2019年全球及中國EDA市場現(xiàn)狀及趨勢分析：國產(chǎn)EDA任重道遠[圖]

    EDA，是指電子設(shè)計自動化( Electronic Design Automation )用于芯片設(shè)計時的重要工具，設(shè)計時工程師會用程式碼規(guī)劃芯片功能，再透過EDA工具讓程式碼轉(zhuǎn)換成實際的電路設(shè)計圖。

    在IC設(shè)計中，邏輯合成這個步驟便是將確定無誤的HDL code，放入電子設(shè)計自動化工具( EDA tool) ，讓電腦將HDL code轉(zhuǎn)換成邏輯電路，產(chǎn)生電路圖。之后，反復(fù)的確定此邏輯閘設(shè)計圖是否符合規(guī)格并修改，直到功能正確為止。

    EDA是芯片設(shè)計最上游、最高端的產(chǎn)業(yè)，同時也是國內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)鏈最為薄弱的環(huán)節(jié)。

芯片設(shè)計流程圖

資料來源：智研咨詢整理

    由于摩爾定理的存在，半導(dǎo)體整個行業(yè)都在不停地更新升級，行業(yè)壁壘越來越高。每一代芯片的更新，復(fù)雜度往往是前一代的兩倍。作為芯片設(shè)計不可或缺的一環(huán)， EDA軟件自身也在不斷地進行更新迭代來跟上行業(yè)的發(fā)展。

    EDA工具分為三部分：前端（Verilog數(shù)字描述、以及數(shù)模混合）；后端（Place&Routing布局與布線）；驗證（DRC/LVS等）。在芯片的前端設(shè)計中，包含了芯片規(guī)格的制定和詳細設(shè)計、HDL編碼、仿真驗證、邏輯綜合、靜態(tài)時序分析（SAT）以及形式驗證；而后端設(shè)計中，包含了可測性設(shè)計（DFT）、布局規(guī)劃（Floor Plan）、時鐘樹綜合（CTS）、布線（Place &Route）、寄生參數(shù)提取以及版圖物理驗證等等。在全球EDA工具供應(yīng)市場中，主要由國外EDA軟件企業(yè)掌握上述市場工具供應(yīng)。

EDA設(shè)計流程

資料來源：智研咨詢整理

    隨著智能化應(yīng)用在制造業(yè)領(lǐng)域的不斷滲透，EDA對于電子信息、通信、航空航天等領(lǐng)域的發(fā)展起到了至關(guān)重要的影響作用。EDA作為集成電路設(shè)計的基礎(chǔ)工具，經(jīng)歷了四個主要的發(fā)展階段。

EDA發(fā)展歷程

資料來源：智研咨詢整理

    全球EDA軟件行業(yè)屬于技術(shù)、資金密集型行業(yè)，由于研發(fā)投產(chǎn)周期長，導(dǎo)致行業(yè)人才需求以及資金消耗成為行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素，也體現(xiàn)出EDA軟件行業(yè)的主要特征。EDA三巨頭在過去的30多年里，經(jīng)過了超過200次數(shù)的并購，形成了現(xiàn)如今行業(yè)內(nèi)的寡頭壟斷地位，其中Synopsys的并購次數(shù)更是高達80次。

全球EDA軟件主要特征

資料來源：智研咨詢整理

    隨著EDA行業(yè)的發(fā)展，相關(guān)軟件產(chǎn)品逐漸增多，再加上全球芯片制造中對EDA產(chǎn)品的需求加大，使得EDA行業(yè)市場規(guī)模不斷提高，但整體增速不高。據(jù)統(tǒng)計，2019年全球EDA行業(yè)市場規(guī)模為105.05億美元，較2018年同比增長8.25%。

2015-2019年全球EDA行業(yè)市場規(guī)模

資料來源：智研咨詢整理

    目前，全球EDA軟件供應(yīng)者主要是國際三巨頭Synopsys、Cadence和Mentor，三大EDA企業(yè)占全球市場的份額超過60%。

2017-2019年全球EDA軟件三巨頭營業(yè)收入統(tǒng)計

注：2017年，Mentor被西門子收購，不單獨披露財務(wù)報告
資料來源：公司財務(wù)報告、智研咨詢整理

    2019年，Synopsys全球市場份額領(lǐng)先，營業(yè)收入33.61億美元，占比達到32%；Cadence第二，營業(yè)收入23.36億美元，占比為22.24%；Mentor Graphic占比為10.3%。相比2018年，全球三巨頭市場份額有進一步上升的趨勢。

