回路設計CAD・基板設計CADのおすすめはどれ？

現在、プロの世界の回路/基板設計は、回路設計CAD、基板設計CADを使用することが、当たり前となっています。
(回路設計CAD・基板設計CADを包含して、EDAツール /電気設計自動化ツール と呼ぶこともあります。)

また、オープンソースやサブスクリプション形式の安価な回路設計CAD、基板設計CADが登場したことにより、今までは高価で手が出せなかった趣味の電子工作や学生の教育用としても使われるようになってきました。

ただ、回路設計CAD・基板設計CADは様々なベンダーが開発・販売しており、どれを選んだらいいのか迷ってしまうかもしれません。

当記事では、電気CADの初心者でも迷わないように、簡単に主な特徴を説明した上で、ランキング形式で、おすすめの回路設計CAD・基板設計CADについて紹介していきます。

当記事は、回路設計・基板設計・PLC制御設計・組み込みソフト開発など10年以上の電気設計経験がある当サイト管理人が執筆しています。

電気CADとは何か？

CADの種類

CAD(キャド: computer-aided design)とは、コンピュータ支援設計の英語略のことを指し、一般的にPCを用いて設計・製図をするソフトウェアのことを言います。

CADを使用することで、編集、コピーが容易になり短期間の製図スキルの習得が可能になるなど、以前行われていた手書きと比較して設計・製図作業が効率化や正確さが向上されました。

CADには、電気CAD、機械CAD、建築CAD、土木CADなど様々な種類が存在し、電気CADの内、当記事で扱うのは「回路設計CAD(電子回路設計CAD)」と「基板設計CAD(プリント基板設計CAD)」になります。

電気CADの中には、電気制御設計CADも存在しますが、制御盤の電気設計を行うためのCADとなります。

回路設計CAD、基板設計CADにシミュレーションや解析機能が加わっていることから、包含してEDAツール(electronic design automation/電気設計自動化ツール)と呼ばれることもあります。

料金体系

回路設計CAD/基板設計CADの料金体系として、主に以下の4つが挙げられます。細かい点はCADの提供元ごとに異なりますが、大まかな部分をわかりやすくまとめてみました。

永久ライセンス+保守費用

永久ライセンス(買取ライセンス・初期費用)は、大部分の専業CADメーカーが採用している料金体系で、買い切り型のライセンスになります。

ただし、CADの場合は、保守費用・メンテナンス費用・サポート費用などの名目で購入したあとも定期的な費用が発生するのが一般的です。

保守費用等は、CADの利用、不使用にかかわらず支払わなければならず、CADをバージョンアップをさせる費用も別途必要になってきます。

このようなわかりにくい料金設定から、ユーザー側で全体的な料金を把握するのが難しくなる要因となっています。

定期ライセンス

定期ライセンスは、ある一定期間ごとに利用料金を支払うライセンスです。

「永久ライセンス+保守費用」と比較して、わかりやすい料金設定になっていますが、1年ごとの契約しかできない期間縛りや追加機能を使用するにはオプション費用が必要などの制限があることがあります。

サブスクリプションライセンス

サブスクリプションライセンスは、定期的に利用料金を支払う点は定期ライセンスと同じですが、よりユーザーの要望を重視してCADの性能・機能の改善を目指しています。

わかりやすく説明するために、Netflixなどの動画配信サービスを例にすると、常に新しく視聴できる動画が増えていくので、毎月同じ金額の利用料金にもかかわらず提供される商品の質は上がっていくことになります。

サブスクリプションライセンスのCADも同様に、常に改善されていく最新バージョンを使用することができ、1ヶ月単位ごとで契約・解約ができるなど徹底したユーザー中心主義となります。

フリー/オープンソース

フリーウェア/オープンソースソフトウェアのCADは、基本的に無料で利用することができます。

フリーウェアは基本的にソースコードは公開されておらず、個人の趣味、プリント基板事業会社や電子部品ネット通販会社が販売促進のため提供しているケースが多いです。

一方、オープンソースソフトウェアは、「ソースコードが公開されている」と「再配布が可能」が前提となっており、発起人の開発者だけでなく、世界中の人が数多く開発に参加できるようになっています。

