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【科创先声】科创板新受理电子设计自动化产业链公司EDA软件发展怎么看?【安信诸海滨团队】
时间: 2023-10-02 20:44:13 |   作者: 国际足联竞猜官网首页

  原标题:【科创先声】科创板新受理电子设计自动化产业链公司,EDA软件发展怎么看?【安信诸海滨团队】

  EDA全称为电子设计自动化,是一种在计算机辅助下,完成芯片设计的具体方案输入、处理、模拟、验证的软件工具。IC产业链上游负责技术支撑,包括提供电子设计自动化软件开发、授权和服务的EDA企业;中游为制造商,下游为应用领域系统厂商。可以说,EDA位于IC产业链最顶端的位置,具有牵一发而动全身的重大影响力。EDA最早是未解决IC布局布线年代,为了改善传统制图方式的低效率,工程师开始用计算机辅助设计电路板。此后由计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助测试(CAT)和计算机辅助工程(CAE)等软件发展出如今的EDA软件。由于EDA需要数学优化和物理实现并重,对算法能力要求高;属于数学、物理和计算机交叉领域,需求复合型人才;离不开理论模型与工艺结果间相互验证,需要先进的芯片制程能力;客户对软件性能要求高,大型公司的客户粘性大,中小企业难以生存等几大原因,具有较高的技术和行业壁垒。

  行业格局:Synopsys、Cadence和Mentor三巨头在国际市场占比超过60%,在国内市场更是占据95%的份额

  2019年第一季度,全球EDA营业收入达到26亿美元,同比增长16.3%。2016至2019年,国内EDA市场占有率由4.3亿美元增长至5.4亿美元,年均复合增长率7.89%。全球市场上,Synopsys、Cadence和Mentor三大巨头垄断多年,三家巨头一方面投入巨额资金和科学技术人员,2018年Synopsys的研发投入超过10亿美元,Cadence超过8亿美元;另一方面不断收购其他的点工具公司以迭代技术,保持行业领先水平。中小公司的发展路径一般为开发出某细致划分领域的先进点工具,而后被收购。国内市场方面,华大九天是目前国内顶级规模、技术实力最强之一的EDA有突出贡献的公司,拥有多项世界领先技术。国内还有芯禾科技、广立微、博达微等EDA公司。EDA公司提供给IC公司的一般是全套工具,所以EDA产品集成度越高越有优势。国外巨头基本都可提供全流程解决方案,但国内企业主要是在细致划分领域的点工具上有所突破,而缺乏完整可用的全流程工具链。此外,EDA厂商需要和晶圆代工厂密切配合,但我国目前先进制程代工也较为落后,且知识产权保护力度也需要加强。近年来,IC产业的发展、政策支持与贸易战倒逼工业软件自主可控等因素带给了国产EDA新的发展契机。

  芯愿景成立至今,已建立集成电路分析、集成电路设计与EDA软件授权三大业务板块。企业具有贯穿业务全流程的6个EDA 软件产品线个软件产品。依托于自主IP平台和EDA软件的集成电路设计服务,在工业控制、汽车电子、安防监控、网络设备、物联网和智能硬件等领域提供一站式芯片设计服务。2017至2019年公司营业收入分别为0.74亿元、1.14亿元、1.6亿元,三年CAGR47.04%。主要经营业务收入占总收入比例均在94%以上,主营业务突出。2019年公司综合毛利率53.93%,净利润7534.45万元,净利润率46.98%。

  2020年5月19日,上交所官网披露了北京芯愿景软件技术股份有限公司招股书。芯愿景成立于2002年,主要依托自主开发的电子设计自动化(EDA)软件,开展集成电路分析和设计服务,目前已建立集成电路分析、集成电路设计及EDA软件授权三大业务板块。公司拟发行不超过2062万股股份,募集资金6.65亿元,大多数都用在新一代集成电路智能分析平台研发项目、面向物联网芯片的IP核和设计平台开发及产业化项目、面向高端数字芯片的设计服务平台研发项目、研发中心升级强化项目及补充流动资金。基于此,我们尝试对EDA产业进行梳理和分析,提出如下思考:(1)EDA市场的技术难点、市场规模和趋势如何?(2)行业当中的玩家的竞争格局情况如何?(3)作为有代表性的芯愿景公司,到底硬实力如何?

