工业 EDA 工具市场 – 全球行业规模、份额、趋势、机遇和预测，按类型（计算机辅助工程 (CAE)、IC 物理设计和验证、印刷电路板和多芯片模块 (PCB 和 MCM)、半导体知识产权 (SIP)、服务）、按地区、竞争情况细分，2019-2029 年

市场概览

2023 年全球工业 EDA 工具市场价值为 59.8 亿美元，预计在预测期内将实现强劲增长，到 2029 年复合年增长率为 9.47%。推动市场扩张的主要因素是对紧凑型电子设备的需求不断增长以及 SoC 技术在汽车、物联网和人工智能等各个行业中的广泛使用。近年来，由于电子设计自动化 (EDA) 技术的发展，硅片行业得到了发展。 EDA 负责创建 IC 设计流程所需的设计工具，其成本可使生态系统实现盈利。

使用工业 EDA 工具的一些好处包括减少开发复杂 IC 所需的时间、降低制造成本、消除制造缺陷、改进 IC 设计和易用性等。

关键市场驱动因素

对半导体器件的需求不断增加

对半导体器件的需求不断增加是推动全球电子设计自动化 (EDA) 工具市场增长的关键驱动力。随着技术越来越深入我们的日常生活和行业，半导体已成为现代电子产品的支柱。需求激增归因于几个因素，首先，消费电子行业继续保持强劲增长。随着智能手机、平板电脑、笔记本电脑和智能家居设备的普及，对更小、更高效、更强大的半导体元件的需求猛增。工业 EDA 工具在设计这些复杂的集成电路时起着至关重要的作用，可确保它们满足性能和功率效率要求。

其次，汽车行业正在经历重大转型，其特点是电动汽车 (EV)、高级驾驶辅助系统 (ADAS) 和自动驾驶技术的发展。这些创新严重依赖半导体，而工业 EDA 工具可以设计出符合汽车行业严格的安全和性能标准的定制芯片和系统。此外，医疗保健行业越来越依赖半导体器件用于医疗成像、诊断设备和患者监测系统。COVID-19 疫情加速了这一趋势，凸显了电子产品在医疗保健中的关键作用。工业 EDA 工具对于设计可靠、精确的医疗设备必不可少。

此外，5G 网络的增长和物联网 (IoT) 的扩展进一步推动了半导体需求。工业 EDA 工具对于开发支持这些技术所需的专用芯片至关重要，可实现更快的数据传输、更低的延迟和更好的连接性。航空航天和国防工业也严重依赖半导体技术来制造先进的航空电子设备、通信系统和雷达技术。工业 EDA 工具对于设计这些关键任务组件至关重要，可确保它们满足严格的性能和可靠性标准。随着这些不同行业对半导体器件的需求不断激增，工业 EDA 工具市场有望实现大幅增长。设计师和工程师越来越多地转向先进的 EDA 软件来应对这些高需求行业带来的复杂设计挑战。工业 EDA 工具将继续走在创新的前沿，促进开发为未来技术提供动力的尖端半导体解决方案。

半导体制造工艺的进步

半导体制造工艺的进步是全球电子设计自动化 (EDA) 工具市场增长的驱动力。半导体器件制造方式的这些技术进步对设计和开发阶段具有深远的影响，并且它们与工业 EDA 工具建立了共生关系。这些进步推动了工业 EDA 工具市场的发展，缩小工艺节点：半导体制造的主要进步之一是工艺节点的不断减少。随着半导体制造商迁移到更小的节点，例如 7nm、5nm 及以下，芯片设计的复杂性和复杂性显着增加。工业 EDA 工具在应对这种复杂性方面不可或缺，可确保设计无错误并针对最新制造技术进行优化。