ライセンス認証方式

回路設計CAD/基板設計CADのライセンス認証方式として、主に以下の3つが挙げられます。 細かい点はCADの提供元ごとに異なりますが、大まかな部分をわかりやすくまとめてみました。

USBドングル認証

USBドングル認証とは、USBメモリのようなUSB端子型のハードウェア内にライセンス認証キーがあり、CADを使用するPCに接続してライセンス認証します。

ライセンスキーを物理的に管理できますが、送付が必要なのでライセンスが使用できるまで数週間かかり、セキュリティ面から社外の持ち出しが難しいなどの問題もあります。

スタンドアローン認証

スタンドアローン認証とは、事前にCADメーカーの公式WEBサイトのユーザー画面などからライセンスを取得しておき、オフライン環境でもライセンス認証することが可能です。

ただし、ユーザーが使用するPCごとにライセンスが必要になるため、共有して使用することが難しいです。

ネットワーク認証

ネットワーク認証とは、CAD起動時にCADメーカーのライセンスサーバーにアクセスして、ライセンス認証します。

インターネット環境があれば、場所を問わず利用することができる上、ライセンスの共有も非常に容易です。

※その他、社内にライセンスサーバーを設置して、LANでライセンス認証する方式もネットワーク認証と呼ばれることがあります。この場合、社外での利用は、ほぼ不可能になります。

回路設計CADの特徴

回路設計CADは、電子回路の設計して回路図を作成するソフトになります。作成した回路図のデータを、基板設計CADに受け渡すことで基板設計を行うことができます。

回路設計CADの主な特徴としては、以下のようなものが挙げられます。

設計・製図作業の効率化

回路設計CADを利用することで、設計・製図作業の効率化をすることができます。

例えば、フットプリントと関連付けられた回路図シンボルを部品ライブラリから呼び出すことができ、各部品間の配線も素早く正確に処理することができるので、手書きに比べて効率的に作業をすることができます。

ただし、無料の回路設計CADで用意されている標準の部品ライブラリだと、使用できる部品が少ないので自分で作成しなければならないケースが多くなります。

部品のデータシートから仕様を読み解いて回路図シンボル・フットプリントを作成するのにかなりの時間がかかってしまい、作成ミスが発生する可能性もあります。

商用目的であれば、一つでもフットプリントが実部品と異なった状態でプリント基板製造まで進んでしまうと、すべて作り直しになってしまうので、有料の回路設計CADを利用した方が良いでしょう。

また、編集やコピーが自由にできるので、次回設計時に同一部分の回路があれば使い回すこともできます。

ERC(エレクトリカルルールチェック)

回路図作成後、ERC(Electrical Rule Check：エレクトリカルルールチェック)を行うことで、配線に対して電気的に間違いがないのか確認することができます。

もし、配線ミスがあった場合は、エラーまたはワーニングとして結果表示してくれるので、設計の早い段階で間違いを修正することが可能です。

また、ERCの設定で、各自の状況に合わせて、どのピンとピンの接続で、「エラーなし」、「エラー」、「ワーニング」で確認するのか設定することもできます。

回路シミュレータとの連携

最近では、LTspice、PSpice、HSPICEなどの回路シミュレータと連携することのできる回路設計CADが増えてきました。

回路設計CADで作図した回路図から直接、回路シミュレーションを行うことができるので、別途、回路シミュレータ側で回路図を作成する必要はないです。

BOM(部品表)・ネットリストの出力

回路設計CADでは、BOM(Bill of Material：部品表)、ネットリストの出力をすることができます。

BOM出力は、回路設計CADで指定されているフォーマット・出力形式以外にも自由にカスタマイズすることができるので、会社指定の部品表などを簡単に作成することが可能です。

