巨頭之間強強聯手，EDA行業出現新變革

新思科技宣布，將以350億美元收購Ansys。據新思科技所說，在收購完成后，新思科技全球領先的芯片電子設計自動化（EDA）將與Ansys廣泛的仿真分析產品組合強強聯手，打造一個從芯片到系統設計解決方案領域的全球領導者。

據數據統計，Synopsys在全球EDA市場中占比達32.14%，遠超過第二、三名Cadence的23.4%和Siemens EDA的14%。在馬太效應的加持下，Synopsys的市場主導地位暫時很難被動搖。

而Ansys在仿真軟件領域擁有42%的可觀市場份額，同樣穩坐CAE領域頭把交椅。即使在EDA領域，Ansys也已成功躋身行業第四的位置。

盡管軟件行業中的并購案例司空見慣，但兩大行業巨頭間的吞并消息，還是引得了業內無數目光。

此次收購成功，不僅將創造一個全新的設計軟件巨頭，也成為了2024年半導體行業首批重大并購交易之一。

那么，Synopsys為什么選擇收購Ansys呢？有哪些動機和原因？


多物理場仿真需求

我們首先采訪到的是國內仿真EDA領域的頭部企業芯和半導體，該公司市場副總裁倉巍表示：“本次收購的驅動力在于，Synopsys需要Ansys的多物理場仿真和分析工具，來滿足SysMoore世代對EDA的要求。”

當前，隨著芯片系統化趨勢加劇，芯片設計的尺寸越來越小，加上芯粒Chiplet等3D IC技術的興起，對多物理場的仿真計算已經是避不開的事情，這就需要廣泛的物理仿真分析工具，以應對多物理場帶來的爆發性復雜性。

相比與昂貴的設計和制造費用，前置的仿真驗證會變得尤其重要。這正是三大EDA企業都在向機械傳熱仿真靠攏的原因。

Ansys在多物理場仿真方面擁有多年積累的豐富經驗，其Redhawk-SC和Totem功能，以及專門用于解決3D IC設計的熱完整性和高速完整性挑戰的全新功能，如RedHawk-SC Electrothermal等，能夠支持3D IC電源完整性方面的進步。

在過去幾年里，Ansys憑借其先進的半導體設計解決方案，以及開放可擴展的多物理場平臺的價值，獲得了臺積電、三星和GlobalFoundries等頭部晶圓代工廠官方認證。以臺積電為例，Ansys成功通過臺積電高速CoWoS和InFO 2.5D與3D封裝技術的早期認證，還與臺積電持續合作，實現了面向3D IC設計的層級熱分析解決方案。

在近期合作中，Ansys Redhawk-SC和Totem通過了臺積電最新N3E和N4P工藝技術的簽核認證。還有先進工藝、多裸片先進封裝和高速設計等領域的合作。

此外，為了應對技術復雜性，包括Synopsys在內的諸多EDA廠商也已經在與Ansys合作，從Synopsys發布的消息可以看到，Ansys行業領先的電源完整性、熱和可靠性簽核工具已與Synopsys的Fusion Compiler平臺、3DIC Compiler平臺和PrimeTime簽核平臺集成，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。這一切都在Synopsys的設計環境中實現。

作為Synopsys最大競爭對手的Cadence，也通過收購Sigrity、AWR及Integrand Software補齊了從芯片到系統的電磁場仿真分析的短板，成立了獨立的multi-physics system analysis部門，又通過收購NUMECA、Pointwise和Future Facilities具備了CFD仿真的能力，為后摩爾時代的系統分析做好了準備。

也正如聯訊動力咨詢公司總經理林雪萍所言，多年以前，微觀尺寸的EDA軟件和宏觀尺寸的CAE一度分路揚鑣。而現在，在摩爾定律走向盡頭的時候，二者看來又要融合在一起。

可見，以Ansys為代表的仿真軟件廠商在加速3D IC系統設計方面發揮著重要作用，在EDA等多個不同學科提供必要的專業能力，從而在幾乎所有工程領域中，實現構建涵蓋眾多物理場的高效工作流程。

基于此，收購Ansys將進一步加強Synopsys在仿真工具上的競爭力，更好的應對系統級芯片趨勢下多物理場仿真的需求。


EDA行業的發展趨勢

1、后摩爾時代技術從單芯片的集成規模、功能集成、工藝、材料等方面的演進驅動著EDA技術的進步和其應用的延伸拓展。

在后摩爾時代，由“摩爾定律”驅動的芯片集成度和復雜度持續提升將為EDA工具發展帶來新需求。在設計方法學層面，EDA工具的發展方向主要包括系統級或行為級的軟硬件協同設計方法、跨層級芯片協同驗證方法、面向設計制造與封測相融合的設計方法和芯片敏捷設計方法等四個方面。