新材料集成：新兴制造技术采用了极紫外 (EUV) 光刻和先进基板等新材料。工业 EDA 工具必须能够使用这些材料模拟和优化设计，确保设备能够利用其优势，例如提高性能和功率效率。3D 集成和封装：半导体制造商越来越多地探索 3D 集成和封装，以提高设备性能并减少占用空间。工业 EDA 工具对于设计堆叠和互连芯片至关重要，可实现高效的热管理、信号完整性和电力传输。

工艺变异性管理：先进的制造工艺引入了更大的变异性，这会影响设备性能和产量。具有复杂建模功能的工业 EDA 工具对于管理和减轻这种变异性至关重要，可确保一致可靠的半导体生产。针对特定应用的定制：技术进步允许对半导体设计进行更多定制，以满足特定应用的需求。工业 EDA 工具使设计人员能够为汽车、物联网和人工智能等不同行业量身定制芯片，这些行业的独特需求需要专门的半导体解决方案。

功率效率和性能优化：新的制造技术通常伴随着提高功率效率和整体设备性能的机会。工业 EDA 工具对于优化设计以利用这些优势至关重要，尤其是在能耗是关键问题的应用中。

可制造性设计：确保半导体设计可大规模制造至关重要。工业 EDA 工具通过模拟制造条件、预测成品率和识别潜在生产挑战，帮助实现可制造性设计过程。随着半导体制造业的不断发展，设计尖端芯片的复杂性和挑战性也随之增加。工业 EDA 工具不断发展以应对这些挑战，为设计工程师提供有效利用最新制造工艺所需的能力。制造业的进步与 EDA 工具开发之间的这种共生关系确保半导体器件继续突破性能、效率和创新的界限，推动全球工业 EDA 工具市场的增长。

物联网和人工智能的发展

物联网 (IoT) 和人工智能 (AI) 的发展是推动全球电子设计自动化 (EDA) 工具市场扩张的重要驱动力。物联网和人工智能技术都严重依赖专用硬件，而工业 EDA 工具对于设计满足其日益增长的需求所需的定制芯片和系统至关重要。物联网和人工智能的发展如何推动工业 EDA 工具市场，物联网扩散：物联网市场正在各个领域经历爆炸式增长，包括智能家居、工业自动化、医疗保健和农业。物联网设备需要专门的、通常低功耗和高度集成的半导体解决方案。工业 EDA 工具使设计人员能够创建满足物联网应用独特要求的芯片，包括连接性、能源效率和小尺寸。

人工智能对处理能力的无限渴望：人工智能应用，如机器学习和深度学习，需要巨大的计算能力。定制硬件加速器，如 GPU 和 TPU，对于有效满足这些需求至关重要。工业 EDA 工具在设计和优化 AI 专用芯片方面发挥着重要作用，确保它们提供 AI 工作负载所需的计算性能。边缘计算：物联网和人工智能正在推动向边缘计算的转变，其中数据处理发生在更靠近数据源的地方，从而减少延迟并改善实时决策。工业 EDA 工具在为需要在资源受限的环境中运行的边缘设备创建节能、高性能处理器和加速器方面发挥着至关重要的作用。

复杂性和异构性：物联网和人工智能设备通常需要复杂的异构片上系统 (SoC) 设计，这些设计集成了不同的处理元件，例如 CPU、GPU 和人工智能加速器。工业 EDA 工具提供了设计、模拟和验证这些复杂架构的方法。能源效率：物联网和人工智能应用都非常重视能源效率，尤其是在电池供电的设备中。工业 EDA 工具通过低功耗设计、动态电压和频率调整以及电源门控等技术帮助设计人员优化功耗。安全注意事项：安全性在物联网和人工智能中至关重要，因为数据隐私和设备完整性至关重要。工业 EDA 工具支持安全硬件的设计，因为它支持集成基于硬件的安全功能、加密加速器和安全启动机制。

