IC设计全流程IC产业链芯片核心竞争力研究报告

菏泽炫佑科技

IC设计全流程IC产业链芯片核心竞争力研究报告

EDA 全景概述

1.1 IC设计全流程

集成电路产业链

芯片核心竞争力是衡量一个国家信息技术发展水平的核心指标。 芯片产业链包括设计、制造、封装、测试、销售。 芯片设计占据重中之重，芯片的核心力量也集中在芯片设计上。 TMT产业发展重点的5G芯片和AI芯片同样聚焦于芯片设计，而芯片设计离不开芯片设计软件EDA，EDA可以说是芯片产业链的“租与督”。

图1：芯片产业链各工序主要企业

数据来源：根据互联网公开信息整理，

东兴证券研究所

芯片设计流程

芯片设计可分为前端和后端。 前端主要负责逻辑实现，后端与流程紧密结合。 前端技术主要将设计HDL编码转换为门级网表，并进行一系列的仿真和验证，确保门级电路图在规格、时序、功能等方面满足要求； 后端主要涉及布局、布线、门级电路图的生成。 布局，同时验证信号完整性、布局合规性、工艺要求等。

图2：芯片设计及生产流程图

资料来源：东兴证券研究所

EDA软件分类

EDA是广义CAD的一种，是细分的行业软件。 EDA软件设计凝聚了大量数学、图论、物理、材料、工艺等学科知识，实现电子产品的自动化设计。 利用EDA工具，电子设计人员可以从概念、算法、协议等入手设计电子系统，完成电子产品从电路设计、性能分析到设计IC布局或PCB布局的全过程。 经过几十年的发展，EDA工具也非常丰富。 根据功能和使用场合可分为电路设计与仿真工具、PCB设计软​​件、IC设计软件、PLD设计工具等。

表1：EDA工具软件分类

数据来源：根据公开资料整理，东兴证券研究所

EDA是IC设计必需的、*重要的集成电路软件设计工具。 EDA产业是IC设计*上游的产业。 经过几十年的发展，从仿真、综合到布局，从前端到后端，从模拟到数字到混合设计，以及后续的工艺制造，现代EDA工具几乎涵盖了IC设计的各个方面，并且功能非常强大。综合起来，大致可以分为前端技术、后端技术和验证技术，各个技术之间有一定的重叠。

图3：按“软件之家”对EDA的具体功能分类

资料来源： Home、东兴证券研究所

对于芯片来说，良好的布局和布线会节省面积，提高信号完整性和稳定性，直接提高芯片的可靠性。 因此，EDA软件对于芯片设计至关重要。 借助这款电子自动化工具，工程师可以在计算机上操作芯片设计的前后端技术和验证技术，帮助芯片更好地进行布线、验证和仿真。

1.2 EDA发展历史

什么是EDA？

EDA是 （电子设计自动化）的缩写，它是由计算机辅助设计（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）的概念发展而来的。

EDA 前世/胎动

在集成电路（IC）产业发展初期，芯片设计采用人工布线。 随着计算机进入商用阶段和芯片集成度的提高，手工布线已经不能满足芯片设计的需要。 CAD软件行业进入黄金时代，EDA也随之兴起。 出生。 1980年，和Lyn 发表了论文《超大规模集成电路系统导论》，提出了通过编程语言进行芯片设计的思想，被视为EDA发展下一阶段的重要标志。 1986年和1987年，两种硬件描述语言VHDL出现，并成为*流行的高级抽象设计语言。

EDA历史

1984年，DAC举办了**届以电子设计自动化为主题的销售展览会。 EDA真正开始起飞是在20世纪80年代，并逐渐开始商业化，诞生了Calma、Daisy和Valid等公​​司。

表2：EDA发展的三个阶段

数据来源：根据网络公开信息整理，东兴证券研究所

国内EDA历史

我国自20世纪80年代中后期开始投入EDA产业的研发。 为了更好地发展我国集成电路产业，我国于1986年开始研制我国自己的集成电路计算机辅助设计系统——Panda系统。经过多年的努力，**套国产EDA Panda系统于1993年推出。国内EDA随后的发展是曲折而缓慢的。

由于各种因素的影响，国内EDA产业并没有取得实质性的成功，但在成长的过程中，已经涌现出不少国内EDA厂商。 2008年，国内从事EDA研究的公司有华大电子、华天中汇、芯视通、、盛景微、集​​业思、光利微、讯美等。在接下来的十年发展中，华大九天、信合科技等几家公司、广利微、博达微从国内EDA阵型中展现出了勃勃生机。

