EDA(ElectronicsDesignAutomation),中文叫電子設計自動化,被譽為集成電路的“搖籃”、命門,是芯片設計最重要的軟件設計工具。利用EDA工具,工程師將芯片的電路設計、性能分析、設計出IC版圖的整個過程交由計算機處理完成。
在這一重要產業,不管是國內還是全球的市場份額主要都由三大巨頭Synopsys(新思科技)、Cadence(楷登電子)和Mentor(明導)分食。
“第一名吃肉,第二名喝湯,第三名舔碗,第三名以后啥也沒了。”國內EDA企業華大九天董事長劉偉平曾在接受第一財經記者采訪時如此形容EDA行業現狀。
但自華為受阻后,國產EDA工具進入了發展“快車道”。根據芯思想研究院的統計,2020年中國EDA公司保有數量28家,而在2017年只有16家,3年時間EDA公司保有數量增長了75%。
記者注意到,經過兩年多的發展,國產EDA企業在單點上取得了突破,但仍不能像美國巨頭那樣提供覆蓋全部設計流程的平臺。但隨著下半年幾家國產EDA巨頭的上市,國產芯片設計工具與國際廠商的差距有望縮小。
百億美元市場國產企業份額不足兩成
經過幾十年的發展,EDA軟件目前幾乎涵蓋了從仿真、綜合到版圖,從模擬到數字再到混合設計等IC設計的多個方面,已成為IC設計中必不可少的基礎工具。
根據調研機構ESDAlliance的數據顯示,2019年全球EDA軟件規模首次超過100億美元,達到102.7億美元。2020年1到9月,全球EDA軟件市場規模為84.4億美元,同比增長10.3%,2020全年超過110億元美元。
但百億美元的市場國產廠商能夠拿到的份額卻非常少。
根據2020世界半導體大會EDA發展分論壇上公布的數據顯示,2019年我國EDA市場規模約為5.8億美元(約37億人民幣),僅占全球市場的5.6%。中國EDA廠商總營收不到4.2億元,只占全球市場份額的0.6%。國內EDA市場超過85%的份額由國際廠商占據。
長期以來,寡頭壟斷、技術壁壘高,投資周期長,缺乏產業生態以及人才短缺制約著國內EDA企業發展。
國信證券指出,相對國際巨頭國產EDA差距有三方面,一是缺少數字芯片設計的核心工具模塊,無法支撐數字芯片全流程設計。二是對先進工藝支撐不夠,暫未進入先進代工廠的聯盟。三是缺乏制造及測試EDA系統,無法支持集成電路封測的應用需求。
國泰君安則在最新研報中表示,對于新進入者來講,EDA行業具有技術、市場規模、用戶、生態“四大壁壘”。由于EDA軟件處于整個半導體、微電子產業的最前端,市場規模與集成電路產業的整體規模相比還非常小,海外三大廠商壟斷的格局基本形成后,有限的市場空間成為限制新進入者發展的重要因素。
在用戶壁壘方面,作為芯片設計環節必不可少的工具軟件,芯片設計廠商、工程師對已有成熟軟件的依賴、切換到新軟件所付出的學習成本都成為下游客戶不愿嘗試新EDA軟件的重要因素。同時,由于芯片設計環節較多、流程復雜,看重廠商提供連續覆蓋多環節的EDA“工具包”、“工具鏈條”的能力,而這往往是只在某一領域實現“點突破”的新進入者的弱勢。
此外,領先的EDA廠商往往通過與IP核廠商、代工廠深化合作,構建互相嵌合的生態結構。通過新EDA、新IP、新制造工藝的互為支持、共同發展,進一步把握芯片的發展方向,杜絕后來者趕超的可能性,構建生態壁壘。
業內人士對記者表示,現在國內的幾家領先的 EDA 公司,目前都沒辦法實現設計平臺化,更多的是在點狀突破,譬如華大的 ALPS 在電路仿真領域,芯和的 IRIS 在電磁仿真領域,對于設計企業來說,產品大規模換跑道的成本較高。
寡頭競爭下的求存與突圍
雖然全球EDA市場的格局已趨于穩定,但兩年前華為的受制為這一市場帶來了機會“窗口”。
兩年前,全球三大EDA巨頭與華為海思的合作相繼中斷,雖然華為已經購買了產品當前版本,但三巨頭依然暫停了對華為EDA軟件更新以及銷售新的EDA相關產品。從那時候起,華為旗下投資公司哈勃科技開始了對國產EDA企業的投資,包括了湖北九同方微電子、無錫飛譜電子和上海立芯軟件三家國產EDA企業。
而在國際貿易環境不穩定的情況下,也讓其他科技企業開始增加對國內EDA企業的關注,并帶去了更多訂單。
賽迪智庫集成電路研究所公布的數據顯示,我國2020年EDA全年行業總銷售額達到66.2億元人民幣,同比增長20.0%,實現連續增長。而我國自主EDA工具企業2020年總營業收入為9.1億元人民幣,同比增長51.5%。其中在本土市場營業收入達7.6億元人民幣,同比增幅65.0%,占國內市場份額的11.4%
目前,國內大大小小的EDA企業目前已經接近30家,而在過去3年,國產EDA公司保有數量增長了75%。目前處于國產EDA軟件一線陣營的主要有華大九天、國微集團、概倫電子、芯和半導體、芯華章等公司,其中,概倫電子、國微思爾芯分別在科創板簽署了上市輔導協議,華為九天則已提交了IPO申請。
在華大九天公布的招股說明書中可以看到,2018-2020年,華大九天的主營收入分別為1.4億元、2.5億元、4.1億元,凈利潤則分別為4851.94萬、5715.77萬、1.04億元,處于雙增長通道。而研發投入則在三年中從7500萬增長到1.8億元,投入強度不斷增加。
無論是從營收還是研發金額來看,國內EDA企業與海外公司的差距仍然巨大。以Synopsys為例,Synopsys 成立于1986 年,總部位于美國硅谷,是全球排名第一的EDA解決方案提供商。2020年的營收達到238億元,凈利潤為43億元,研發投入為83億元。
前Synopsys內部員工對記者表示,“國產EDA廠商還處于拼圖階段,有各自擅長的領域,但是版圖還不夠大,對于客戶而言還是需要大量購買前三大EDA企業的產品,再配以本土較為成熟的解決方案。”
尤其是對于成熟的電子消費行業,產品通常半年到一年就要更新換代一次,使用國際公司的全流程對于國內芯片設計公司是最高效的,這也是制約國內EDA廠商發展的重要原因。
但從市場價值來看,實現半導體EDA軟件與設備的“自主可控”勢在必行。
賽迪表示,2020年我國集成電路領域投融資異常火熱,大量企業進入集成電路領域,為EDA市場帶來眾多增量客戶。EDA工具作為芯片產品開發的基礎,眾多增量客戶將在今后的一段時間內對我國EDA市場發展起到積極作用。
上述機構預測,2024年,我國EDA工具市場規模有望達到115億元人民幣,2020至2024年的市場規模符合年均增長率近17%,遠高于全球平均水平,市場份額占比從2020年的13.3%提升至2024年的16.1%。
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