定制：物联网和人工智能应用通常需要针对特定用例量身定制的硬件解决方案。工业 EDA 工具使设计人员能够创建专用集成电路 (ASIC)，为这些专门的任务提供最佳性能。市场竞争：随着物联网和人工智能市场的增长，竞争愈演愈烈。对于希望通过设计创新高效的半导体解决方案获得竞争优势的公司来说，工业 EDA 工具是必不可少的。物联网和人工智能技术的扩展正在创造一个强大的半导体创新生态系统。工业 EDA 工具处于这一演变的最前沿，使设计人员能够开发支撑物联网和人工智能变革能力的专用芯片和系统。随着这些技术继续渗透到各个行业，对工业 EDA 工具的需求将保持强劲，从而推动全球工业 EDA 工具市场的增长。

主要市场挑战

快速的技术进步

虽然快速的技术进步可以成为许多行业创新和增长的驱动力，但它们也可能给全球电子设计自动化 (EDA) 工具市场带来挑战和潜在的破坏。这些进步虽然带来了好处，但确实可能在多个方面阻碍工业 EDA 工具市场的发展，持续学习曲线：工业 EDA 工具与半导体行业密切相关，半导体行业发展速度惊人。新制造工艺、材料和设计方法的快速引入要求设计工程师不断学习和适应，以跟上 EDA 工具的功能。这种学习曲线可能会减慢设计流程并增加新产品的上市时间。

开发成本：让工业 EDA 工具与最新的技术进步保持同步需要大量的研发投资。规模较小的 EDA 工具公司可能难以跟上这些成本，这可能会导致整合和消费者选择减少。兼容性挑战：快速的技术进步往往导致标准和格式的碎片化。工业 EDA 工具在处理各种设计数据格式和半导体制造工艺时必须解决兼容性问题。这可能会导致效率低下和设计障碍。

工具相关性较短：半导体行业技术变革的加速意味着工业 EDA 工具可能会更快地过时。如果公司担心这些工具在短时间内不再具有相关性，他们可能会犹豫是否投资工业 EDA 工具。资源密集度：先进的技术节点和设计需要更多的计算资源，包括高性能计算集群。这些资源的成本和可扩展性对 EDA 工具提供商和用户来说都是一个挑战。

动荡的市场动态：快速的发展可能会带来市场不确定性，因为公司可能不愿意采用新的工业 EDA 工具或方法，除非它们经过彻底的测试和验证。这会导致需求和市场稳定性的波动。集成复杂性：随着工业 EDA 工具融入新特性和能力以支持先进技术，将它们集成到现有的设计环境中会变得更加复杂。设计团队必须投入时间和精力来调整他们的工作流程，这可能会暂时扰乱生产力。

全球竞争：全球工业 EDA 工具市场竞争激烈，各公司不断努力以最新特性和创新超越竞争对手。这种激烈的竞争会给资源和盈利能力造成压力。为了缓解这些挑战，EDA 工具提供商必须在创新和稳定之间取得平衡。他们需要投资研发以跟上技术进步的步伐，同时确保向后兼容性并为他们的工具提供强大的支持。行业内合作建立共同标准和最佳实践也有助于减少快速技术变化带来的一些挑战。最终，要想驾驭不断发展的半导体格局，就需要采取战略性和适应性的方法，才能在工业 EDA 工具市场中保持和发展。

高昂的开发成本

高昂的开发成本是一个重大挑战，可能会阻碍全球电子设计自动化 (EDA) 工具市场的增长和可访问性。工业 EDA 工具对于设计和验证半导体元件和集成电路至关重要，但与其开发和维护相关的高昂成本带来了几个障碍，研发费用：开发和增强工业 EDA 工具需要在研究、工程人才和持续创新方面进行大量投资。保持技术前沿以满足不断发展的半导体行业的需求需要高昂的研发成本。规模较小的 EDA 工具公司可能难以与规模较大、财力雄厚的竞争对手竞争。

