一、行業(yè)概況
EDA(Electronic Design Automation)即電子設(shè)計自動化,是指利用計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)軟件,來完成超大規(guī)模集成電路(VLSI)芯片的功能設(shè)計、綜合、驗證、物理設(shè)計(包括布局、布線、版圖、設(shè)計規(guī)則檢查等)等流程的設(shè)計方式。簡單來說,EDA工具就像是芯片設(shè)計的“幕后大腦”,是集成電路產(chǎn)業(yè)的上游基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè),在整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中占據(jù)著極為關(guān)鍵的位置。
EDA技術(shù)的發(fā)展歷程可追溯到上世紀(jì)70年代。最初,它只是一些簡單的輔助設(shè)計工具,幫助工程師完成一些基本的電路設(shè)計任務(wù)。隨著集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展,芯片的復(fù)雜度呈指數(shù)級增長,對EDA工具的功能和性能要求也越來越高。從早期的原理圖輸入、簡單的邏輯模擬,到如今涵蓋復(fù)雜的系統(tǒng)級設(shè)計、高級綜合、形式驗證、物理實現(xiàn)等多個環(huán)節(jié),EDA技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代芯片設(shè)計不可或缺的支撐。
根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院撰寫的《2025-2030年中國EDA軟件行業(yè)市場深度調(diào)研與投資戰(zhàn)略分析報告》顯示:
在芯片設(shè)計流程中,EDA工具貫穿始終。從最初的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計,工程師利用EDA工具進(jìn)行功能建模和仿真,驗證設(shè)計的可行性;到邏輯設(shè)計階段,借助EDA工具進(jìn)行邏輯綜合,將高層次的設(shè)計描述轉(zhuǎn)化為門級網(wǎng)表;再到物理設(shè)計環(huán)節(jié),通過EDA工具完成芯片的布局布線,確保芯片在滿足性能要求的同時,實現(xiàn)最小的面積和功耗??梢哉f,沒有先進(jìn)的EDA工具,就無法實現(xiàn)復(fù)雜芯片的設(shè)計與制造。
二、行業(yè)政策梳理
近年來,各國政府紛紛出臺相關(guān)政策,大力支持EDA行業(yè)的發(fā)展。在我國,政府高度重視集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,將其視為國家戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。EDA作為集成電路產(chǎn)業(yè)的核心支撐,也得到了政策層面的大力扶持。
國家出臺了一系列產(chǎn)業(yè)政策,如《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》,明確提出要加強(qiáng)集成電路設(shè)計工具、制造工藝、封裝測試等關(guān)鍵核心技術(shù)研發(fā),提高產(chǎn)業(yè)自主發(fā)展能力。在稅收優(yōu)惠方面,對集成電路設(shè)計企業(yè)和EDA企業(yè)給予稅收減免,降低企業(yè)運營成本,鼓勵企業(yè)加大研發(fā)投入。同時,設(shè)立國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金,為EDA企業(yè)提供資金支持,助力企業(yè)發(fā)展壯大。
此外,各地政府也積極響應(yīng),出臺了一系列配套政策。如一些地方政府為EDA企業(yè)提供土地、廠房等優(yōu)惠政策,吸引企業(yè)落戶;設(shè)立產(chǎn)業(yè)園區(qū),促進(jìn)EDA企業(yè)集聚發(fā)展,形成產(chǎn)業(yè)集群效應(yīng)。這些政策的出臺,為我國EDA行業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了良好的政策環(huán)境。
三、市場現(xiàn)狀
從全球市場來看,EDA行業(yè)呈現(xiàn)出高度壟斷的市場格局。目前,全球EDA市場主要由Synopsys(新思科技)、Cadence(楷登電子)和MentorGraphics(明導(dǎo)國際,已被西門子收購)三大巨頭壟斷,它們占據(jù)了全球超過70%的市場份額。這三大企業(yè)憑借其深厚的技術(shù)積累、廣泛的客戶基礎(chǔ)和強(qiáng)大的研發(fā)實力,在高端EDA工具市場處于絕對領(lǐng)先地位。
圖表:全球EDA市場格局(2022)
數(shù)據(jù)來源:集微咨詢,中研普華產(chǎn)業(yè)研究院整理
在國內(nèi)市場,隨著我國集成電路產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,對EDA工具的需求也日益旺盛。然而,國內(nèi)EDA企業(yè)起步較晚,技術(shù)水平與國際巨頭相比仍有較大差距。目前,國內(nèi)EDA市場主要還是依賴進(jìn)口,國產(chǎn)EDA工具的市場份額相對較低。不過,近年來,國內(nèi)一批優(yōu)秀的EDA企業(yè)如華大九天、廣立微等逐漸崛起,在部分細(xì)分領(lǐng)域取得了一定的技術(shù)突破和市場份額。
從市場規(guī)模來看,全球EDA市場規(guī)模呈現(xiàn)穩(wěn)步增長的趨勢。根據(jù)數(shù)據(jù),2023年全球EDA市場規(guī)模達(dá)到138.8億美元,預(yù)計到2028年將增長至213.8億美元。
圖表:全球EDA市場規(guī)模
數(shù)據(jù)來源:Gartner,中研普華產(chǎn)業(yè)研究院整理
國內(nèi)EDA市場規(guī)模也在不斷擴(kuò)大,預(yù)計未來幾年將保持較高的增長速度。
四、行業(yè)發(fā)展趨勢
技術(shù)創(chuàng)新持續(xù)推進(jìn):隨著芯片制造工藝向更先進(jìn)的節(jié)點發(fā)展,如3納米、2納米甚至更小,對EDA工具的技術(shù)要求也將越來越高。未來,EDA技術(shù)將朝著更高的精度、更快的速度和更強(qiáng)的智能化方向發(fā)展。例如,人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)將深度融入EDA工具,實現(xiàn)自動化設(shè)計、智能優(yōu)化和故障預(yù)測等功能,提高芯片設(shè)計的效率和質(zhì)量。
系統(tǒng)級設(shè)計成為主流:隨著芯片集成度的不斷提高,單一芯片需要實現(xiàn)更多的功能,系統(tǒng)級設(shè)計將成為未來芯片設(shè)計的主流趨勢。EDA工具將從傳統(tǒng)的芯片級設(shè)計向系統(tǒng)級設(shè)計擴(kuò)展,支持多芯片、異構(gòu)集成等復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計與驗證,滿足5G、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新興應(yīng)用領(lǐng)域?qū)π酒男枨蟆?/p>
國產(chǎn)替代加速:在全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)競爭日益激烈的背景下,國產(chǎn)EDA工具的自主可控顯得尤為重要。隨著國內(nèi)政策的大力支持和企業(yè)自身技術(shù)實力的提升,國產(chǎn)EDA企業(yè)將迎來更多的發(fā)展機(jī)遇,國產(chǎn)替代進(jìn)程將加速推進(jìn)。未來,國產(chǎn)EDA工具有望在更多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破,逐步提高市場份額。
產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè)加強(qiáng):EDA行業(yè)的發(fā)展離不開完善的產(chǎn)業(yè)生態(tài)支持。未來,國內(nèi)EDA企業(yè)將加強(qiáng)與集成電路設(shè)計企業(yè)、制造企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)等的合作,共同構(gòu)建產(chǎn)業(yè)生態(tài)。通過產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新,促進(jìn)技術(shù)交流與合作,推動EDA技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用,提升整個產(chǎn)業(yè)的競爭力。
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