1.3 EDA行业现状

EDA是集成电路行业“小而精”的产业链环节。 数据显示，2018年整个EDA市场规模仅为97.15亿美元，2014年至2018年复合增长率约为6.89%，与千亿美元的集成电路行业相比不值一提。 但如果缺少这个产品，全球所有芯片设计公司都将不得不倒闭。

图4：2014-2018年全球EDA市场规模（百万美元）

资料来源：ESD、EDAC、东兴证券研究所

2017年，IP核交易已超越EDA工具和服务本身，成为EDA行业交易的*大部分。 然而，与2017年IP核的强劲增长相比，2018年IP核的收入大幅下降，同比下降11.8%。 这一下降部分是由于第四季度IP供应商的会计和报告变化所致，并导致了2018年第四季度EDA行业收入同比下降3.1%至2.57亿美元。 全年EDA行业收入小幅增长，​​同比增长3.83%。

图5：2017年、2018年全球EDA市场规模（百万美元）

资料来源：ESD、东兴证券研究所

经过三十多年的快速发展，目前全球EDA行业竞争格局主要由EDA、EDA和西门子垄断。 三大EDA公司占据全球60%以上的市场份额。 其中，是全球*大的EDA公司，2018年市场份额为32.1%； 仅次于第二，2018年市场份额为22.0%； 在被收购之前，它能够保持10%以上的市场份额。

2017年中国工业软件企业排行榜中，排名第35位，中国分别排名第47位和第48位。

图6：2014-2018年三大EDA公司营收占比

注：2017年被西门子收购后，不再单独披露营收数据。

资料来源：ESD、EDAC、公司年报、东兴证券研究所

EDA三巨头

EDA三巨头主要指EDA市场份额前三的三家公司以及被西门子收购的公司。

表3：EDA三大巨头基本情况

资料来源：公司官网、东兴证券研究所

2.1 EDA三大巨头基本发展现状

新思科技 () 于 1986 年由 Aart de Geus 领导的通用电气微电子研究中心的工程师团队创立。 2008年，它成为全球**的EDA软件工具领导者，为全球电子市场提供技术先进的解决方案。 集成电路设计与验证平台。 在EDA行业拥有30%左右的市场份额，其逻辑综合工具DC和时序分析工具PT几乎统治了全球EDA市场。

资料来源：Wind、东兴证券研究所

资料来源：Wind、东兴证券研究所

按销售额计算，灿腾电子（ ）是EDA行业第二大公司。 它于1988年由SDA和ECAD合并而成。 通过不断扩张、并购，到1992年已经占据EDA行业的领先地位，但到2008年被超越。

产品涵盖电子设计全流程，包括系统级设计、功能验证、集成电路综合和布局、IC物理验证、模拟混合信号和射频集成电路设计、全定制集成电路设计、PCCE设计和硬件仿真建模等，致力于为客户提供电子设计自动化、软件、硬件和解决方案等服务，旨在帮助他们缩短电子设备推向市场的时间和成本。 世界领先的半导体和电子系统公司使用软件作为其全球设计的标准。 这些工具已经存在了 27 年，成为行业的传奇。

资料来源：Wind、东兴证券研究所

资料来源：Wind、东兴证券研究所

（ ，2016年被德国西门子收购）成立于1981年，在20世纪90年代遇到经营困难。 软件研发严重落后于进度，大量长期客户流失，难以与其他两家公司竞争。 直到1994年公司组织架构调整后才重新崛起。

它是一家 EDA 软件和硬件公司，也是电路板解决方案的市场领导者。 主要为先进电子设计自动化系统提供计算机软件和仿真硬件系统。 虽然Mento的工具不如前两者那么全面，也没有覆盖整个芯片设计和生产流程，但在某些领域还是比较独特的，比如PCB（印刷电路板）设计工具。

