手動排列上去，一定得仰賴EDA 的輔助。EDA 讓工程師可以利用程式規劃晶片功能，再交由EDA 將程式碼轉換成電路設計圖，達成高效率設計。
EDA 之所以強大，是因為它不只能最佳化設計，還可以提供模擬和驗證的功能。規劃IC 架構後，工程師能在投入實體制作前，先行在不同條件引數與運作方式下類比電路的表現，知道IC 佈局是否能起作用。工程師可以針對效能最強、面積最小或發熱最低等不同目標來模擬，進行調整除錯，找出最佳化的設計。
除了設計端，製造端與EDA 同樣密不可分。EDA 的驗證功能可以協助檢驗晶片的設計是否正確連線，有無遵循晶圓代工廠的生產規格，確保製作良率可以符合量產的效益。建置EDA 軟體與設計環境的公司，和負責研發先進製程的晶圓代工廠商，兩者之間需緊密溝通往來，才可以讓設計跟上最新制程資料，不停向前推進半導體奈米微縮的技術節點。
EDA 就像是建築師的藍圖，可以預先在一定的施工條件下，構想好空間配置，確保每個工班做出來的東西可以流暢地銜接在一起。
03
EDA新趨勢
2024年1月16日，EDA及半導體IP大廠新思科技和工業軟體大廠Ansys正式宣佈，雙方已經就新思科技收購Ansys事宜達成了最終協議。
根據該收購協議條款，Ansys股東將以每股Ansys股票換取197.00美元現金和0.3450股新思科技普通股，按2023年12月21日新思科技普通股的收盤價（559.96美元/股）計算，該收購總價值約為350億美元，是2024年開年最大的併購案，同時從成交金額350億美元（約2500億人民幣）來看，此次收購是近年來科技行業宣佈的最大交易之一。從新思科技（Synopsys）併購史來看，自其創立之初到2023年，併購次數次數高達42起，其中僅2023一年就有四起。相對於Ansys於2023年12月21日的收盤價溢價約29%，比Ansys截至同日的60天成交量加權平均價格溢價約35%。根據協議條款，預計Ansys股東將擁有合併後公司約16.5%的預估股權。
為了完成這筆鉅額收購，新思科技計劃透過現金和債務融資相結合的方式為190億美元的現金對價提供資金。新思科技已獲得160億美元的全額承諾債務融資。該交易預計將於2025年上半年完成，但需獲得Ansys股東的批准、獲得必要的監管部門批准以及其他慣例成交條件。
值得注意的是，此次新思科技對於Ansys的收購正值新思科技的權利交接之際，現任董事長兼CEO Aart de Geus 於2024年1月1日轉任新思科技董事會執行主席，Sassine Ghazi 正式出任公司全球總裁兼執行長。行業人士猜測，這筆重大收購可能將是Sassine Ghazi謀求推動新思科技進一步改變和壯大的關鍵舉措。
公開資料顯示，Ansys成立於1970年，總部位於賓夕法尼亞州的Canonsburg，是一家專門從事工程模擬軟體開發和銷售的公司，同時也是全球最大的CAE(Computer Aided Engineering，工程設計中的計算機輔助工程）軟體大廠之一，同時也是全球EDA軟體大廠。
隨著RISC-V技術深入各領域，它以開源、簡潔和高度可擴充套件的特性正逐步塑造未來。儘管RISC-V潛力巨大，其生態系統仍存在待完善之處。特別是其獨立、靈活和彈性的設計理念讓系統碎片化的問題劇增。
EDA的任務就是傾聽客戶需求，來滿足他們在不同應用對產品設計或生態系統的支援。
為了應對這些挑戰，國內思爾芯為RISC-V提供了涵蓋微架構分析、系統整合、規範符合性測試以及軟體效能評估的一系列最佳化解決方案。透過思爾芯的“芯神匠”的系統&應用效能分析、“芯神瞳”的評估架構配置/軟體效能分析、“芯神鼎”的規範符合性測試等策略，構建一個更高效和穩定的RISC-V平臺。
