集成電路設計:半導體核心上游環節,龍頭強者恆強

樂晴智庫 發佈 2022-11-21T19:14:53.732789+00:00

集成電路作為半導體產業的核心,由於其技術複雜性,產業結構高度與業化。隨著產業規模的迅速擴張,產業競爭加劇,分工模式進一步細化,由原來的IDM為主逐漸轉變為Fabless+Foundry+OSAT。

集成電路作為半導體產業的核心,由於其技術複雜性,產業結構高度與業化。

隨著產業規模的迅速擴張,產業競爭加劇,分工模式進一步細化,由原來的IDM為主逐漸轉變為Fabless+Foundry+OSAT。

半導體產業鏈可以分為設備、材料、設計等上游環節、中游晶圓製造,以及下游封裝測試等三個主要環節。其中,IC設計處於產業鏈上游。

全球範圍內主要的IC設計企業包括高通、博通、英偉達等。從收入來看,世界範圍內前十大晶圓製造企業的市場集中率高達95.68%。

海外EDA巨頭具有完整的EDA產品線與工具鏈,並利用豐富的IP庫打造了完善的IC設計生態,而IP授權對於Fabless客戶的研發是不可或缺的,因此領先的工具與完備的生態也進一步提升了客戶的黏性。

目前國內廠商缺乏與頭部Foundry的深度合作,國產EDA產品難以匹配最先進的工藝,這也導致本土企業難以進入高端晶片設計領域。

全定製IC設計包括了電路圖輸入、電路仿真、版圖設計、版圖驗證、寄生參數提取、後仿真、流片等。

而半定製IC設計則可以分為IC前端設計(邏輯設計)和後端設計(物理設計)兩個部分:

前端設計(邏輯設計):從設計需求到輸出門級網表電路,前端設計主要流程包括規格制定、詳細設計、HDL編碼、仿真驗證、邏輯綜合、靜態時序分析、形式驗證;

後端設計(物理設計):從門級網表電路到輸出IC設計版圖,後端設計的主要流程包括可測性設計、布局規劃、時鐘樹綜合、布線、寄生參數提取、版圖物理驗證。

集成電路產業鏈概況:

晶片設計的環節中,EDA等設計軟體是必不可少的工具。

EDA企業主要客戶包括產業鏈上游的IC設計企業(Fabless)及中游的晶圓製造企業(Foundry),市場集中度高。

EDA是Electronic Design Automation的簡稱,即電子設計自動化。運用EDA技術形成的工具稱為EDA工具。

EDA工具是集成電路設計、製造、封裝、測試等工作的必備工具,是貫穿整個集成電路產業鏈的戰略基礎支柱之一。

隨著集成電路產業的快速發展,設計規模、複雜度、工藝先進性等不斷提升,EDA工具的作用更加突出,已成為提高設計效率、加速產業技術進步與革新的關鍵因素。

EDA相關支撐體系:

全球做EDA的廠商約六七十家,但核心只有Synopsys、Cadence及Mentor三家公司,共壟斷了國內95%、全球65%的市場份額。

我國EDA技術起步較早,但是沒有上下游產業的協同,發展較為緩慢。

目前只有華大九天的規模較大,擁有三大EDA解決方案,數模混合IC設計全流程EDA解決方案、SoC設計優化EDA解決方案及面向IC、FPD製造業的EDA解決方案,其數模混合設計平台可以支持到40nm設計節點。

其餘還有國微集團、芯和半導體、廣立微、芯禾科技、藍海微、九同方微、博達微、概倫電子、珂晶達、創聯智軟等企業,但普遍是針對特殊需求的專用工具類型,產品不夠全。

受下遊客戶擴產和國產化驅動,半導體設備及零部件 板塊三季度營收、淨利潤依然實現較高增長。EDA 板塊由於收入規模 相對較小,在國產化替代驅動下三季度營收和淨利潤均實現較好增長。

從 IC 設計公司庫存情況看,受下游需求疲弱影響,IC 設計公司在二 三季度已經開始進行主動降庫存,從三季度的存貨情況看,已有部分 公司三季度庫存環比出現改善趨勢。中郵證券認為,伴隨著設計公司的主 動降庫存,行業庫存的去化有望在明年上半年迎來明顯成效。

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