ネットリスト出力は、基板設計CADで使用する「電子回路における端子間の接続データ」を出力します。

通常、回路設計CADベンダー以外の様々な他社形式フォーマットでネットリスト出力が可能になっています。

これにより、自社が基板設計を協力会社に外注する時などで、回路設計CADと基板設計CADのベンダーが異なっていても対応することができます。

その他、SPICE用のネットリスト出力ができる場合もあり、LTspice、PSpice、HSPICEなどの回路シミュレータで検証することができます。

基板設計CADの特徴

基板設計CADは、データ上のプリント基板に部品を配置してパターンワークをするためのソフトです。

作成した基板レイアウトのデータは、プリント基板の製造や実装に使用されます。通常、プリント基板製造メーカーに依頼します。

基板設計CADの主な特徴としては、以下のようなものが挙げられます。

基板レイアウトの効率化

基板設計CADを利用することで基板レイアウトの効率化をすることができます。

むしろ、手書きのアートワーク図面では多層基板に対応することがほぼ困難なため、基板設計においては基板設計CADは必須と言っていいでしょう。

ベンダーが同一であれば、そのまま回路設計CADから基板設計CADにデータを出力させて基板レイアウトをすることができます。

各部品間の端子同士に接続されている配線のパターンワークは、回路図のデータを元に接続状態がわかるので配線ミスをすることはないですし、パターンワークの修正・変更も容易です。

また、ネットリストのデータがあれば、他社ベンダーの回路設計CADで作成した回路図であっても対応できます。

自動配線ツールとの連携

自動配線ツールと連携することにより、CPUやFPGAなどのピン数が多く配線箇CPUやFPGAなどのピン数が多い部品を使った回路では、配線箇所が多くなってしまうのでかなりの時間短縮につながります。

ただし、通常、電気的特性を考慮して自動配線してはくれないので、 電源ラインやアナログラインなどノイズ対策を考慮する必要がある配線については、事前に手動で配線しておく必要があります。

3Dレイアウトでの確認

3Dで設計した基板を表示して、イメージ通りに基板上に部品配置されているのか確認することができます。

また、機械CADと連携することで、筐体(ケース)に組み込んだ時に、基板や電子部品が干渉しないのか確認するのにも役立ちます。

ガーバーデータの出力

プリント基板製造に必要なガーバーデーア(製造ファイル・ドリルファイル)を出力することができます。

ガーバーデータのファイルフォーマットである「ガーバーフォーマット」はプリント基板の業界では、ほぼ標準となっています。

様々な解析ソフトとの連携

ハイエンドクラスの基板設計CADに限られますが、EMC解析、熱解析などの各解析ソフトと連携して、プリント基板製造前の開発上流段階で様々なシミュレーションを行うことができます。

現在、開発される電子製品は低電圧化・信号高速化・小型化・多機能化など回路設計に求められるレベルも高くなってきているので、これらの解析の重要度が高くなってきています。

回路設計CAD・基板設計CADの比較

おすすめの回路設計CAD・基板設計CADを一覧表にして比較してみました。

有料であっても無料体験版が用意されているので、ぜひ自分で試しに使用してみると良いでしょう。

ランキング	No1	No2	No3
回路設計CAD/ 基板設計CAD	Quadcept Circuit Designer/ Quadcept PCB Designer	KiCad Eeschema/ KiCad Pcbnew	OrCAD Capture/ OrCAD PCB Designer
回路設計CAD の初期費用	–	–	約23万円(+税)
基板設計CAD の初期費用	–	–	約33万円(+税)
回路設計CAD の利用料金	3,800円(+税)/月契約 41,800円 (+税)/年契約	–	–
基板設計CAD の利用料金	9,500円(+税)/月契約 104,500円 (+税)/年契約	–	–
保守費用	–	–	あり
その他割引	本数割 継続割	–	–
無料体験版 (制限あり)	○	–	○
日本語対応	○	△	△
英語対応	○	○	○
対応OS	Windows 8.1 Windows 10	Windows 8.1 Windows 10 Windows 11 など	Windows 7 Windows 8.1 Windows 10 など
部品ライブラリ	○	×	×
自動配線ツール の連携	○	○	×
回路シミュレータ の連携	○	○	×
3Dレイアウト	△	○	○
企業名/ 団体名	Quadcept株式会社	CERN (欧州原子核研究機構) ※開発サポート団体	⽇本ケイデンス・ デザイン・システムズ社
主な特徴	クラウドでどこでも利用可 安価なサブスク	完全無料で使える	世界85ヵ国以上の利用実績

