半导体器件常用的仿真模拟软件有什么？ 有comsol，还有哪些？ 以及它们的优缺点或互补。

楼主的提问，就有点带偏别人的感觉，或者，你已经被别人带偏了。

首先，半导体是一门非常专业的学科，半导体器件仿真肯定需要专业的仿真软件，而通用CAE类的软件是无法解决大多数技术细节问题的，comsol， ansys，abaqus,就是通用CAE软件，据我了解前者在低频电磁，电化学，这一块还可以；中者，包含了很多软件，体系庞大却没好好消化，对这个了解的少，不发表意见；后者，材料，结构、岩土用的多；

其次，半导体器件仿真，这行业里站在高处的大牛，还是用TCAD类的软件较多，可以了解下国内主要做半导体的单位，高校、研究所、企业，基本上都是用这些软件，Synopsys的算一个，Crosslight算一个，NEXTNANO算一个，，，，，等等，其实很简单，你把这些软件放在网上一搜别人做的成果就知道哪些软件用的多，出的成果多；

不过，像Synopsys这类自己就做半导体的这类厂家，考虑到知识产权和保密问题，有一定的知识壁垒，所以这类的软件傻贵傻贵。NEXTNANO算是比较学术的一个，很久之前是开源的，现在借助他们的学校和研究所，正在走商业化，毕竟要存活嘛；

如果要学习TCAD软件也不容易啊，运气好的话，可以碰到技术比较过硬，而且还靠谱的厂家或者工程师，还会多帮忙指导指导；如果碰到只顾卖产品，无技术服务，那就惨了，，，，此为后话，一定要擦亮双眼，多做技术沟通和交流。很多技术型的公司非常乐意做技术交流的，双方互相学习共同提高嘛。

国内自己的自主研发的半导体软件，极少啊；国内做大型的工程计算软件，毕竟在前期缺少了知识储备和经验积累，现在别人制裁，就没辙了，哎，扯远了........

我们国家是有自己的EDA软件的，像：华大九天、国微集团、芯华章、广立微、概伦电子、芯和半导体都是国内EDA软件的制造企业。而且就算美国限制了EDA软件，也不可能引起全球芯片暴击。因为它只限制GAAFET 架构的半导体 EDA 软件，也就是针对3nm制程芯片的EDA软件使用。

下面我们来说说EDA的整个市场，它到底是什么样的？

1、EDA的三大巨头

首先，表面看来，EDA指的是芯片上的计算机辅助设计软件，它可以完成芯片的设计、仿真验证，逻辑综合，静态时序分析，版图分析，电路设计，前后仿真等等任务。但是，EDA却是综合了数学、物理、化学等基础科学，及电路、机械、计算、光学、信号处理等尖端技术为一体的软硬件综合产业，并且EDA本身工具链又非常长，光常用的核心工具至少超过10多个大类。

可以这么说，离开了EDA，芯片设计无所谈起。而Synopsys （ 新思科技 ）， Cadence （ 铿腾电子 ）， Siemens （ 西门子公司 ），这三家公司才可以垄断全球全流程的EDA软件。

为什么它们能垄断EDA软件？原因很简单，EDA软件本身是自带芯片设计仿真验证的，加上芯片届的科技成果高速发展，每家EDA软件的工艺库都需要实时更新的，甚至每周都会升级。

而你的EDA软件只有被人使用的越多，那么它的工艺库也就越全，数据越详实，最终完成的芯片设计图就越可靠，如此，形成良性循环！

因此，2020年，S、C、S这三家公司在全球EDA市场占有率超过77%，而在我们国内，由于缺乏真正能用的EDA，所以这三家EDA巨头的占有率更高，达到了约80%的比例。

二、国内EDA现状

我国的EDA行业起步虽早，由于种种原因，造成了目前国内EDA软件的技术研发优化和产品验证迭代缓慢。目前，我国EDA行业的技术水平与三大EDA巨头之间存在很大差距，自给率很低。

1、销售数据对比：

据统计，2020年，中国EDA市场规模约93.1 亿元，同比增长27.7%，但仅占全球市场份额的9.4%。其中74.4亿元都被S、C、S这三家EDA巨头获取，而国产公司仅获取18亿元。

目前，国内EDA软件制造企业，包括了华大九天、国微集团、芯华章、广立微、概伦电子、芯和半导体等。其中行业大哥华大九天，在我们国内EDA市场市占率约为6%，2021年营收5.79亿元，位于国内第一位。而同期Cadence营收为200.2亿元，差距巨大。

