云廷投资 | EDA,国产替代正当时

发表时间: 2022-05-29 17:33:25

作者: Wl

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目前,EDA软件已经成为了我国在芯片的设计和制造方面被“卡脖子”的关键领域之一。随着中美大国对抗的加剧,EDA软件国产替代已经迎来了最好的发展机遇。

在目前国内急需解决的“卡脖子”项目中,EDA(电子设计自动化)是半导体和集成电路领域最需要实现技术自主的细分领域之一。从2019 年起,国外的主要EDA企业开始对华为等国内企业进行技术封锁,使得国产EDA实国产替代一下子变得现实而急迫起来。

 

全球市场,巨头垄断

 

EDA(Electronic design automation)是指利用计算机软件来辅助完成超大规模集成电路芯片设计、制造、封装、测试等流程的设计方式。随着芯片设计复杂程度的不断提升,EDA不断融合了图形学、计算数学、微电子学,拓扑逻辑学、材料学及人工智能等技术,渗透到芯片设计生产的各个环节,已经成为芯片设计和集成电路领域的上游基础工具,也成为了设计师进行电路设计、版图设计、版图验证、性能分析等工作必须依靠和使用的工具。在使用中,EDA软件可以分为设计类和制造类两种,设计类主要应用于芯片设计阶段,包括天线布局、功能设计、仿真模拟、物理验证等功能,制造类主要应用于芯片生产、测试和制造阶段。

 

在芯片/集成电路产业链结构中,EDA发挥着加速器的功能,对半导体行业生产效率、产品技术水平的影响越来越大。可以毫不夸张的说,现代EDA工具支撑着规模庞大的半导体产业的发展,让更大规模的集成电路成为可能,并极大地降低了软件的设计成本。一个好的EDA软件,可以使集成电路设计人员减少设计偏差、提高流片成功率及节省流片费用,帮助芯片制造工艺不断演进提升,从而提升芯片制造企业的竞争力。相反,如果离开了或没有合适的EDA工具,一个国家的半导体产业将失去进一步发展的根基,也将很快被市场所淘汰。

 

目前,全球EDA市场规模呈现稳定上升趋势。据统计,2020年全球EDA市场规模为114.67亿美元,其中北美约占 40%,是EDA技术最为发达的地区,亚太地区(主要是中日韩)约占40%,其他地区约占20%。

 

在全球范围内,EDA市场国际巨头基本处于垄断格局。其中,Synopsys、Cadence和Siemens EDA三大巨头占据了全球EDA市场近80%的市场份额,是行业的领导者和垄断者;紧随其后的是包括Ansys华大九天等在内的其他几家企业,它们在部分领域或局部领域占据一定的市场份额成为行业的主要跟随者和参与者,合计占据整个市场不到20%的份额。除此之外,还有一部分包括初创企业或者特定领域内的专业公司,但在规模、品牌、市场和影响力方面被远远的抛在了后面,它们只是市场的参与者

 

国内市场,外资独大

 

追本溯源,我国EDA 产业发展任重而道远。国内开始投入 EDA 领域研发并不晚,1988 年国产EDA工具“熊猫系统”就已经开始研发工作90 年代初中国历史上第一款具有自主知识产权的 EDA 工具——“熊猫 ICCAD 系统”上线,并获得国家科学技术进步一等奖,实现了我国EDA领域从0到1的突破,也使我国EDA产业与国际先进水平的差距大幅缩短。但其后随着国外EDA 工具倾销式的大量进入和国内政策市场支持力度的不足,我国EDA产业整体进入“萧条”,导致国内相关产业对外资EDA软件的依赖综合症开始越来越严重,国内半导体集成电路产业链相关上下企业、科研院所几乎清一色的装备看似价格便宜技术成熟的三大EDA巨头的软件,国产EDA工具被弃之如敝履直到进入2008 年后,随着EDA断供风险的日益迫近和相应国产化相关产业政策的调整,国家科技重大专项“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品”实施方案经国务院常务会议审议并原则通过国产 EDA企业开始迎来新的曙光;其中,作为《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020 年)》所确定的国家十六个科技重大专项之一,EDA 行业重新获得了国家政策的大力鼓励和扶持,也正是从这时起,包括华大九天、概伦电子、广立微电子、国微集团等在内的国产第一批国产EDA 企业相继成立并被重点扶持,并逐步被市场越来越多的认识和接受;随后,《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展若干政策的通知》(8号文)在财税、进出口、投融资、科研、人才、知识产权、市场应用、国际合作等八方面就半导体产业尤其是EDA领域发展予以大力扶持。2019年以来,再次挥舞制裁大棒,EDA三巨头终止了与华为海思的合作,EDA软件正式成为美国对华封锁的武器,成为了我国最急需解决的关键“卡脖子”领域之一,既为国产芯片的发展蒙上了一层阴影,也为国内集成电路设计及制造企业开始实现EDA软件的进口替代提供了巨大发展机遇从我国EDA产业几十年的发展历程可以看出,只有把关键核心技术掌握在自己手中,才能从根本上保障国家经济安全、国防安全和其他安全;而作为关键的基础软件,EDA国产化势在必行,也不得不行。