注：被西门子收购后，不再单独披露营收数据。

资料来源：Wind、东兴证券研究所

资料来源：Wind、东兴证券研究所

从股市表现来看，股价和股价均稳步上涨。 目前市值204.5美元，市盈率为47倍； 市值211.3亿美元，市盈率为61倍。

资料来源：彭博社、东兴证券研究所

资料来源：彭博社、东兴证券研究所

2.2 EDA三大巨头产品及客户

2.2.1 总体比较

EDA公司一般都会向IC公司提供整套工具，因此EDA集成度高的公司的产品更有优势。 三大巨头基本都能提供芯片设计的整套EAD解决方案。

*全面的，它的强项在于数字化前端、数字化后端和PT。 模拟前端XA、数字前端VCS、后端sign-off工具以及广受好评的PT、DC和ICC功能都很强大。 垄断了90%的TCAD器件模拟市场和50%的DFM工艺模拟市场。 这是EDA行业竞争的有力工具。

优势在于模拟或混合信号的定制电路和布局设计。 功能很强大，PCB也比较强，但是sign off工具比较弱。

在后端布局布线方面也比较强，在PCB方面也有优势。 它的优点是DFT，但在集成度方面很难与前两者竞争。

另外，EDA公司除了销售之外，还可以提供IP授权（硬核和软核），这对很多中小型设计公司来说非常有吸引力。 授权IP通常包括Power等研发成本或门槛较高的硬核。

IP业务几乎没有竞争力。 目前，公司IP业务排名全球第二，公司IP业务销售额也在逐年增长。

表 4：部分芯片设计过程中使用的三大工具

数据来源：根据网络公开信息整理，东兴证券研究所

2.2.2 各自特点

提供的产品和服务主要分为四大类：EDA、IP、制造解决方案、专业服务及其他，其中EDA产品占总收入一半以上。

图15：产品分​​类

数据来源：根据网络公开信息整理，东兴证券研究所

是EDA三巨头之首。 主导产品是逻辑综合工具DC（）和时序分析工具PT（黄金时间）。

通过这两款产品，建立了完整的芯片ASIC设计FLOW，包括仿真工具VCS、逻辑综合工具DC、物理布局布线工具ICC、形式验证工具、时序分析工具PT、参数提取工具STAR-RC、版图工具检查工具。 DFT工具直接插入DC工具，还有ATPG工具，可以说是：宽、大、一体。

图16：2013-2018年各类产品或服务收入占比

资料来源：公司年报，东兴证券研究所

我们的 EDA 和 IP 客户通常是半导体和电子系统公司，我们的解决方案帮助这些公司开发电子产品并降低设计和制造成本。 此外，还为电子、金融服务、媒体、汽车、医药、能源和工业等不同行业的客户提供软件安全解决方案。

英特尔是*大客户。 2016-2018年三年，公司总营业额的15.9%、17.9%和15.4%分别来自英特尔。 此外，公司无占总收入10%以上的客户。

主营业务分为验证、数字设计、仿真、PCB、IP五类。 其中，前三项较为重要，约占主营业务收入的75%。

图17：2018年各板块营业额占比

资料来源：公司年报，东兴证券研究所

作为EDA行业第二大制造商，其工具专注于模拟电路、PCB电路和FPGA工具。 还有一整套ASIC设计工具，但与竞争对手相比处于劣势。 但在全定制设计方面还是非常强大的。 之所以排名第二，是由其强大的模拟电路设计工具决定的。

图18：主要产品

资料来源：公司官网、东兴证券研究所

表5：主要平台介绍

资料来源：公司官网、东兴证券研究所

公司在行业中排名第三。 虽然排名第三，但规模却比前两者小很多。 它之所以在EDA厂商中一直占有一席之地，是因为它的点工具做得非常好，比如PCB设计工具，信号分析全面、准确。 例如，在ASIC工艺中，LVS和DRC的市场份额超过其他两者。 例如，DFT工具在DFT工具中绝对占据主导地位。 但由于DFT的销售策略，免费的DFT包含在DC销售中，这对市场造成了一定的影响。 然而，该平台不如前两个平台庞大和全面。 虽然点工具非常成熟，但在竞争压力下，发展空间却越来越狭窄。

表6：四大EDA公司主要客户

资料来源：公司官网、东兴证券研究所

2.2.3 中国布局

上述三家公司中，其在国内的布局*为完善。 1992年进入中国大陆和香港市场，随后相继设立北京、上海、深圳、香港四个办事处，以及北京研发中心和上海研发中心。 在北京和上海都有研发团队，进行数字和模拟产品的研发，包括现在新的人工智能相关产品，都是国内开发的。

