半导体产业基础工具,市场规模随半导体行业迭代扩张。EDA(Electronic
DesignAutomation,电子设计自动化)是指利用计算机软件完成大规模集
成电路的设计、仿真、验证等流程的设计方式,融合了图形学、计算数学、
成电路的设计、仿真、验证等流程的设计方式,融合了图形学、计算数学、
微电子学、拓扑逻辑学、材料学及人工智能等技术。在当今复杂程度超乎
想象的芯片设计流程中,EDA发挥着无可替代的关键作用,全面覆盖芯片
从最初的功能设计、仿真模拟、功能验证、电路的物理实现到最终制造生
产的全流程环节。根据观研天下数据,预计2026年全球EDA市场规模将
达183亿美元。相比于全球半导体行业近5000亿美元的规模,EDA行业
的规模偏小但其重要性非常高,与设备、材料共同构成了半导体产业的上
游基础,在集成电路产业中发挥较强的杠杆效应。当今全球EDA市场的寡
头垄断态势已极为明确,据Trendforce数据显示,当前Synopsys、
Cadence、西门子EDA(MentorGraphics)三家企业合计占据全球74%
的市场份额,其中Synopsys以31%的全球份额居首,Cadence紧随其后
占30%,西门子EDA以13%的份额位列第三。
制造EDA是集成电路生产过程中的核心环节。一个完整的集成电路设计
和制造流程主要包括工艺平台开发、集成电路设计和集成电路制造三个阶
段。集成电路企业需要使用EDA工具完成设计和制造的过程。制造EDA
是集成电路生产过程中的核心环节。在晶圆厂包括晶圆代工厂、IDM制
造部门等)工艺平台开发阶段,通过制造EDA建立半导体器件的模型并通
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包括芯
片设计公司、半导体IP公司、IDM设计部门等);在晶圆生产阶段,从版
图到掩模的数据转换过程中,需要制造EDA对光刻过程中的光学邻近效
应进行补偿和修正、建立详细的结构器件模型、良率修正等。根据制造EDA
所解决的技术类别不同,制造EDA可分为六大部分:工艺平台开发阶段,
可分为工艺与器件仿真工具TCAD)、器件建模及验证工具、工艺设计套
件工具PDK);晶圆生产制造阶段,可分为计算光刻软件、可制造性设
计DFM)、良率控制工具,其中计算光刻软件是晶圆生产阶段的核心工
具。根据我们测算,2020-2026年全球制造EDA市场将从33.15亿美金增
长到57.54亿美金,CAGR达到9.63%;2020-2026年中国制造EDA市场
从26.88亿元增长到69.68亿元,CAGR达到17.21%。
产业限制持续升级,国产EDA企业方兴未艾。近年来,美国对EDA工具
的出口限制不断升级、层层加码,从特定先进制程工具管控延伸至全流程
技术封锁,限制范围持续扩大、管控力度愈演愈烈。美国断供EDA,给中
国芯片产业带来了巨大的挑战,但也为中国芯片产业的自主可控提供了契
机。在长期主义的指引下,坚定自研道路,加强生态建设,国内EDA企业
有望在未来的市场竞争中脱颖而出,实现中国芯片产业的破局。当前国内
EDA市场处于海外巨头的寡头垄断格局,中国是全球规模最大、增速最快
的集成电路市场,国产EDA具备广阔发展空间与潜力,国产EDA需通过
突破高端核心技术、优化产业链流程双路径,提升自给率与行业整体竞争
力。
风险提示:全球贸易环境变化的风险;下游客户验证不及预期风险;国产
企业技术或研发不及预期的风险。
行业走势
作者