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国产EDA“多点开花” 中外三大差距详解

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更多 发布于:2021-11-05 14:09
[color=var(--t1)]近年来,一方面得益于全球产业转移,我国集成电路产业正在崛起,本土IC产业链上涌现出一批优质企业,例如华为海思、中芯国际、长电科技等,对于EDA工具需求增加;另一方面,美国商务部对华为断供EDA工具,使得发展国产EDA变得更加重要和紧迫,我国EDA行业进入国产化的关键阶段。
[color=var(--t1)]国内EDA行业目前呈现“多点开花”的局面,少数公司实现了特定领域的全流程覆盖,大部分公司聚焦某个点工具。
[color=var(--t1)]华大九天:从事设计类EDA,模拟电路、平板显示电路已经实现全流程覆盖。数字电路、晶圆制造EDA已经有部分点工具,正在向全流程完善。
[color=var(--t1)]思尔芯:主要聚焦数字芯片的前端验证,利用FPGA进行原型验证,此点工具中位列全球第二。
[color=var(--t1)]概伦电子:主要针对反正测试环节,设计类业务在存储领域有优势可实现部分替代,制造类业务聚焦在晶圆厂。
[color=var(--t1)]广立微:从事制造类EDA,聚焦在芯片成品率提升,当产品芯片设计版图完成后,根据对产品芯片的分析,完成测试芯片的测试结构、外围电路设计,生成测试芯片设计版图。
[color=var(--t1)]芯愿景:聚焦于逆向设计,起家时聚焦反向设计中需要的软件,接着做完整的反向设计,之后开拓到IP和设计外包。
[color=var(--t1)]华大九天2020年营收4.15亿元,已经成为本土收入体量最大的厂商,其他公司均处于1-2亿体量。2020 年思尔芯、广立微、概伦电子分别为1.33、1.24、1.37亿元,芯愿景在2019年有1.60亿元。2020年各家公司均实现盈利,除华大九天刚突破1 亿利润,其他均几千万的体量。大部分公司的收入增长都在50%甚至翻倍的增长。
[color=var(--t1)]根据赛迪顾问数据,2019 年中国EDA市场国产化率仅为10%,国产化之路道阻且长。中外之间差距主要体现在产品、人才和生态上。产品方面,海外EDA产品矩阵更全,三大巨头实现了芯片设计全流程覆盖,国产厂商尚未实现芯片设计全流程覆盖,根据我们测算,国产龙头华大九天产品覆盖率约为40%,与海外巨头差距较大;技术更强,海外三巨头产品支持最先进的2nm工艺制程,而国内厂商不支持或仅有部分产品支持先进工艺;业务更广,IP业务已经成为海外EDA巨头的重要营收来源,但国内EDA厂商几乎没有IP业务。人才方面,国内EDA人才匮乏,根据赛迪顾问数据,2020年我国EDA行业从业人员数量约为4400 人,全球为4 万人,多服务于海外三巨头。同时,国内EDA人才培养体系尚未成熟,EDA人才后备力量薄弱。生态方面,一方面,海外半导体产业链齐全,技术先进,为海外EDA厂商快速发展提供了强力支持。另一方面,海外EDA产业生态繁荣,2020年公司数目多达600多家,为EDA并购成长提供了肥沃土壤。而国内EDA产业仅有几十家,可并购标的较少。
[color=var(--t1)]1、产品方面:
[color=var(--t1)]海外EDA产品更全更强
[color=var(--t1)]海外EDA产品矩阵更全。从EDA产品矩阵的完整度来看,根据我们测算,EDA工具链大约有40个细分领域,国内厂商尚未如国际三大家一样实现EDA全流程、全细分领域的覆盖。国产EDA龙头华大九天,也仅能够实现模拟芯片设计和平板设计全流程覆盖,覆盖率约为40%,其他国产EDA厂商产品多为点工具,尚不能为客户提供全流程产品服务。
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[color=var(--t1)]图1:非数字IC设计领域公司产品覆盖情况数据来源:各公司官网
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[color=var(--t1)]图2:数字IC设计领域公司产品覆盖情况数据来源:各公司官网
[color=var(--t1)]海外EDA产品支持的先进工艺更高。从EDA产品的技术先进性看,国际三大巨头产品能支持的最先进工艺已经达到2nm,而国内厂商尚不能,或者仅有部分产品支持最先进的工艺制程。如华大九天的模拟设计全流程工具中,仅有一款电路仿真工具支持5nm制程,其余仅支持28nm制程,思尔芯的EDA产品仅支持10nm制程。
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[color=var(--t1)]表1:国产EDA公司与三大巨头支持最先进制程对比数据来源:各公司官网(华大九天仅部分产品支持5nm,概伦电子、广立微、思尔芯仅能提供点工具)