持续更新：半导体行业以快速的技术进步为标志，从缩小工艺节点到集成新材料。EDA 工具提供商必须不断更新其软件以跟上这些变化。这种持续的开发投入增加了总体成本负担。复杂性和性能：随着半导体设计变得越来越复杂和技术越来越先进，工业 EDA 工具必须提供越来越复杂的功能和能力。这些复杂的要求不仅需要更多投资，还需要熟练的工程师来开发和维护软件，从而进一步增加成本。

与老牌企业竞争：工业 EDA 工具市场由拥有丰富资源的知名大公司主导。新进入者在资金和市场渗透方面面临着艰巨的挑战，因为他们必须在开发方面投入大量资金才能有效竞争。平衡可负担性：在提供尖端、高性能工具和让广大用户负担得起之间取得平衡可能是一项微妙的挑战。高昂的开发成本会导致昂贵的许可费用，这可能会限制小型设计团队或新兴市场的准入。

创新受限：EDA 工具开发相关的高昂成本有时会抑制创新，因为公司可能优先考虑维护现有产品，而不是投资突破性功能或颠覆性技术。资源密集型：工业 EDA 工具需要大量计算资源来执行模拟和分析，尤其是对于高级半导体设计。这些资源需求增加了有效使用工业 EDA 工具的总体成本。

为了应对高昂开发成本的挑战，EDA 工具提供商需要采用战略方法：协作：行业协作和伙伴关系可以帮助汇集资源并分担开发成本，特别是对于标准化工作等共同感兴趣的领域。基于云的解决方案：基于云的工业 EDA 工具可以降低用户的前期基础设施成本，使高级设计和模拟功能更易于访问。开源计划：采用开源计划可以降低开发成本并促进社区驱动的创新，从而有可能降低新 EDA 工具提供商的进入门槛。

订阅和许可模式：EDA 工具提供商可以探索灵活的许可模式，包括订阅和即用即付选项，以使他们的工具更易于更广泛的用户群使用且价格合理。虽然高昂的开发成本仍然是工业 EDA 工具市场面临的巨大挑战，但创新战略、行业协作和不断发展的商业模式可以帮助缓解这些挑战，并确保工业 EDA 工具继续在半导体设计生态系统中发挥关键作用。

主要市场趋势

针对特定应用的定制

针对特定应用的定制趋势有望成为全球电子设计自动化 (EDA) 工具市场增长的重要驱动力。随着各行各业越来越依赖于根据其独特需求量身定制的专用电子系统，工业 EDA 工具在实现这种定制方面发挥着关键作用。这一趋势推动了工业 EDA 工具市场的发展，行业特定要求：汽车、航空航天、医疗保健和物联网等不同行业对电子系统有不同的要求。这些要求包括电源效率、性能、安全性和保障性等因素。工业 EDA 工具正在不断发展，使设计人员能够微调半导体设计以满足这些特定需求。

汽车电子：汽车行业需要为高级驾驶辅助系统 (ADAS)、信息娱乐、电动汽车 (EV) 和自动驾驶定制芯片和系统。工业 EDA 工具支持开发符合汽车安全性和可靠性标准的半导体解决方案。航空航天和国防：航空航天和国防应用需要能够承受极端条件并提供高可靠性的芯片。工业 EDA 工具支持为任务关键型系统设计抗辐射和加固组件。

物联网传感器：物联网设备是智能城市、工业自动化和环境监测不可或缺的一部分，通常需要具有特定通信协议的超低功耗传感器。工业 EDA 工具有助于为物联网部署设计节能、紧凑的传感器节点。医疗设备：医疗设备需要精确、可靠并遵守严格的监管标准。工业 EDA 工具有助于为医疗成像、患者监测和诊断设备创建半导体解决方案，确保它们满足医疗行业的要求。人工智能加速器：人工智能革命正在推动对专用硬件加速器的需求。工业 EDA 工具使设计人员能够创建针对机器学习和深度学习工作负载优化的定制人工智能芯片，从而提高人工智能的性能和效率。

