美國斷供EDA軟件,對國產芯片發(fā)展有什么影響?國產EDA水平如何?
EDA(Electronic Design Automation),即電子設計自動化,是利用計算機輔助完成集成電路芯片的設計、制造、封測的大型工業(yè)工具,涵蓋芯片IC設計、布線、驗證和仿真等所有方面。
EDA工具包括兩部分:硬件和軟件。軟件是工具的核心,分為仿真工具、設計工具、驗證工具;硬件是用來加速仿真、驗證速度的服務器和專用工具。
EDA是最基礎、最上游的領域,貫穿了集成電路產業(yè)鏈的每個環(huán)節(jié)。因此它非常的重要,倘若EDA出現(xiàn)問題,產業(yè)下游的集成電路、電子信息和數(shù)字經濟等都會受到波及。
沒有EDA,就造不出芯片。
我們都知道,芯片的設計是十分復雜而精細的,而EDA在芯片設計和制造過程中發(fā)揮著重要作用。
計算機輔助設計(TCAD):
利用計算機仿真技術,開發(fā)及優(yōu)化半導體器件及其加工技術,用于設計和驗證半導體制造流程,確保半導體產品具有所需的性能和密度。
面向制造設計(DFM):
驗證設計是否滿足產品制造流程的所有要求(是否具有良好的可制造性)。
硅生命周期管理(SLM):
芯片制造完成后,監(jiān)控從制造到現(xiàn)場部署過程中器件的性能。
早期的EDA是僅針對IC設計環(huán)節(jié)所提供的自動化工具,隨著集成電路產業(yè)迅速發(fā)展壯大,EDA企業(yè)開始不斷延伸至其他領域,推出了OPC等制造EDA的工具及可制造性設計工具(DFM)。
EDA三巨頭:Synopsys(新思科技,美國)、Cadence(楷登電子,美國)、Siemens EDA(西門子旗下,德國)
經過多次的并購收購、產業(yè)整合,EDA行業(yè)已高度集中,目前三巨頭擁有完整的、具備充足優(yōu)勢的全流程產品,其EDA產品已經涵蓋芯片設計的所有環(huán)節(jié),三大巨頭企業(yè)的市場地位難以撼動。
單從EDA產品線來看,楷登電子與新思科技持平。新思科技主攻領域為數(shù)字芯片設計、靜態(tài)時序驗證確認以及SIP提供;楷登電子主攻模擬、數(shù)字后端以及DDR4 IP;而西門子 EDA主攻的領域是后端驗證和可測試性設計。從戰(zhàn)略上來看,新思科技強化軟件集成型產品發(fā)展,通過頻繁并購平均發(fā)展旗下各產品線的產品實力??请娮訉嵙Φ滋N扎實,并購動作相對較少也能保持EDA營收穩(wěn)定增長。
目前,整個EDA市場可分為三個梯隊:
第一梯隊:三巨頭新思科技、楷登電子、西門子EDA,絕對統(tǒng)治地位,業(yè)務遍布全球,占據(jù)全球77%的市場份額。
第二梯隊:美國ANSYS公司、Silvaco、Aldec等為代表,國產龍頭華大九天也在列,擁有特定領域全流程產品,在局部領域技術較為領先。
第三梯隊:以Altium、概念工程集團(Concept Engineering)、概倫電子、Down Stream Technologies等為代表,主要布局點工具,缺少EDA特定領域全流程產品。
技術與人才
國外EDA企業(yè)起步早,經過幾十年的發(fā)展,積累了一定的技術經驗,培養(yǎng)了大批的技術人才,形成了強大的技術壁壘和專利壁壘。且多次的并收購案,讓EDA龍頭加快了技術與專利的積累。
國內EDA企業(yè)發(fā)展較晚,目前主要以點工具為主,工具鏈不完整,流程類的涉及較少,目前國內只有華大九天在模擬電路擁有全流程覆蓋能力,而國外三巨頭則覆蓋了產業(yè)鏈的各個方面。此外,國產EDA目前尚不能滿足尖端制程的要求,由于EDA處在最上游位置,因此EDA必須比芯片的工藝更先進。
