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  沒(méi)有EDA，就沒(méi)有芯片！

發(fā)布日期：2022/8/12 10:47:33      瀏覽量：

8月9日晚，美半導(dǎo)體法案落地，這件事也是引起了大家對(duì)半導(dǎo)體行業(yè)“國(guó)產(chǎn)替代”的關(guān)注。如果說(shuō)半導(dǎo)體是工業(yè)皇冠，那么EDA無(wú)疑是皇冠上的明珠。今天呢，飛鯨投研就來(lái)分析一下EDA行業(yè)。

一、EDA

TMT產(chǎn)業(yè)發(fā)展焦點(diǎn)的5G芯片、AI芯片，著眼于芯片設(shè)計(jì)，而芯片設(shè)計(jì)離不開(kāi)芯片設(shè)計(jì)軟件EDA，其可謂是芯片產(chǎn)業(yè)鏈“任督二脈”。

1.什么是EDA？

EDA是電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化的簡(jiǎn)稱(chēng)，是電子設(shè)計(jì)與制造技術(shù)發(fā)展中的核心。它是最基礎(chǔ)、最上游的領(lǐng)域，貫穿了集成電路產(chǎn)業(yè)鏈的每個(gè)環(huán)節(jié)。

目前，集成電路產(chǎn)業(yè)鏈主要包括上游支撐層、中游制造層及下游應(yīng)用層等。芯片是數(shù)字經(jīng)濟(jì)的基石。IC設(shè)計(jì)是芯片產(chǎn)業(yè)的上游。EDA軟件和IP核研發(fā)則位于IC設(shè)計(jì)的最上游。

簡(jiǎn)單地說(shuō)，EDA就是芯片設(shè)計(jì)師的畫(huà)筆和畫(huà)板，就像操作文檔要用Word，制作圖片要用Photoshop一樣，它能高效設(shè)計(jì)、控制及管理數(shù)十億電路元件在一顆芯片里協(xié)同工作。

EDA非常重要，倘若它出現(xiàn)問(wèn)題，產(chǎn)業(yè)下游的集成電路、電子信息和數(shù)字經(jīng)濟(jì)都會(huì)崩潰。沒(méi)有EDA，就不可能設(shè)計(jì)和制造出芯片。

2.EDA——數(shù)字經(jīng)濟(jì)的基石

2020 年整個(gè)EDA 的市場(chǎng)規(guī)模僅為115億美元，在整個(gè)集成電路產(chǎn)業(yè)中占比很小，和以互聯(lián)網(wǎng)為代表的信息技術(shù)服務(wù)產(chǎn)業(yè)相比更是九牛一毛。但是EDA產(chǎn)業(yè)是電子設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)的最上游，也是整個(gè)電子信息產(chǎn)業(yè)的基石之一。一家集成電路企業(yè)如果沒(méi)有EDA工具，會(huì)陷入巧婦難為無(wú)米之炊的境地。如果抽掉這顆小小的基石，整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)都將崩塌。

3.EDA為什么那么重要？

（1）EDA是集成電路設(shè)計(jì)必需的工具。

在“摩爾定律”的推動(dòng)下，單個(gè)芯片內(nèi)部的晶體管數(shù)量沿著18個(gè)月翻一番的速度發(fā)展。

設(shè)計(jì)包含如此龐大數(shù)量晶體管的芯片離開(kāi)了高度自動(dòng)化的工具顯然是無(wú)法完成的。芯片的最終加工雖然依賴(lài)于版圖設(shè)計(jì)，但在得到版圖之前還有非常多的工作要做。在開(kāi)始設(shè)計(jì)一顆芯片時(shí)，首先需要論證設(shè)計(jì)方案的正確性。其次需要確保設(shè)計(jì)輸入的正確性和完整性，確保設(shè)計(jì)輸入已經(jīng)完整且正確地覆蓋了設(shè)計(jì)需求。然后需要將設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換為具體的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，做進(jìn)一步的驗(yàn)證。此后還需要將設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換為實(shí)際的物理設(shè)計(jì)。

在芯片制造過(guò)程中依然需要EDA軟件的輔助，在芯片的良率分析、加工工藝仿真等環(huán)節(jié)，EDA軟件依然起到了非常關(guān)鍵的作用。

（2）EDA是個(gè)需要不斷更新的工具。

EDA工具與IP、工藝制程深度耦合，這驅(qū)動(dòng)EDA軟件不斷更新。如果需要基于行業(yè)先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行集成電路設(shè)計(jì)，就需要將所使用的EDA工具更新到新版本，這也很大程度上提高了EDA的正版化率。

二、政策利好

1.美國(guó)制裁

EDA是集成電路產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)性支柱技術(shù)，地位舉足輕重，而目前美國(guó)在EDA領(lǐng)域具有絕對(duì)壟斷地位，屢屢通過(guò)限制EDA輸出達(dá)成制裁目的，導(dǎo)致我國(guó)部分行業(yè)及公司遭遇“卡脖子”，國(guó)內(nèi)EDA工具自主可控的需求越來(lái)越強(qiáng)，亟需依靠自主創(chuàng)新突破行業(yè)重圍。