能源效率：许多行业越来越注重减少能源消耗和环境影响。工业 EDA 工具支持开发节能半导体解决方案，帮助组织实现可持续发展目标。市场差异化：定制的半导体解决方案使公司能够在竞争激烈的市场中脱颖而出。工业 EDA 工具使设计人员能够创建独特的功能和能力，使其产品与众不同。小批量生产：定制不仅限于大规模生产。工业 EDA 工具支持小批量甚至一次性设计，使小众应用和初创公司能够获得量身定制的半导体解决方案。

设计复杂性管理：虽然定制会带来复杂性，但工业 EDA 工具配备了有助于有效管理这种复杂性的功能。它们提供设计自动化、验证和仿真功能，以确保定制设计没有错误并满足性能目标。定制趋势使工业 EDA 工具与不同行业的需求保持一致，推动创新和市场增长。随着对专业半导体解决方案的需求在各个行业不断扩大，工业 EDA 工具市场可能会经历持续增长，因为设计工程师越来越依赖这些工具来创建满足其各自应用独特要求的定制电子系统。

基于云的工业 EDA 工具

基于云的电子设计自动化 (EDA) 工具的出现和采用有望成为全球工业 EDA 工具市场的驱动力。基于云的工业 EDA 工具具有众多优势，使其成为半导体设计团队和企业的不二之选。以下是这一趋势将如何推动工业 EDA 工具市场的增长：可扩展性和灵活性：基于云的工业 EDA 工具提供可扩展的计算资源，可以根据项目要求进行调整。设计团队可以按需访问高性能计算集群，确保他们拥有复杂模拟和分析所需的计算能力。这种可扩展性使企业能够高效地管理工作负载，而无需大量的前期基础设施投资。

成本效率：传统的本地工业 EDA 工具需要在硬件、软件许可证和 IT 基础设施方面进行大量投资。相比之下，基于云的工业 EDA 工具通常采用订阅或即用即付模式，从而减少前期资本支出。这种成本效益对预算有限的老牌公司和初创公司都具有吸引力。可访问性和协作：只要有互联网连接，就可以从任何地方访问基于云的工业 EDA 工具。设计团队可以跨地理位置无缝协作，从而提高生产力并实现全球协作。这种可访问性还简化了远程工作安排并加速了设计迭代。

减少维护负担：基于云的工业 EDA 工具由服务提供商维护和更新，从而减轻了设计团队管理软件更新、补丁和硬件维护的责任。这为设计工程师节省了时间和资源，使他们可以专注于创新和优化。快速部署：设置和配置本地工业 EDA 工具可能非常耗时。基于云的解决方案提供快速部署，使设计团队可以立即开始开展项目。这种灵活性在快节奏的行业中尤其有价值，因为这些行业对上市时间至关重要。

资源共享：基于云的平台允许资源共享和高效利用。设计团队可以共享设计数据、协作开展项目并访问共享库和模板，从而促进设计实践的创新和一致性。安全性和合规性：云提供商在安全措施方面投入了大量资金，通常超出了本地解决方案的能力。他们提供强大的加密、访问控制和合规性认证，解决了对数据安全性和法规遵从性的担忧。峰值工作负载的弹性：在峰值工作负载或项目高峰期间，基于云的工业 EDA 工具可以快速分配额外资源以满足需求。这种弹性可确保设计项目按计划进行，并可以处理意外的计算要求。

能源效率：云数据中心通常设计为节能，减少计算对环境的影响。这与半导体行业对可持续性和绿色实践的日益重视相一致。集成功能：基于云的工业 EDA 工具可以与其他基于云的服务无缝集成，例如数据存储、机器学习和数据分析。这种集成为高级设计和分析提供了全面的解决方案。随着设计团队越来越认识到基于云的工业 EDA 工具的好处，这些解决方案的市场可能会大幅扩大。基于云的工业 EDA 工具为半导体设计提供了一种经济高效、灵活且协作的方法，使其成为塑造工业 EDA 工具市场未来的驱动力。