回路設計CAD・基板設計CADおすすめランキング

おすすめの回路設計CAD・基板設計CADをランキング形式でご紹介します。

No1 Quadcept

Quadceptは、世界初のクラウド型回路設計/基板設計CADなので、会社はもちろん自宅、海外出張時などネット環境さえあればどこでも使用することができます。

さらに、初期費用、保守費用が発生しないサブスクリプションサービスを展開しているのが特徴的で、回路設計CADは3,800円～、基板設計CADは9,500円～の料金で利用できます。

その他、CADの習得時間が短く、約25万点の部品データの無料利用、他社CADデータのデータコンバートなどユーザーにとって魅力的な点が数多くあります。

ただ、Quadceptは「ライセンス認証」、「部品ライブラリ」、「部品の在庫・価格のデータベース」などのインフラを、業務効率化のためにクラウド化したもので、あくまでローカルのPCにインストールして使用するソフトウェアになります。

そのため、事前に対応OSなどQuadceptを使用するPCがシステム要件を満たしているのか確認しておく必要があります。

なお、無料オンラインマニュアルや無料オンラインセミナーが用意されていますが、トレーニングに関しては他社と同様、有料になっています。自社向けにカスタマイズされたトレーニングが必要であれば検討してみると良いでしょう。

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No2 KiCad

KiCadは、オープンソースの回路設計/基板設計CADなので誰でも無料で使えます。

しかも、2013年にCERN(欧州原子核研究機構)が開発サポートを開始してから、有料CADレベルの機能に近づいてきました。

ただ、あくまでオープンソースのCADなのでサポートがほぼ存在せず、どこかでわからないことが発生した場合、問題解決まで時間がかかってしまう可能性があります。

また、日本語対応が不完全で単純に英語がカタカナに変わっただけで意味を理解するのが難しいことがあります。

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No3 OrCad

OrCadは、世界85ヵ国以上で利用実績があるミドルレンジクラスの回路設計/基板設計CADです。

回路解析を行うPSpiceを始めとして、部品ライブラリ作成サービス、基板解析などオプションも多彩です。

しかし、ハイエンドクラスのCADと比較すれば割安ですが、初期費用、保守費用、オプションを含めて考えるとコストが高額となり導入に慎重にならざるを得ません。
(特に自動配線ツールの連携、回路シミュレータがオプション扱いになるのは痛手です。)

また、開発元のCadence社がアメリカの会社だからなのか全てのソフトが日本語対応しているわけではないので注意が必要です。

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その他の回路設計CAD・基板設計CAD

基本的にランキングNo1～3の回路設計CAD・基板設計CADがおすすめですが、参考までにその他のCADもご紹介します。

ZUKEN CR-8000

CR-8000シリーズは、国内最大手のZUKEN(株式会社図研)が開発・販売するハイエンドクラスのEDAツールです。

CR-8000シリーズの内、回路設計CADはDesign Gateway、基板設計CADはDesign Forceとなっており、他社製品と比較してパフォーマンスが高く設計時間の短縮につながります。

ただし、ハイエンドクラスのCADだけあって、プロフェッショナル版のDesign Force単体であっても定価価格は980万円にもなります。

そのため、回路設計CADはDesign Gatewayの購入や保守費用も含めると相当な金額になることから、個人は当然としてCR-8000を導入できる企業は限られるでしょう。

また、Design Forceで設計した基板データを表示することができる「Board Viewer」は無料ダウンロードできますが、Design Gateway/Design Forceの評価版はZUKEN公式WEBサイトには存在しないようです。

Altium Designer

Altium Designerは、日本ではそれほど知名度はありませんが、アメリカ・ヨーロッパを中心に世界中で使われているハイエンドクラスの回路設計CAD/基板設計CADです。

35,500円/月と比較的高額ですが、公式WEBサイト上でも明記されている通り、サブスクリプションサービスを中心としたわかりやすい料金体系となっています。
(1,150,000円の永久ライセンスも用意されているので、3年以上使用する場合はこちらの方がお得になります。)