  EDA(Electronics Design Automation)电子设计自动化,是一种在计算机的辅助下,完成芯片设计的具体方案输入、处理、仿真和下载的设计软件。EDA软件与材料、制造设备共同构成了集成电路的三大基础。

  芯片设计分工复杂、工艺精细,所以EDA软件并不单指一个软件,而是涉及近百种不同技术,涵盖多种点工具的软件工具集群。EDA依托计算机,可实现编译化简、优化仿真等功能,在芯片制造、封装测试环节也有应用,能够加速验证过程、提高结果质量、优化功耗和性能。它帮助 IC 设计者从概念、算法、协议等开始设计电子系统,实现对逻辑的编译化简、分割、布局和优化,完成从电路设计、性能分析到设计版图的复杂过程。

  IC产业上中下游分工明确。产业链上游为支撑层,最重要的包含技术服务商、软件供应商、材料及设备供应商等。其中,技术服务商针对 IC 设计、生产、测试、封装及研发技术等环节提供各类模块化、专业化技术服务;软件供应商从事电子设计自动化软件开发、授权和服务;材料及设备供应商提供 IC制造所需的晶圆片、光刻胶、掩模版等原材料以及硅片制造、晶圆制造、封测及辅助设备。其中,EDA软件公司位于最顶端、最上游。

  产业链中游为制造层,最重要的包含IC设计、生产、封装和测试企业。其中,IC设计企业研究设计IC系统、逻辑、电路和性能,产出物理设计版图;IC生产企业负责晶圆生产;IC封装企业将加工完成的晶圆进行切割、封塑和包装,形成芯片产品;IC测试企业检测芯片的可靠性和稳定能力。此类企业的芯片设计、制造依赖于计算机技术,是EDA软件的客户。

  产业链下游包括各应用领域的系统厂商或制造商。该类企业将各类芯片成品集成于自身产品(如工业产品、消费电子科技类产品、计算机相关这类的产品、通信及周边产品)中并投入市场。

  IC产业,乃至半导体行业呈现下图所示的倒金字塔结构,EDA软件位于产业链最上游、最顶端的位置,是整个产业的基石,具有牵一发而动全身的重大影响力。现今复杂的芯片包含上亿晶体管,设计过程需要持续的模拟和验证,离开专业的EDA工具而完成设计、制造是几乎不可能的。EDA软件具极高的技术壁垒且类别庞杂,根据美国一家EDA咨询公司GSEDA(2018年由另外一家咨询公司收购)统计,EDA共涉及到九十多种不同的技术,综合了数学、图论、物理、材料、工艺等多学科的知识。

  EDA最早是未解决集成电路布局布线年代是EDA的早期阶段,CAD计算机辅助设计阶段,为了改善传统制图方式的低效率,工程师开始用计算机帮助设计电路板,用图形编辑工具代替布线等重复性较高的劳动。同时期UC Berkeley开发了一个求解电路的数据软件,也即后来的电路仿真软件SPICE(Simulation Program with IC Emphasis),由此开始了利用计算机帮助电路设计的历史。20世纪80年代,不同的CAD工具被整合起来,EDA技术发展为半导体芯片设计技术。20世纪90年代以后,以高级语言描述、系统级仿真为特点的EDA技术出现。这种可以设计电路的软件逐渐成熟并且商业化,由计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助测试(CAT)和计算机辅助工程(CAE)等软件进化至如今的EDA软件。随着IC工艺制程缩小、设计规模及金属层数增加,IC行业对利用计算机提高设计自动化程度的需求持续提升,EDA已成为业内设计者设计和研发必需、也是最重要的软件工具。

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