[color=var(--t1)]IP已经成为海外EDA公司的重要收入,但国产EDA公司尚未大规模布局。IP(IntellectualProperty Core)是芯片设计图中具有独立功能电路模块的成熟设计。设计师可以把成熟的IP模块设计应用于多个复杂的芯片的电路设计图中,能避免复杂和重复的设计工作,缩短设计周期,提高芯片设计的成功率。IP已经成为EDA公司的重要收入,Synopsys和Cadence IP市场占有率为全球第二和第三,仅次于Arm。2020 年,Synopsys的IP收入占总营收比重已经达到33%。但国产EDA厂商,大多还在研制EDA工具,未有IP产品。海外EDA产品客户粘性更高。从20世纪70年代,软件被用于辅助芯片设计算起,国外EDA产业已经发展近50年。国产EDA产业起源于20世纪80年代,曾经一度推出了具有自主知识产权的“熊猫”EDA工具,但20世纪90年代,随着海外EDA巨头进入中国市场,“造不如买”的思潮下,国产EDA产业陷入了十几年的沉寂,直到2008年国家“核高基”项目将EDA列入其中,国产EDA产业才重新焕发生机。而此时,海外EDA巨头已经连续蓬勃发展50年,先发优势明显。国产EDA与三大巨头的差距不仅是软件本身呈现出来的数据的准确性和使用习惯界面,还体现在产品在整个行业内的认知和接受度。当客户使用国产EDA跑出数据与国际巨头EDA工具不一致时,甚至需要国产厂商对结果进行解释。
[color=var(--t1)]2、人才方面:
[color=var(--t1)]国内EDA专业人才匮乏
[color=var(--t1)]国内EDA专业人才数量较少,且多数任职于外资EDA企业。根据赛迪顾问数据,2020年我国EDA行业从业人员数量约为4400人,其中本土EDA企业总人数约2000人。虽然相比2018年的700人有了大幅度的增长,但是相比于海外还是存在较大差距。根据第23届中国集成电路制造年会披露数据,全球EDA行业从业人数在4万人左右,而仅Synopsys拥有员工数量就达到了1.5万人。
[color=var(--t1)]我国EDA储备人才培养体系不够完善。根据新思科技中国区副总经理陈志昌先生所言,培养一个EDA人才不容易,从高校课题研究到能够真正实践从业,往往需要十年的时间,因此EDA人才培养体系十分重要。海外EDA培养体系较为成熟,2015 年,美国SRC公布了STARnet计划,计划在五年内向六个大学研究中心投资1.94 亿美元,其中多个项目直接与EDA相关。
[color=var(--t1)]Synopsys进入中国以来,已经与清华大学、东南大学、华中科技大学等知名高校合作,为其提供软件支持,成立合作交流中心。我国目前仅有少数院校拥有EDA方向的研究和人才培养计划,国产EDA公司与高校的合作也是刚刚开始,人才培养体系还不够完善。
[color=var(--t1)]3、生态方面:
[color=var(--t1)]海外EDA生态更为繁荣
[color=var(--t1)]海外半导体产业链更为齐全。EDA软件不是独立发展的,EDA需要与芯片设计厂
[color=var(--t1)]商和晶圆制造厂共同协作,打磨产品,推进技术的进步。海外半导体产业链齐全,有英伟达、英特尔和AMD等头部芯片设计厂商,也有三星、台积电、格罗方德等大型晶圆制造厂,能够给与EDA厂商及时的反馈,促进EDA产品的改进。
[color=var(--t1)]海外EDA并购土壤肥沃。EDA三大巨头主要通过并购补全自身产业链,并购需要的不仅仅是资金,还有可以并购的优质标的。根据crunchbase数据,2020年,海外共有600多家(美国200多家),这为巨头并购提供了丰沃的土壤,而国内仅有几十家EDA国产企业。
[color=var(--t1)]4 未来可期:
[color=var(--t1)]政策与资本助力国产EDA
[color=var(--t1)]政策端,我国近年来政策力度不断加大对EDA行业的扶持。从2008年EDA入选国家“核高基”项目开始,国家开始颁布一系列政策支持国产EDA的发展,2016年,国家陆续出台集成电路设计领域的重点布局事项和相关税收优惠政策,2019年,国家再次对集成电路设计领域进行了税收优惠,随后开展了2019-2022制造业设计能力提升专项行动。
[color=var(--t1)]资本端,资本市场开始关注国产EDA行业。越来越多的投资者注意到国产EDA行业的重要性,开始投资国产EDA初创公司,助力国产EDA行业的发展。根据芯思想数据,2020年EDA行业融资次数已经达到16次,远超2010年的1次。
[color=var(--t1)]EDA是芯片行业的“工业母机”,2020年以几十亿美元的市场规模撬动全球几十万亿美元的数字经济,战略意义重大。2019年中国EDA市场国产化率仅为10%,国产化之路道阻且长,但在政策和资本的支持下,国产EDA市场已经迎来光明,产业生态逐渐繁荣。(校对:June)


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