その他、回路設計CADに限定した「Altium Designer SE」や15日間限定の「無償評価版」も用意されています。

ただ、ライセンス認証の変更は有料、基板設計CAD単体での購入は不可、CADの一部メニューやトレーニング資料が完全に日本語対応していないなど使い勝手が悪い部分もあります。

EAGLE

EAGLEは、非商用のフリー版(回路図 2 シート/レイヤ 2 層/基板サイズ80cm2まで)が用意されており、部品ライブラリの入手が比較的容易だったことから、趣味の電子工作用途としてよく使われてきました。

また、EAGLEを開発・販売しているAutodesk社は、Fusion360、AutoCAD、Inverntorなどが主力製品であることから、EAGLEとそれらの機械設計CADとの連携機能が充実しています。

ただし、現在、EAGLEが機械設計CADのFusion360に取り込まれ統合されてしまったことから、商用だとFusion360のサブスクリプション版(61,600円/年)しか選択肢がりません。

結果的にEagle Standard(レイヤ 4層/基板サイズ160cm2まで)プランが消滅してしまい、フリー版も他社に比べて制限が厳しいため、個人ユーザーは他社CADに移行される方もいるようです。

CADLUS

CADLUS Circuit/CADLUS Xは、ニソール社が開発を行い、P板.comが無料で提供しているCADです。

CADLUS Xは、プリント基板事業を行っているP板.comが提供しているだけあって、部品ライブラリが充実しているなど有料CADと同等レベルの機能になっています。

さらに、P板.comでは「CADLUS X講習会」を毎月第2、第4金曜日に定期開催しているので、初心者でも習得しやすい環境を整えています。

ただし、CADLUS Circuitはすでに2017年にサポートを終了している上に、CADLUS Xはガーバーデータを出力できずP板.comにしか発注できない仕様になっています。

DesignSpark

Designspark PCBは、RSコンポーネンツ社が運営する開発者向けコミュニティプラットフォーム「DesignSpark」で提供している回路設計CAD/基板設計CADです。

無料で制限がない上に商用利用することが可能ですが、さらに高機能なDesignspark PCB PRO(57,236円/年)も用意されています。

ただし、UI(ユーザーインターフェース)が優れているとは言えず、PRO版も含めて低コストを重視していることから、あまりサポートには力を入れていません。

実際に問い合わせページに「まずは自力解決に努めて頂き、最終手段として本サポートを利用頂ければと存じます。」と明記されていることから、CAD上級者の方でないと使い方に慣れるまで時間がかかりそうです。

Fritzing

Fritzingは、ブレッドボードの実体配線図・回路図・基板レイアウトが連動して描写できるユニークな回路設計CAD/基板設計CADです。

もちろん、連動して描かれる配線やレイアウトは見にくいので修正する必要はありますが、部品としてArduinoボードを選択できるため、Arduinoを含んだ回路に使いやすいです。

一方、このような性質から商用の複雑な回路設計/基板設計には向かず、あくまで趣味の電子工作用と考えた方が良いでしょう。

なお、現在、Fritzingの将来的なバージョンアップ・バグ修正・機能追加などを確約するため、Version 0.9.4以降は最低8ユーロの寄付が必須になりました。
(当サイトでは推奨していませんが、Fritzingはオープンソースのため、GitHubからインストーラを無料でダウンロードすることは合法的に可能です。)

BSch

BSch(ビースケ)は、岡田仁史さん個人が開発・提供しているフリーの回路設計CADになります。

レイヤ機能・編集可能な部品ライブラリ・パーツリスト作成・ネットリスト出力など開発された当時としては、手書きや機械CADで回路図を描写するより使いやすい機能が備わっていました。

ただ、現在はKiCadやQuadcept Community(非商用無料版)など無料で使える回路設計CAD/基板設計CADが出回っているので、回路描写しかできないBSchを使うメリットは少なくなってきています。

PCBE

PCBは、高戸谷隆さん個人が開発・提供しているフリーの基板設計CADになります。

あくまでパターンエディタとして、 趣味の電子工作で気軽に手書き感覚で基板のアートワークをしたい方におすすめです。

ガーバーデーターの出力はできますが、ネットリストを読み込むことはできないので、複雑な基板設計には向いていません。