2017年11月13日，与南京市浦口区人民政府正式签署战略合作备忘录及投资协议，宣布在江北新区成立新的本地化公司——南京凯鼎电子科技有限公司。南京。 首席执行官陈立武先生表示，南京公司是为中国企业提供知识产权近距离服务的**步。 与南京公司未来的重点：聚焦前沿技术、先进节点，而南京公司则聚焦成熟技术的需求，是互补的。

二是自1995年进入中国市场以来，已在北京、上海、深圳、西安、武汉、南京、厦门、香港、澳门九个城市设立机构，拥有员工1200余人，并建立了完整的技术研发和支持服务体系。 2017年11月10日，区域总部宣布落户南京江北新区。

中国总部位于上海金茂大厦，在北京和深圳设有销售办事处。

EDA三大巨头几乎在所有细分领域都有产品。 但EDA行业进入壁垒高、成本灵活性高、对性能依赖性强。 其他EDA公司想要突破是非常困难的。

表7：国内企业使用的EDA软件基本情况

资料来源：公司官网、东兴证券研究所

2.3 EDA三大巨头的成功因素：内生、外部、国家政策支持

EDA企业要想保持核心竞争力，就需要技术支持。 与其他高科技公司类似，EDA公司可以通过收购和兼并其他公司的成熟技术、高研发投入和政府支持来获得技术优势。

2.3.1内生：研发投入高

除了收购大量有潜力的企业外，河南和深圳也一直非常重视新技术的开发，每年都会投入很大比例的资金用于研发。 研究与开发费用是公司*大的运营费用。 尤其是公司，近两年研发支出占总收入的比例超过40%。

图19：2013-2018年研发投入（百万美元）及占营收比重

资料来源：彭博社、东兴证券研究所

2.3.2延伸：并购频繁

经过多年的并购，集成电路EDA领域只剩下这三大巨头。 市场影响力也日益集中。

自1986年成立以来，已开展了数十次并购，不断寻找被市场证明成功的产品和公司，通过滚动并购达到扩大业务规模、整合技术的目的。

2002年，该公司以8.3亿美元收购并结束了专利诉讼，并将其与Free Tool PC结合起来，组成了强大的ICC，直接连接前端和后端工具，使其成为EDA历史上**家可以提供顶级前后端齐全 作为IC设计解决方案领先的EDA工具供应商，公司已经坐稳了第二的位置，并于2008年超越第二位，成为全球*大的EDA工具制造商。

表 8：主要收购

数据来源：根据公开资料整理，东兴证券研究所

公司的发展壮大也离不开一系列成功的收购。

表 9：主要收购

数据来源：根据网络公开信息整理，东兴证券研究所

自成立以来，专注于各个细分市场的龙头企业，逐步收购了一批在某些细分市场中名列前茅的中小型EDA公司，从而实现了稳步发展壮大的目标。

表 10：主要收购

数据来源：根据网络公开信息整理，东兴证券研究所

2016年11月14日，西门子与国际联合发布声明，德国西门子将以每股37.25美元的价格收购美国EDA公司，收购总价为45亿美元，溢价达21%。

西门子表示，西门子的愿景是扩大客户群，打造“数字化企业”所需的世界**的完整软件解决方案。 其全套EDA产品对于实现这一愿景至关重要。 收购完成后，西门子将加强其在电子系统设计、测试和仿真方面的软硬件能力。

2.3.3政策支持：DARPA启动ERI项目支持芯片研发

纵观半导体产业几十年的发展，我们可以清晰地看到美国在产业发展中所发挥的巨大作用。 目前，集成电路正面临摩尔定律驱动的物理和经济限制； 拐点即将到来，电子技术的进步将进入下一个创新阶段。 在此背景下，美国再次在全球率先推出为期5年、15亿美元的电子复兴计划（ERI），支持芯片技术发展。 美国国会也增加了对ERI的投资，每年追加注资1.5亿美元。

ERI的目标是不再依赖摩尔定律的“比例缩放”路径自动化软件开发，继续显着提高电子设备的性能，保持美国的领先地位，满足国防部的需求同时推动电子设备的发展半导体行业，被业界誉为未来的下一步。 一场电子革命。 ERI项目将专注于开发用于电子设备的新材料、开发将电子设备集成到复杂电路中的新架构以及软件和硬件设计的创新。