2.政策

我國(guó)為突破“卡脖子”技術(shù)提出“十四五”雙循環(huán)格局，EDA產(chǎn)業(yè)迎來(lái)政策紅利。為突破“卡脖子”技術(shù)之困局，我國(guó)正式提出“構(gòu)建國(guó)內(nèi)國(guó)際雙循環(huán)相互促進(jìn)的新發(fā)展格局”，關(guān)鍵IT技術(shù)的自主可控成為發(fā)展趨勢(shì)。

在此背景下，集成電路等產(chǎn)業(yè)鏈加速向國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)移，EDA作為集成電路“皇冠上的明珠”，產(chǎn)業(yè)迎來(lái)全新發(fā)展機(jī)會(huì)；國(guó)家順勢(shì)出臺(tái)多項(xiàng)EDA扶持政策，為國(guó)產(chǎn)EDA的發(fā)展提供良好的政策環(huán)境。

3.市場(chǎng)空間

近年來(lái)，隨著半導(dǎo)體集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，全球芯片設(shè)計(jì)、制造中對(duì)EDA工具需求加大，EDA市場(chǎng)規(guī)模逐年遞增。2020年全球EDA市場(chǎng)規(guī)模為114.67億美元，同比增速為11.62%，2012-2020年復(fù)合增速為7.28%。

在我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)保持高速增長(zhǎng)的大背景下，2018-2020年，我國(guó)EDA行業(yè)總銷(xiāo)售額分別約為44.9億元、55.2億元和66.2億元，實(shí)現(xiàn)連續(xù)增長(zhǎng)。其中，2020年我國(guó)自主EDA工具企業(yè)在本土市場(chǎng)營(yíng)業(yè)收入約為7.6億元，同比增幅65.2%。

三、市場(chǎng)參與者

EDA行業(yè)市場(chǎng)集中度較高，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額由三巨頭壟斷。EDA行業(yè)總體來(lái)看有三梯隊(duì)：

第一梯隊(duì)：Synopsys、Cadence和Siemens EDA，三家公司擁有較完整的全流程產(chǎn)品，壟斷了全球78%的市場(chǎng)份額；

第二梯隊(duì)：華大九天、安似科技、是德科技等擁有特定領(lǐng)域全流程產(chǎn)品的公司，約占全球市場(chǎng)份額的15%；

第三梯隊(duì)：概倫電子、芯華章等以點(diǎn)工具為主的公司，約占市場(chǎng)份額的7%。頭部企業(yè)在規(guī)模及產(chǎn)品完整度上遠(yuǎn)超后兩梯隊(duì)的企業(yè)。2020年，國(guó)內(nèi)EDA市場(chǎng)份額80%歸屬第一梯隊(duì)的三巨頭。

近年來(lái)，我國(guó)國(guó)產(chǎn)EDA廠商蓬勃發(fā)展，涌現(xiàn)出一批快速成長(zhǎng)的企業(yè)，其中華大九天、概倫電子已經(jīng)上市；廣立微已完成申購(gòu)，即將上市；芯愿景已提交招股說(shuō)明書(shū)。

目前，華龍九天能夠提供模擬電路設(shè)計(jì)全流程EDA工具，概倫電子是專(zhuān)注于器件建模和電路仿真，廣立微專(zhuān)注于芯片成品率提升和電性測(cè)試快速監(jiān)控技術(shù)，芯愿景專(zhuān)注于集成電路分析服務(wù)。

1.華大九天

華大九天是國(guó)內(nèi)最早從事EDA研發(fā)的企業(yè)之一。公司成立于2009年，以EDA工具軟件為核心，圍繞集成電路設(shè)計(jì)和晶圓制造等多種需求為客戶(hù)提供相關(guān)解決方案，在EDA工具軟件領(lǐng)域市場(chǎng)份額居本土企業(yè)首位。

華大九天是我國(guó)唯一能夠提供模擬電路設(shè)計(jì)全流程EDA工具系統(tǒng)的本土EDA企業(yè)。該EDA工具系統(tǒng)包括原理圖編輯工具、版圖編輯工具、電路仿真工具、物理驗(yàn)證工具、寄生參數(shù)提取工具和可靠性分析工具等，為用戶(hù)提供了從電路到版圖、從設(shè)計(jì)到驗(yàn)證的一站式完整解決方案。

2.概倫電子

概倫電子是國(guó)內(nèi)EDA頭部廠商，成立于2010年，主要提供面向集成電路設(shè)計(jì)和制造的EDA產(chǎn)品及解決方案，EDA產(chǎn)品已經(jīng)覆蓋設(shè)計(jì)與制造兩大環(huán)節(jié)，形成深度聯(lián)動(dòng)，2020年在國(guó)產(chǎn)EDA市場(chǎng)占有率預(yù)計(jì)達(dá)到5%左右。

公司目前主要客戶(hù)包括臺(tái)積電、三星電子、SK海力士、美光科技、聯(lián)電、中芯國(guó)際等全球領(lǐng)先的IC企業(yè)。

四、總結(jié)

我國(guó)EDA行業(yè)雖然起步早，但受限于行業(yè)生態(tài)的滯后，整體技術(shù)水平與國(guó)際相比仍存在較大的差距，自給率很低。未來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平的提高，我國(guó)集成電路市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，加上國(guó)際貿(mào)易摩擦因素的影響，我國(guó)對(duì)于國(guó)產(chǎn)EDA行業(yè)發(fā)展的重視程度提高，為我國(guó)國(guó)內(nèi)EDA行業(yè)的發(fā)展提供了更多機(jī)會(huì)。

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