2、技术层面差距明显：

国产EDA与世界先进公司差距巨大。目前，华大九天EDA只在两个较低端的方面能实现全流程工具，一个是模拟电路设计，另一个则是平板显示电路设计。而在数字电路设计、晶圆制造方面，华大九天EDA还不能实现全流程覆盖。

在全流程的模拟电路设计EDA 工具中，华大九天EDA的仿真工具能支持到5nm量产工艺制程，实际模拟电路设计EDA，可以支持到28nm工艺制程。

综上所述，EDA软件由于其要求水平太高，加上工具链特别长、需要不断更新工具库等等一系列的原因，我们自己的EDA软件虽然有，但是市场占有率不高。但正是有华大九天等等一批国内EDA高科技企业的支撑，我们才设计出我们自己的芯片。

芯片的诞生要经过设计、制造和封测三个环节，其中又包含很多个步骤， 少了哪一个也不行。大家都知道，我们在芯片的设计和封测这两个环节已经达到全球领先水平。

目前，主要差在芯片制造方面，尤其是高端芯片制造，还是要依赖台积电、三星等。但殊不知，在芯片设计方面，我们只是设计技术跟上来了，设计软件却还依赖国外。

芯片设计离不开设计软件，就是EDA，即电子设计自动化。EDA常被称为芯片之母，是芯片设计中最上游、最高端的产业。没有EDA软件，芯片设计根本无法进行。

EDA软件是为芯片设计服务的，当然是随着芯片产业的发展成长完善的。由于半导体起源于美方，自然他们的EDA软件也就随之而生，出现了全球知名的EDA企业。

目前，Synopsys、Cadence及Mentor三家美企占据国内EDA市场95%的份额。

EDA软件虽然体量不大，全球总产值也不太高，但地位却很重要，处于芯片产业链的最顶端。现在的芯片动辄数十亿以上的晶体管，不借助EDA软件，设计就无法进行。

但EDA软件需要获得授权才能使用，之前华为海思就曾表示在用国外的EDA软件。

也因此，在打压制裁时，EDA软件也成为断供的重要一项，跟华为合作的EDA美企先后断供。尤其是全球最大EDA提供商Synopsys新思 科技 ，跟华为海思有过合作。

近期消息显示，美方又对新思 科技 进行调查，原因是可能涉嫌向华为海思转移芯片设计技术，以便于在中芯国际进行生产。可见，美方依然还在用EDA软件来进行限制。

当然，也并不是只是国外EDA，我们也有国产EDA，只不过水平还差点，不过也比没有强多了，并且近两年国产EDA进步还很大，华大九天、芯愿景等开始迅速崛起。

还有华为也在为此努力，旗下的哈勃也投资了多家大陆EDA企业，助力国产突破！

上边提到的EDA软件，主要是用于我们现在通常使用的硅基芯片设计上。但硅基芯片已经发展几十年了，可以说已经相当成熟，我们在这方面想要超越非常地不容易。

且不说超越，就是赶上人家现在的水平也还需要一定的时间。但随着硅基芯片已经发展到了极限，新的芯片道路不断出现，比如光子芯片、量子芯片等都在不断提上日程。

尤其是量子芯片，随着量子计算技术的飞速发展，量子芯片的可能性已越来越大了。

大家应该听说过，潘建伟团队的量子计算原型机“九章”，76个量子比特超过谷歌，后来的“九章二号”达到113个量子比特，在光量子计算机方面实现了量子优越性。

还有“祖冲之一号”和“祖冲之二号”，在超导量子计算方面也实现了量子优越性。

我国是全球唯一在两个领域都实现了量子优越性的国家，但要进行后续的量子芯片设计，传统的EDA软件不能用，美企IBM和其他国外机构已经开展了Q-EDA的研究。

为使国内的量子 科技 公司，在与美企谷歌、IBM、英特尔等巨头竞争中不再落后，避免在量子计算机时代再像EDA那样受制于人、重蹈覆辙，国产Q-EDA软件发布了。

近日，国产厂商合肥本源量子计算 科技 公司，正式发布了首款国产量子芯片设计工业软件“本源坤元”，即Q-EDA软件，可同时支持超导和半导体量子芯片自动化设计。

这不仅填补了我国该领域的空白，且为国产量子芯片未来的崛起奠定了坚实的基础。

通过EDA软件对硅基芯片的重要性，我们就能明白，Q-EDA软件对于量子芯片的重要性。有了“本源坤元”这个国产Q-EDA软件，在量子芯片设计方面将不再受限制。

至此我们明白一个道理，只要是同步发展的，我们国产绝对不会落后或受制于国外！

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