“芯片之母”EDA概念股大漲 國產設計工具突破方向在哪?


8月15日早間開盤15分鐘,EDA概念板塊指數報1142.459點,漲幅達6%,成交31.31億元,換手率1.14%。板塊概念股中,漲幅最大的前5個股為:概倫電子報47.84元,漲14.59%;華大九天報131.27元,漲14.28%;申通地鐵報10.53元,漲10.03%;廣立微報124.69元,漲8.42%;歐比特報9.80元,漲7.69%。

截至發稿前,萬得EDA指數報1066.81點,漲2.42%,成交量2.43億,成交金額61.69億元。

消息層面上,美國商務部上周五發佈規定,對設計GAAFET(全柵場效應晶體管)結構集成電路所必需的EDA軟件等技術實施新的出口管制,相關禁令於15日正式生效。

“芯片之母”EDA是什麼?

8月12日,美國商務部工業和安全局(BIS)發佈一項臨時最終規則。該規則中,對四項新興和基礎技術確立新的出口管制。

在四項技術中,最讓外界關註的是EDA軟件。該規則規定,對用於開發全柵場效應晶體管的晶體管(GAAFET)結構的EDA軟件進行出口管制。

從行業來看,EDA(ElectronicsDesignAutomation)被譽為集成電路的“搖籃”,中文叫電子設計自動化,是芯片設計最重要的軟件設計工具。利用EDA工具,工程師將芯片的電路設計、性能分析、設計出IC版圖的整個過程交由計算機處理完成。

據解,EDA軟件目前幾乎涵蓋從仿真、綜合到版圖,從模擬到數字再到混合設計等IC設計的多個方面,已成為芯片IC設計中必不可少的基礎工具。

在這一重要產業,不管是國內還是全球的市場份額主要都由三大巨頭Synopsys(新思科技)、Cadence(楷登電子)和SimensEDA(西門子)(原Mentor Graphics)分食。

技術難點在哪?

作為芯片設計的最上遊,EDA軟件技術壁壘非常高。

一位來自國際巨頭的技術人員告訴記者,“做EDA算法工具很復雜,不是單一一個工具。EDA工具的高級總工程師不僅要懂硬件設計,也要懂軟件架構,因為我們是用軟件設計硬件。”一旦最上遊的芯片設計工具出問題,將直接影響芯片的性能、質量、生產效率及成本。

此外,寡頭壟斷,投資周期長,缺乏產業生態以及人才問題也是行業EDA企業發展面臨的主要挑戰。

前Synopsys內部員工曾對記者表示,“國內EDA廠商還處於拼圖階段,有各自擅長的領域,對於客戶而言還是需要大量購買前三大EDA企業的產品,再配以本土較為成熟的解決方案。”

對於成熟的電子消費行業,產品通常半年到一年就要更新換代一次,使用國際公司的全流程對於國內芯片設計公司是最高效的,這也是制約國內EDA廠商發展的重要原因。

對於新進入者來講,由於EDA軟件處於整個半導體、微電子產業的最前端,市場規模與集成電路產業的整體規模相比還非常小,海外三大廠商壟斷的格局基本形成後,有限的市場空間對於芯片廠商開拓市場的挑戰較大。

在業內看來,作為芯片設計環節必不可少的工具軟件,芯片設計廠商、工程師對已有成熟軟件的依賴、切換到新軟件所付出的學習成本都成為下遊客戶不願嘗試新EDA軟件的重要因素。同時,由於芯片設計環節較多、流程復雜,看重廠商提供連續覆蓋多環節的EDA“工具包”、“工具鏈條”的能力,而這往往是隻在某一領域實現“點突破”的新進入者的弱勢。

此外,領先的EDA廠商往往通過與IP核廠商、代工廠深化合作,構建互相嵌合的生態結構。通過新EDA、新IP、新制造工藝的互為支持、共同發展,進一步把握芯片的發展方向,杜絕後來者趕超的可能性,構建生態壁壘。

國產公司求存與突破

天風國際稱,目前EDA工具鏈大約有40個細分領域,三大國際巨頭目前實現全產業鏈覆蓋。

而國內大大小小的EDA企業目前已經接近30傢,目前處於國產EDA軟件一線陣營的主要有華大九天、國微集團、概倫電子、芯和半導體、芯華章等公司。

上述企業在EDA的不同領域已擁有各自優勢。

根據招股說明書,2020年華大九天已超過Ansys和Keysight Eesof成為我國第四大EDA軟件供應商,市場份額6%左右。目前已實現模擬電路的全流程工具覆蓋,EDA工具軟件領域市場份額居本土企業首位。

概倫電子於2019年底並購博達微擴大在建模方面的優勢。公司於2021年公司登陸科創板,在器件建模和電路仿真兩大集成電路制造和設計的環節擁有競爭力。

芯華章於2021年發佈四款擁有自主知識產權的數字驗證EDA產品,包括智V驗證平臺、FPGA原型驗證系統、數字仿真器、新一代智能驗證系統及可擴展形式化驗證工具,而在近期宣佈向openDACS捐贈高性能開源數字仿真器EpicSim。

芯和半導體內部人士對第一財經記者表示,在無源電磁仿真這個領域,國產EDA公司已經取得突破。“無源電磁場仿真套件是芯片設計後仿真中的重要一環,過去芯片要用到8納米甚至更先進的工藝做後仿真,以前是隻能用國外的軟件,目前我們已經能解決國內芯片公司的需求。”

賽迪表示,2020年開始,我國集成電路領域投融資異常火熱,大量企業進入集成電路領域,為EDA市場帶來眾多增量客戶。EDA工具作為芯片產品開發的基礎,眾多增量客戶將對我國EDA市場發展起到積極作用。

上述機構預測,2024年,我國EDA工具市場規模有望達到115億元人民幣,2020至2024年的市場規模復合年均增長率近17%,遠高於全球平均水平,市場份額占比從2020年的13.3%提升至2024年的16.1%。

芯謀研究分析師商君曼對第一財經記者表示,目前,國內EDA企業合計起來約占10%市場份額。其中,領先企業是能夠實現特定領域的全流程,多數企業就隻能實現一些點工具。國內EDA市場規模大概在百億元人民幣這個級別,目前市場在逐年提升。

君曼表示,目前國產EDA發展前景持續向好,主要是國內的設計公司發展速度加快使得市場容量提升,以及自主可控需要導致應用意願提升。


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