    整體而言，EDA軟件進入門檻高，EDA軟件三巨頭通過多次并購，完善了EDA產(chǎn)業(yè)鏈布局，擴大了行業(yè)領(lǐng)先優(yōu)勢。

2019年全球EDA軟件供應(yīng)商企業(yè)格局

資料來源：公司財務(wù)報告、智研咨詢整理

    中國EDA產(chǎn)業(yè)發(fā)展背景相對復(fù)雜，在建設(shè)初期，巴黎統(tǒng)籌委員會對我國實施禁運，國外EDA工具無法進入中國，一定程度上抑制了國內(nèi)EDA工具國產(chǎn)化進程；另一方面，EDA企業(yè)早期未受到國家政策支持，人才和資金的缺乏阻礙了國內(nèi)EDA企業(yè)的成長。

    一系列因素導(dǎo)致國內(nèi)EDA市場90%以上份額被國外企業(yè)占據(jù)，國內(nèi)智能終端設(shè)備龍頭企業(yè)EDA軟件均使用的是Synopsys、Cadence、Mentor、ZUKEN企業(yè)的產(chǎn)品，進口依賴程度嚴重。

國內(nèi)公司使用EDA軟件情況

資料來源：半導(dǎo)體設(shè)備資訊、智研咨詢整理

    根據(jù)智研咨詢發(fā)布的《2020-2026年中國電子設(shè)計自動化（EDA）產(chǎn)業(yè)運營現(xiàn)狀及發(fā)展前景分析報告》數(shù)據(jù)顯示：我國集成電路產(chǎn)業(yè)競爭優(yōu)勢不明顯，尤其在上游設(shè)計領(lǐng)域，缺乏競爭力，導(dǎo)致國內(nèi)EDA軟件市場發(fā)展緩慢。2019年我國EDA軟件市場規(guī)模約為5.4億美元，作為全球做大的電子元件產(chǎn)銷市場，國產(chǎn)EDA軟件占比僅為5%。

2015-2019年中國EDA軟件市場規(guī)模

資料來源：智研咨詢整理

    國內(nèi)EDA軟件企業(yè)相比集成電路產(chǎn)業(yè)鏈其他領(lǐng)域數(shù)量較少，主要以華大九天、芯愿景、廣立微電子以及芯禾科技為主。

    2008年，國家“核高基”重大科技專項正式進入實施階段，EDA領(lǐng)域也迎來了新一輪的國家支持。誕生出了華大九天、芯愿景、廣立微、芯禾科技、概倫電子等一批優(yōu)質(zhì)企業(yè)。其中華大九天是國內(nèi)規(guī)模最大、技術(shù)最強的EDA企業(yè)。在液晶平板顯示領(lǐng)域，華大九天是全球唯一可提供全流程EDA設(shè)計解決方案的提供商。

中國EDA公司概覽

資料來源：公司公告、智研咨詢整理

    我國近些年EDA行業(yè)出現(xiàn)了發(fā)展良好的生產(chǎn)銷售企業(yè)，并且在部分領(lǐng)域取得了優(yōu)異成績，但是從EDA行業(yè)的整體情況來看，依舊處于明顯的劣勢地位。其主要表現(xiàn)位：

    1、國外巨頭壟斷

    全球EDA軟件三巨頭在全球市場份額超過60%，在中國超過90%，國產(chǎn)EDA工具市場僅為5%，EDA行業(yè)高度壟斷導(dǎo)致國內(nèi)智能終端設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)進口依賴嚴重。

    2、人才匱乏、融資困難

    EDA企業(yè)的發(fā)展主要依賴于技術(shù)積累和長期的資金投入，由于相關(guān)專業(yè)人員數(shù)量有限，絕大部分人才就職于外資企業(yè)，國產(chǎn)企業(yè)人才吸引力不足，技術(shù)支持發(fā)力，同時，EDA行業(yè)資金消耗大，國內(nèi)EDA研發(fā)效果尚未出現(xiàn)可觀表現(xiàn)，國內(nèi)融資渠道以及退出渠道狹窄，難以有效吸引社會資金進入。

    3、國產(chǎn)企業(yè)進入供應(yīng)鏈缺乏優(yōu)勢

    EDA是鏈接設(shè)計與制造之間的關(guān)鍵部分。國際三巨頭與世界龍頭晶圓廠具備長期合作背景，同時提供的EDA軟件工藝信息充足完善，隨著芯片工藝要求逐步提升的同時，對于缺乏優(yōu)勢的國產(chǎn)EDA企業(yè)難以滿足晶圓廠的制造需求。