2018 年 7 月 23 日至 25 日，DARPA 举办了 ERI 项目首次年度峰会。 会上，DARPA宣布了2017年9月启动的首批6个重大项目合作研究团队，旨在支持和培养材料和集成方面的研究人员。 电路设计和系统架构三个方面的创新研究。

图20：DARPA公布的六大ERI项目

资料来源：DARPA、东兴证券研究所

IDEA 和 POSH 这两个项目的共同目标是克服芯片设计日益增加的复杂性和成本。 POSH项目的目标是创建一个硅模块的开源库，而IDEA项目则希望生成各种开源和商业工具来自动测试这些模块并将其添加到SoC和印刷电路板上。 这两个项目将投资1亿美元，成为历史上投资*大的EDA研究项目之一。 三大EDA巨头公司在IDEA项目研究**批入围支持项目中获得*高资助金额2410万美元，同时还获得了610万美元的Posh项目研发财政补贴。

图21：DARPA的补贴

资料来源：DARPA、东兴证券研究所

2.4 美国EDA巨头下一代技术发展前沿

随着IC设计复杂度的增加和新工艺的发展，EDA行业有很大的发展空间。 目前行业有两大发展方向：人工智能、云计算等技术应用于EDA软件，目前处于领先地位。

云计算+EDA

2018 年，我们推出了 Cloud，这是**个用于电子系统和半导体开发的广泛云产品组合。 云技术的应用主要有三大优势：快速部署，提高工程效率，加速项目完成； 通过灵活的解决方案和大规模可扩展的云就绪工具轻松采用； 并且经过验证的解决方案具有良好的安全性，受到众多客户的信赖和使用。

表 11：提供的云服务

资料来源：公司官网、东兴证券研究所

人工智能+EDA

芯片敏捷设计是未来发展的一个主要方向。 深度学习等算法可以提高EDA软件的自主性，提高IC设计效率，缩短芯片开发周期。 据报道，机器学习在EDA中的应用可以分为四个方面：快速数据提取模型； 布局中的热点检测； 布局和布线； 电路仿真模型。 致力于研究机器学习在平台上的应用，并参与了ERI的智能设计芯片项目。 还使用人工智能来加速时序验证。

图 22：平台智能框架

资料来源：公司官网、东兴证券研究所

国内EDA产业现状

EDA市场供应商高度集中，目前EDA行业主要被西门子、EDA、西门子垄断。 在中国市场，95%的EDA销售额被上述三家公司瓜分，剩下的5%部分被Ansys等其他国外公司占据，留给华大九天、信和等国内EDA公司的份额很小技术。 而且后者在工具完备度上与前三名有着明显的差距。 EDA的重要性不言而喻。 一旦EDA受制于人，整个芯片软件产业的发展可能会陷入停滞，国产EDA的发展迫在眉睫。

3.1 国内EDA企业概况

我国自20世纪80年代中后期开始投入EDA产业的研发。 为了更好地发展我国集成电路产业，我国于1986年开始研制我国自己的集成电路计算机辅助设计系统——Panda系统。经过多年的努力，**套国产EDA Panda系统于1993年推出。国内EDA随后的发展是曲折而缓慢的。

由于各种因素的影响，国内EDA产业并没有取得实质性的成功，但在这个过程中，国内不少EDA厂商已经萌芽。 to data, in 2008, such as Huada , , Core , , Micro, , Micro and in the EDA field. In the ten years of , such as BGI , Xinhe , Micro, and Boda Micro their from the EDA .

23: time of my 's EDA

Data : based on on the ,

It is for EDA to full- , but they have in some , and point tools are .

Table 12: Main and of EDA

Data : based on on the ,

DAC is the world's and trade show, and is as the for and . In 2011, a , , at the DAC for the first time; in 2012, BGI made its debut; in 2017, Boda Micro also at the DAC ; in 2018, and Xinhe in the for the first time; At the just- , four local , BGI , Bolun , , and Xinhe , in the and their to the world.

In to , the EDA of the of and the State Key of - and of Fudan are also in EDA .

3.2 of EDA

3.2.1 BGI

Huada Co., Ltd. was in June 2009. It was the EDA of Huada Group. It is a -tier in the of China (CEC). It in (EDA) and (IP) . The first round of was in 2018, led by China , with an of over 100 ; a new round of was in 2018, led by the Fund.

BGI the of Panda and has many years of in EDA and IP. Now they can - mixed/fully IC , flat panel (FPD) full- and high-end SoC back-end . EDA a of world- and . in the FPD field, BGI has the only in the world that can full- FPD , and has share from most well-known panel . Other EDA IP and wafer .

