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半导体国产替代再加速,EDA环节迎重大机会

作者:智深财经 来源: 头条号 90704/22

今年以来AI、半导体等板块迎来重要催化,软硬件、应用端轮番登场。集成电路上游的EDA还未受到密集关注,或存在补涨机会。去年从佩罗西窜台到美国《芯片与科学法案》的签署均刺激半导体及其核心环节EDA软件的国产化情绪。包括去年美国商务部发布对ED

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今年以来AI、半导体等板块迎来重要催化,软硬件、应用端轮番登场。集成电路上游的EDA还未受到密集关注,或存在补涨机会。去年从佩罗西窜台到美国《芯片与科学法案》的签署均刺激半导体及其核心环节EDA软件的国产化情绪。包括去年美国商务部发布对EDA软件工具等四项技术实施出口管制都将加速中国实现核心产业自主可控的进程。



EDA是设计芯片的软件

EDA是指利用计算机软件完成大规模集成电路设计、仿真、验证等流程的设计方式。EDA软件是集成电路领域的上游基础工具,贯穿于集成电路设计、制造、封测等环节,是集成电路产业的战略基础支柱之一。


EDA产品线繁多,按照集成电路产业链划分,集成电路EDA工具可以分为制造类EDA工具、设计类EDA工具及封测类EDA工具。晶圆厂借助器件建模及仿真、良率分析等制造类EDA工具来协助其进行工艺平台开发,工艺平台开发完成后,晶圆厂建立集成电路器件的模型并通过PDK或建立IP和标准单元库等方式提供给集成电路设计企业。设计类EDA工具则是基于晶圆厂或代工厂提供的PDK或IP及标准单元库为芯片设计厂商提供设计服务。封测类EDA工具主要是提供封装方案设计及仿真的功能,从而帮助芯片设计企业完成设计。



EDA工具分类


芯片制程进步推动EDA变革。随着芯片制程进步,单颗芯片中晶体管数量呈现指数型增长,制程突破14nm后,芯片设计中为防漏电等问题,硬性规则增加,EDA所能实现的变通空间受压缩,EDA行业面临变革。


全产业链协同发展

EDA产业链上游主要是为工业软件产品制造提供基础服务的软硬件,其中,硬件主要为计算机设备。经历了十余年高增长后,智能手机和平板电脑的崛起取代了部分电脑办公+上网的功能,2012年后全球PC市场起逐年萎缩,多年以来处于存量盘整期。


中游EDA从全球范围内来看,拥有完整的、全流程产品的Synopsys、Cadence、Siemens EDA具有明显的竞争优势,位列第一梯队,已垄断EDA市场,CR3高达近70%。国产EDA厂商距第一梯队还有一定差距,华大九天与其他几家企业,在部分领域拥有全流程工具或具有领先优势,处于全球EDA行业的第二梯队,共占据全球市场约15%的份额。第三梯队企业主要聚焦于某些特定领域或用途的点工具,整体规模和产品完整度与前两大梯队的企业存在明显差距,约占全球15%市场份额。


国内EDA供应商目前所占市场份额较小,华大九天为本土EDA龙头企业,仅占国内约4.5%的份额。本土EDA企业难以提供全流程产品,仅在部分细分领域具有优势,个别点工具功能强大。例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,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,广立微在良率分析和工艺检测的测试机方面具有明显优势。


中国地区部分EDA企业收入情况

下游环节,中国集成电路需求旺盛,国内自给量不足,需要大量进口,对外依赖度较高。根据海关总署的统计数据,2021年中国集成电路产品进口数量为6354.81亿个,出口数量为3107亿个,进口金额为4396.94亿美元,出口金额为1563亿美元,存在较大的贸易逆差。


EDA商业模式较好,成长确定性强

EDA厂商主要与客户签署期间授权合同,向客户出售EDA相关软件的有限期授权租赁服务,一般合约期为2-3年。根据华大九天的招股书显示,公司的EDA软件盈利模式为授权模式,即公司向客户销售指定版本的软件,并收取合同约定期间的授权费。根据授权期间的不同,又可分为永久期限授权和固定期限授权。客户根据自身业务需求,选择不同期限授权的EDA软件。对软件换代需求不迫切的企业,通常采购永久期限授权软件;对软件换代需求迫切的企业,通常采购固定期限授权软件。公司的固定期限授权通常为1-3年,根据客户自身需求及与公司的协商,合同可约定在固定期限内提供一次或多次授权。多次授权模式下,公司分次向客户提供license,于每次提供license后取得收货(安装)确认单,并确认收入。


此以Synopsys与Cadence为例。在营收方面,从2013财年到2021财年,Synopsys的营收从19.6亿美元增长到42.0亿美元,同期Cadence营收从14.6亿美元增长到29.9亿美元,从营收增速上能够看出,两家公司的业绩增速较为稳定,即便是在全球半导体产业销售增速同比下降的年份,两家公司的业绩依旧保持强劲的增长动力。其收入连续性较好,不会因全球半导体产业景气度的变化而发生大幅波动,具有较强的逆周期性。



龙头营收增速和全球半导体产业销售额同比增速的比较情况(%)

EDA作为集成电路上游的必备自动化工具,随着中国芯片设计行业的蓬勃发展,带动了下游需求的快速增加,而当前EDA市场集中度较高,海外三巨头市占率超八成,国产率极低,EDA成为半导体产业上游的核心卡脖子环节之一,国产替代正当时。同时EDA行业壁垒极高,需要长期的技术积累,EDA国产化也将具备高集中度。

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