 

国内EDA市场正在快速成长中。2018-2021年国内EDA市场年均增长率超过20%,截止2021年中国整体市场规模超过100亿元,占全球市场份额的近10%,并且还在持续增长中。相信随着国内半导体产业的发展和国内EDA企业的持续发力,中国EDA市场将迎来真正的黄金发展期。

 

从目前的市场竞争格局来看,国内市场依然是寡头垄断的格局。目前,国内EDA市场80%的份额基本被Synopsys、Cadence和Siemens EDA三家企业把持,2018-2020 年我国国产 EDA 工具在国内市场销售份额分别为 6.2%、8.3%、11.5%,尽管市占率逐步提高,但仍处于较低水平,海外厂商依旧占据绝对优势,内资企业的市场份额比例仍然很低;从数量上看,国内稍有规模的EDA企业已经有20多家,虽然数量也不少,但也大多是最近几年才成立的,真正具有规模、实力、品牌和影响力的企业还是凤毛麟角。从规模看,国产EDA企业实力还比较弱小,2020年我国本土EDA企业在本土市场营业收入约为 7.6 亿元,作为本土EDA龙头的华大九天,国内市场份额约 6%,与三大国际巨头相比差距还是十分巨大。

 

国产替代,与时间赛跑

 

在巨大的市场机遇和卡脖子的困境重压之下,EDA企业国产替代正当时。目前,我国芯片设计企业所使用的EDA工具仍然主要来自于西方国家,一旦西方全面限制中国使用EDA软件,国内大部分芯片设计和制造厂商可能都要停摆,中国的芯片产业将遭受巨大损失,这将对我国半导体相关产业甚至整个国家经济的健康持续发展造成重大不利影响。2021年2月19日,中央全面深化改革委员会第十八次会议提出,加快攻克重要领域“卡脖子”技术,有效突破产业瓶颈,牢牢把握创新发展主动权。为了创造稳定的产业发展环境、打造完善的集成电路供应链体系,我国亟需提升国产EDA工具软件技术水平,加速EDA工具国产化替代进程。

 

虽然国内企业实力还弱小,但发展势头良好。虽然目前国内 EDA 企业还难以提供全流程产品,但在部分细分领域已经具有一定优势,个别点工具功能强大,如华大九天是世界唯一提供全流程 FPD 设计解决方案的供应商,具有较强市场竞争力;概伦电子在SPICE 建模工具及噪声测试系统方面技术处于领先地位,业内称“黄金标准”;广立微电子在良率分析和工艺检测的测试机方面产品具有明显优势。在市场占有率方面,目前本土EDA领域领头企业华大九天在国内市场份额占比近6%,已经开始超越部分外企。此外,大批资本开始纷纷涌入初创的EDA公司,如在2021年EDA领域融资事件就超过15起,包括上海立芯在内的10多家初创企业获得投资机构的资本加持,资本的青睐和加持将极大促进本土EDA企业的快速发展;与此同时,国内4家较为领先的EDA公司也纷纷开始冲击IPO,概伦电子实现科创板成功上市,华大九天、广立微、国微思尔芯科也都完成了上市申报,相信随着资本化程度的提升,国产EDA企业成长的黄金期即将到来。

 

未来几年,将是我国EDA企业加速追赶行业领先者,实现国产替代的关键时期。从短期来看,行业巨头的技术优势和生态壁垒依然存在,三大巨头垄断EDA市场的局面还将持续;从长期来看,以华大九天在内的国内优质EDA企业得益于各项扶持政策进入快速成长通道。在实现技术追赶的关键时期,一方面仍需持续的产业政策扶持来鼓励EDA企业进行产品创新坚持在核心技术自主可控上持续布局,另一方面要在国家政策层面为优质EDA企业提供更多的资本投入和金融服务,支持其通过股权融资、首发上市或并购重组等多种方式融资提高EDA企业的市场竞争力。对于EDA企业来说,要进一步加快海内外高层次人才的引进以及通过产教联盟等方式的人才培养,客户需求引导加强产业链上下游协同合作培育行业新生力量,并在先进工艺、先进封装、人工智能、云技术等方面寻找市场突破口,朝着局部解决方案、全流程解决方案方向发展;同时,尤其要积极利用资本市场手段,寻找那些在特定细分市场领域已经被市场证明成功的产品及其企业,通过并购、联合方式迅速扩大业务和市场规模、进行技术整合、补全领先产品技术,迅速做大做强形成强大的品牌和市场影响力,逐步实现EDA领域的全面国产替代。

 

时代的帷幕已经拉开,国产替代的进程正在加快,让我们拭目以待国产EDA企业奇迹时刻的到来。


郑重声明:本文仅代表作者观点,不代表云廷投资立场。本文不对您构成任何投资与决策建议,据此操作,风险自担。

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