Table 13: BGI 's main

: ,

to Liu , of BGI , BGI 's are in three . First of all, BGI has a set of (or fully ) . Liu said that the of the tool (Spice) on BGI 's is very good, even than the tools of the three .

, BGI an tool for SoC . full- tools in the and mixed- , BGI 's tools are not yet . , BGI can an to and power for user . This has a share of 80%.

Third, BGI has a full- tool for . "The panel uses thin film to the of each pixel, so the panel has a large array , which is a bit like the of a . This is quite , and BGI has made a plan for this . tools. BOE, CSOT, Panda, , , Huike, , , AUO, etc. are all BGI's nine-day ."

BGI won the "China Expo Gold Award" at the 7th China Expo (CITE) with its full- EDA for OLED new . At the 2019 DAC , BGI a of EDA by ALPS-GT™ and ®-AI to .

3.2.2 Xinhe

Xinhe was in 2010. The angel round is Haibo ; the A round of is 20 yuan, led by Haibo ; the B round of is 40 yuan, led by China Core .

to the 's , they can and chip for chip and , high-speed , IC , and radio mixed- . These and can be to such as , , and , as well as high-speed data .

24: Main of Xinhe

: ,

The "2019 China IC Award" by the world's media group in the field of the EDA to Xinhe Co., Ltd. At the , Xinhe the 's 5G . This SoC, RFIC, and board to their to build 5G .

3.2.3

Co., Ltd. was co- in 2003 by from and from . Its comes from the VLSI of .

The in yield and EDA . Micro can and and based on test chips to help test chip , high-speed and data . It can also new for wafer . , test from early , mid- and late-stage mass , to test chips based on in the yield ramp stage, to the , , yield rate and the time of IC time to .

In 2018, at DAC with the 's and and for yield , and to make in the year. The in terms of and , and The is and will be again at DAC 2019.

25: and

: ,

3.2.4 Boda Micro

Boda Micro, which is for SPICE Model , is to high-speed, high- and high- EDA and . The scope that the can , PDK, cell - EDA tools and , and . It can one-stop and and for high-end and .

The 2019 China IC Award, by the world's media group in the field of , the EDA to Boda Micro Co., Ltd.

另外，专注于SPICE 的概伦电子、从事TCAD 的珂晶达与擅长仿真研发的创联智软等公司，都是国产EDA 领域的一些力量。他们也都正在为国产的EDA 崛起而努力。

3.2.5 概伦电子

概伦电子成立于2010 年，致力于提升先进半导体工艺下高端集成电路设计的竞争力，提供世界领先水平、创新的集成电路设计解决方案，是国内公司难得的几乎全部产线均可做到的世界级公司。概伦电子在Spice Model 领域一直是行业的领导者，全球拥有超过100 多家客户，几乎覆盖了全部的主流代工厂和设计公司。2010 年后发展的大容量和快速仿真器产品具有很大的竞争力。它的噪声标准也被作为业界"黄金标准"。

其产品发展方向包括新一代大规模高精度仿真及设计验证平台、针对纳米级制造技术的半导体器件建模库平台及测试验证系统等。技术包括被作为业界"黄金标准"的SPICE 建模工具和低频噪声测试系统、业界独创的千兆级SPICE仿真器Giga 和电路与工艺互动设计平台MEPro 等。

表14：概伦电子主要产品

资料来源：公司官网，东兴证券研究所

在今年的DAC 大会，一直致力于“联动设计与制造”的概伦电子介绍了业界领先的电路仿真器针对大规模存储器设计和后仿模拟电路高精度高速仿真难题的*新进展，并展示在业界占据绝对优势的SPICE 建模、低频噪声测量解决方案和工艺平台及模型评估套件。

3.2.6 天津蓝海微科技

天津蓝海微科技有限公司从事专业化的EDA 软件服务与EDA 工具定制化开发业务。公司团队具有深厚的EDA 技术背景，深刻理解IC 设计当前存在的难点问题，提供强有力的技术解决方案。公司创始团队具有近20 年的EDA 开发、市场和运营经验，在寄生参数提取、版图验证、 平台软件开发、 PDK 开发与自动生成等多个领域具有独到的技术优势。