其中，系統級或行為級的軟硬件協同設計方法可以讓設計師在完成芯片行為設計的基礎上自動完成后續的芯片硬件的具體實現，同時支持同步開展應用軟件的開發，以達到設計效率提升的目的。跨層級芯片協同驗證方法則強調驗證工作實現芯片設計與封裝、印制電路板甚至整個應用系統相組合的跨層級協同驗證，以確保設計的正確性。面向設計制造與封測相融合的設計方法則追求在芯片設計的各個階段實現與制造工藝的融合，以期提升芯片最終生產良率。芯片敏捷設計方法則通過算法和軟件需求定義芯片架構實現快速設計和快速迭代。此外，在后摩爾時代，芯粒（Chiplet）技術已成為重要的發展方向。芯粒技術將不同工藝節點和不同材質的芯片通過先進的集成技術（如3D集成技術）封裝集成在一起，形成一個系統芯片，實現了一種新形式的IP復用。這一過程需要EDA工具提供全面支持，促進EDA技術應用的延伸拓展。


2、人工智能技術將在EDA領域扮演更重要的角色。

近年來，伴隨芯片設計基礎數據規模的不斷增加、系統運算能力的階躍式上升，人工智能技術在EDA領域的應用出現了新的發展契機。另一方面，芯片復雜度的提升以及設計效率需求的提高同樣要求人工智能技術賦能EDA工具的升級，輔助降低芯片設計門檻、提升芯片設計效率。2017年美國國防部高級研究計劃局（DARPA）推出的“電子復興計劃（ERI）”中的電子設備智能設計（IDEA）項目，描繪出新的AI技術賦能EDA工具發展目標與方向。其中，提出的目標是實現“設計工具在版圖設計中無人干預的能力”，即通過人工智能和機器學習的方法將設計經驗固化，進而形成統一的版圖生成器，以期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）和印刷電路板（PCB）的版圖設計。


EDA軟件市場競爭格局？

從全球市場競爭格局來看，EDA行業呈現明顯的寡頭趨勢。全球EDA市場被Synopsys(新思科技)、Cadence(楷登電子)和西門子EDA主導，三家廠商的市場份額估計超過70%。從產品和服務情況看，新思科技、楷登電子競爭力比較強，能夠覆蓋電子設計全部流程；西門子EDA在PCB(印刷電路板)設計工具領域的優勢明顯。相比2019年，全球三巨頭市場份額有進一步上升的趨勢；從全球EDA市場份額占比74.2%擴大到2020年的74.8%，新思科技和楷登電子市場份額占比都有所增長，只有西門子EDA市場占比相對減少。

從國內來看，EDA市場目前仍由國外成熟廠商占據主要市場份額。根據華大九天招股書援引賽迪智庫數據，國際三大EDA巨頭新思科技、楷登電子和西門子EDA在國內市場占據明顯的頭部優勢，2020年合計占領約80%的市場份額。國產EDA軟件占比尚處起步階段。

華大九天占國內2020年EDA市場約6%份額，緊隨國際三巨頭之后，成為國內市場第四大EDA工具企業。根據華大九天招股書援引賽迪智庫數據，公司在國內EDA市場份額穩居本土EDA企業首位，份額占比保持在50%以上。

并購的趨勢和影響

縱觀2023年，EDA企業的并購之風愈演愈烈，大家普遍希望通過收購來提升芯片設計自動化經驗，以應對先進工藝帶來的布局、布線、測試等重大設計工藝挑戰。

不光是三巨頭，那些二三線的EDA廠商也開始了買買買，如Keysight收購Cliosoft，ANSYS 收購Diakopto等，之前大多數并購集中于橫向領域，而隨著近年人工智能與新能源汽車的興起，規模較大的企業也把目光放到了這些熱門技術和應用上來，通過涉足其他領域來讓自己與時俱進，保證自身的競爭力。

除此之外，系統公司還在參與芯片設計，整個行業正在從 "設計到銷售 "模式向 "設計到使用 "模式轉變，系統設計和芯片設計可能正在融合。目前的趨勢表明，在未來，從上至電子系統，下至硅工藝，我們可以實現更廣泛的共同優化。這就是新工業時代所謂的數字孿生概念，這種全棧式優化可能會要求 EDA 公司不僅僅局限于芯片設計，還要擴展到整個電子系統設計。

正如三星那樣，在一個屋頂下能集成客戶所需的東西，提供一整個配套服務，從這一角度來看，新思想要并購Ansys就更加容易理解了，二者聯姻后誕生的不止是一個EDA產業的巨無霸，還可能成為主導EDA產業未來的新趨勢。