營收規(guī)模
EDA需要大量的資金投入。
新思科技在營收、業(yè)務等方面無疑是規(guī)模最大的EDA相關企業(yè),根據(jù)新思科技的財報顯示,2021年其營收為42億美元,其中研發(fā)費用占比達36%(5.13億美元);楷登電子2021年的營收為26.83億美元,研發(fā)費用占比高達38%(11.34億美元)。西門子EDA財務狀況不對外公開。
目前國內的EDA企業(yè)中,華大九天2021年營收為5.79億人民幣,概倫電子2021年營收為1.94億人民幣,可見國內EDA企業(yè)的營收與龍頭之間的差距較大。
不過在市盈率(TTM)上,新思科技為59.94,楷登電子為67.68,概倫電子為584.39,華大九天為467.11,資本市場對于國產EDA的前景持看好態(tài)度。
幾經周折的國產EDA興起之路。
獨木難成林
上世紀80年代——中國EDA技術資源尤為稀缺。
1986年——中國動員超過200名專家共同開展國產EDA研發(fā),中國EDA技術才慢慢開始有起色。
1993年——中國首套國產EDA熊貓系統(tǒng)終于問世,它不僅填補了中國在EDA產業(yè)領域的空白,也讓中國借此打破國外封鎖,順利進入國際市場。
1994-2008年——中國EDA再遇轉折。
Cadence早于1992年率先進軍中國市場,Synopsys、Mentor Graphics(Siemens EDA)緊隨其后,三巨頭迅速占據(jù)了中國大部分EDA市場,國產EDA熊貓系統(tǒng)猶如曇花一現(xiàn),彼時,國內只有少數(shù)EDA企業(yè)成立,還需要很長時間發(fā)展。
眾星冉冉升
2008年,中國工信部啟動“核高基”重大專項計劃,在官方的大力扶持之下,國內EDA產業(yè)逐漸復蘇,華大九天、概倫電子、九同方微電子、芯和半導體等第一批國產EDA企業(yè)出現(xiàn)。
“十二五”和“十三五”期間,我國積極推進國內EDA的發(fā)展,各地方踴躍部署EDA產業(yè),通過一系列相關政策實施,推動EDA企業(yè)進一步發(fā)展。2021年工信部在《“十四五”軟件和信息技術服務業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中明確提出,要重點突破工業(yè)軟件,補足關鍵基礎軟件短板設計電子設計自動化軟件(EDA)。
歷經多年,目前主要的國產EDA企業(yè)包括華大九天、國微集團、芯華章、廣立微、概倫電子、芯和半導體等在內。
2021年,國內龍頭華大九天在深交所創(chuàng)業(yè)板上市,概倫電子在上交所科創(chuàng)板上市,此外,一些新晉企業(yè)也屢獲融資,如芯華章、比昂芯科技、玖熠半導體分別完成數(shù)億元Pre-B+輪融資融資、近億元天使輪融資、數(shù)千萬元Pre-A輪融資等。
華大九天、芯和半導體、國微思爾芯、概倫電子、廣立微等EDA企業(yè)已在一些特定領域(模擬IC、FPD)及部分點工具(后仿真、時序分析等)上攻克了技術壁壘,但在全流程的EDA平臺、產業(yè)鏈生態(tài)等方面和海外廠商還有著一定的差距,國產替代仍然任重而道遠。
如同先進制程,EDA是一個高度壟斷的行業(yè),非一朝一夕就能突破壟斷。當下,國內大多數(shù)芯片設計公司仍在采用進口的EDA工業(yè)軟件來設計芯片,美國一旦斷供EDA軟件,短時間內國內芯片企業(yè)肯定會受到一定的影響。
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