图26：蓝海微主要产品及服务

资料来源：公司官网，东兴证券研究所

3.2.7 成都奥卡思微电科技

成都奥卡思微电科技有限公司自2016 年1 月成立于硅谷，2017 年12 月推出AVE 自动化验证工具软件（已开放两款逻辑验证产品，多项预研中），公司是由三位硅谷中国博士创立，现在落地于成都高新园区。主要业务为集成电路设计自动化系统(EDA)软件的研发和销售；集成电路芯片设计、技术开发、技术服务、技术转让。

3.3 国内EDA 产业短板

3.3.1 产品不齐全

目前国内EDA 企业面对的**个短板就是产品不够全，尤其在数字电路方面。

SOC 设计主流程的EDA 工具数量中，来自与公司的占有大部分，尤其是时序和功耗检查以及定制设计两步，完全由上述两家垄断，国产EDA 在许多工具上仍有缺失。

表15：SOC设计主流程的EDA 工具数量SOC

资料来源：《 SOC设计方法与实现》 ，东兴证券研究所

传统EDA 公司在数据端，收集数据测试上通常没有布局，而本土EDA 企业的优势定位在于：广立微电子在良率优化端的软件和测试机；在数据端，博达微的快速参数测试方案；在仿真输入端，中国公司具有很强的主导性；在仿真端，华大九天和概伦电子实力强劲；在后端，芯禾具有完整的解决方案和竞争力。

虽然在局部形成了突破，但在像物理验证、综合实力方面离主流差距还是很大，国内EDA 厂商还没有能力全面支撑产业发展，总体上还是很难离开三大巨头公司的平台。

以华大九天为例，单独评估集成电路产业所需的EDA 工具，华大九天已有的产品线占集成电路所需工具的三分之一左右，另外还有三分之二目前是空白。

国内EDA 研发崛起策略：一、 目标定位整套EDA 工具，国内各厂多样化合作，在研发上加大投入， 积极扩展待开发领域，满足下游设计和制造领域的多样化需求；二、在现有从数据到模型再到仿真的一个完整闭环,并在机器学习、算法、数据挖掘上国内技术和国外并无太大差距的基础上，可以利用数据驱动设计绕开传统大公司的限制，这是实现本土EDA 崛起又一策略。

图27：本土EDA 企业的定位与策略

资料来源：PDA ，东兴证券研究所

3.3.2 人才短缺、投入不足

我国约有1500 人的EDA 软件开发工程师，但在本土EDA 公司和研究单位工作的工程师只有300 人左右，其他大部分都是在三大巨头工作。而放大到全球，对比于7000 多的研发人员（当中有5000 多从事EDA 的研发），这个差距更是明显。

在研发投入上面，国产EDA 与三巨头相比也差距明显。据半导体行业观察资料显示，本土EDA 企业龙头华大九天，过去十年间所投研发资金也只有几个亿，而近一年的研发投入约为10.8 亿美元， 2018 年的研发投入约为8.7 亿美元。

3.3.3 市场培育较难，市场拓展周期较长

目前，EDA 市场被三巨头垄断，国产EDA 生存环境十分狭小，即使能够研发出全套的EDA 工具，在短期内也难以与三巨头企业的产品抗衡。国产EDA 缺乏市场，反作用于EDA 的研发，造成恶性循环。

目前国际环境存在不确定性，美国对中国高新技术产业的限制仍在继续，这给我国的IC 产业带来了巨大挑战，但同时也面临着新的机遇。国产EDA 公司化危为机，市场生态迎头赶上，是实现国产化替代、 产业自主可控的重要一步。

3.3.4 缺乏与先进工艺的结合

EDA 是设计和工艺对接的纽带，而国内EDA 厂商与先进工艺结合比较弱。

一方面，三大EDA 公司有天然优势，在新工艺开发阶段与全球领先的晶圆制造厂进行全方位合作，因此对工艺理解很到位。国内EDA 厂商只能在工艺开发完以后拿到部分数据，无法接触到先进工艺的核心部分，难以针对先进工艺设计、改良EDA 软件，造成与三巨头的客观差距。

另一方面，国内在PDK 方面不足，对国产EDA 发展不利。EDA 工具与工艺结合的重要支撑是工艺设计套件（PDK）， PDK 开发非常复杂，需要较大投入，目前国内EDA 厂商都比较缺乏PDK 基础，这与中国整个半导体生态不够成熟直接相关，需要半导体行业整体的进步。