细分洞察

类型洞察

IC 物理设计和验证细分市场预计将在预测期内占据市场主导地位。IC 物理设计是指使用工业 EDA 工具创建 IC 的几何表示。EDA 用于将芯片划分为更小的块，然后规划每个块所需的特定空间以确保最大性能。然后使用时钟合成前后放置这些块。

最近的技术进步一直在帮助多家芯片组制造商利用 ASIC 技术，主要用于 5G。结构化 ASIC 的出现，同时具有 ASIC 和现场可编程门阵列 (FPGA) 的元素，例如架构，导致生产成本比成熟的 ASIC 更便宜，成熟的 ASIC 需要在基础 ASIC 层之上添加可修改部分。

区域见解

预计北美将在预测期内占据市场主导地位。工业 EDA 工具通常用于设计电路板、处理器和其他复杂电子产品。消费电子和汽车等行业采用工业 EDA 工具将增加北美市场的需求。此外，半导体行业和电路制造业的不断发展也提高了市场在该地区的重要性。此外，一些重要的工业 EDA 工具供应商的总部设在北美，例如 Xilinx Inc.、Ansys Inc.、Keysight Technologies Inc.、Cadence Design Systems Inc. 和 Synopsys Inc.

一些北美供应商一直在投资改善公司的产品线并扩大公司业务范围，以满足该地区对工业 EDA 工具的需求。例如，2022 年 5 月，芯片制造商 Advanced Micro Devices Inc. 宣布，该公司打算将其部分用于芯片设计的电子设计自动化工作负载转移到 Google Cloud 上，以扩展公司数据中心的功能。这将允许利用 Google 最新的计算机优化 C2D 虚拟机实例，该实例由第三代 AMD EPYC 处理器提供支持，以及先进的网络、存储和人工智能功能。

最新发展

• 2022 年 3 月 - 新思科技 (Synopsys) 宣布推出一种新的电子设计自动化 (EDA) 部署模型，该模型专为云设计，并通过单一来源、按需付费的方式提供“无与伦比的芯片和系统设计灵活性”。借助 Microsoft Azure 上预先优化的基础架构，Synopsys Cloud 可让您访问该公司针对云进行优化的设计和验证技术，从而解决芯片开发中日益增加的相互依赖性问题。
• 2021 年 6 月 - Xilinx, Inc. 推出了 Vivado MLEditions，这是一款基于机器学习 (ML) 优化技术和先进的团队设计程序的 FPGA EDA 工具包，可节省大量设计时间和成本。与现有的 Vivado HLx 版本相比，新的 Vivado ML 版本编译时间缩短了 5 倍，革命性的结果质量 (QoR) 改进使困难设计的平均质量提高了 10%。
• 2021 年 6 月 - Aldec Inc. 推出了 HES-DVM Proto CloudEdition (CE)。它可通过 Amazon Web Service (AWS) 获得； HES-DVM ProtoCE 可用于基于 FPGA 的 SoC/ASIC 设计原型设计，并专注于自动设计分区，以在需要多达四个 FPGA 来适应设计时大大减少启动时间。
• 2021 年 5 月 - Cadence 设计系统宣布了针对 PCI Express 5.0 规范的低功耗 IP，该 IP 针对基于台积电 N5 工艺技术制造的超大规模计算、网络和存储应用。此外，PCIe 5.0 技术由 PHY、配套控制器和验证 IP (VIP) 组成，旨在为 SoC 设计提供极高的带宽，以满足应用需求。

主要市场参与者

• Altium Limited
• AnsysInc.
• CadenceDesign Systems Inc.
• KeysightTechnologies Inc.
• AgnisysInc.
• AldecInc.
• LauterbachGmbH
• MentorGraphic Corporation (Siemens PLM Software)软件）
• SynopsysInc.
• XilinxInc.