解决与国产EDA 与先进工艺方面结合缺失的问题，既需要国内晶圆厂提高自身的制造技术，又需要EDA 企业加强和国际先进晶圆厂的合作。打造本土EDA 全方位竞争力，需要产业链各界的共同努力。

IC产业链

半导体行业包括集成电路、敏感器件、光电子器件、分立元件等，其中集成电路占比超过80%，集成电路又分为IC 设计、晶圆制造及加工、封测三个环节，EDA 为集成电路的上游支撑行业。

图28：IC产业链

资料来源：东兴证券研究所

半导体芯片企业按照运作模式的差别，可分为IDM 企业、IC 设计企业（）、晶圆制造代工企业（）、封装测试企业（& House）。

图29：2004-2018 我国集成电路销售额情况

资料来源：Wind ， 东兴证券研究所

4.1 IDM

早期的集成电路以IDM 模式为主，也称为垂直集成模式，特点是集芯片设计、芯片制造、芯片封装和测试等多个产业链环节于一身，目前全球半导体前20 大厂商中大部分仍为IDM 厂商，包括三星、TI、英特尔等公司。

垂直集成模式相比于垂直分工模式来说，设计、制造等环节能够协同优化，有助于充分发掘技术潜力， 尽可能地扩大产能、降低成本，有条件率先实验并推行新的半导体技术。

但另一方面IDM 对企业要求更大：公司规模庞大重资产，管理成本、运营费用较高，风险更大；公司需要不断的提升工艺制程技术，研发投入高，中国本土IDM 公司相对国外IDM 巨头处于起步阶段。

表16：部分本土IDM 上市公司2018 年经营情况（单位：亿元）

资料来源：Wind ，东兴证券研究所

4.2

随着集成电路制程节点的缩小，制造技术难度成倍增加，能跟随工艺发展的制造厂商越来越少， 模式应运而生。 模式下， IC 设计企业只负责芯片的电路设计与销售，将生产、测试、封装等环节外包， 主要企业包括联发科、博通等。

模式大大降低了IC 行业的进入门槛，初始投资规模小，创业难度相对较低，充分体现了专业化分工的优势，因此被大部分集成电路设计企业采用，目前国内IC 设计公司大多数都采用了模式。

但与IDM 相比无法实现工艺协同优化，难以完成指标严苛的设计；与相比需要承担各种市场风险，一旦失误可能万劫不复。由于公司有相对轻资产的发展属性，中国本土公司相对本土IDM 公司已经发展到具有一定技术和市场领先性。

表17：部分本土上市公司2018年经营情况（单位：亿元）

资料来源：Wind ，东兴证券研究所

4.3

模式专注代工生产，只负责制造、封装或测试的其中一个环节，不负责芯片设计，可以同时为多家设计公司提供服务。晶圆制造及加工是芯片制造的核心工艺，，此处的设备投资非常庞大，能占到全部设备投资的70%以上。封测就是封装+测试。目的是把做好的集成电路放到保护壳中，防止损坏、腐蚀。

模式不承担由于市场调研不准、产品设计缺陷等决策风险，能够发挥规模优势。但投资规模较大， 维持生产线正常运作费用较高；需要持续投入维持工艺水平，一旦落后追赶难度较大。虽然是重资产类型公司，但是由于芯片产业链不可获取的实现环节，因此，国内近年在此领域也是通过各种形式加大投入建设力度，已经涌现出具有一定竞争力的本土厂商。

表18：主要本土代工上市公司2018 年经营情况（单位：亿元）

资料来源：WindIC设计全流程IC产业链芯片核心竞争力研究报告，东兴证券研究所

表19：主要本土封测上市公司2018 年经营情况（单位：亿元）

资料来源：Wind ，东兴证券研究所

EDA产业链部分相关上市公司

EDA 产业链相关部分上市公司：士兰微、中环股份、扬杰科技、上海贝岭、苏州固锝、华微电子、汇顶科技、紫光国微、兆易创新、韦尔股份、圣邦股份、北京君正、纳思达、全志科技、富瀚微、中颖电子、景嘉微、欧比特、博通集成、国科微、国民技术、上海复旦、中芯国际、先进半导体、长电科技、太极实业、华天科技、通富微电、晶方科技。

编辑：

炫佑科技专注互联网开发小程序开发-app开发-软件开发-网站制作等