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內建電路設計:半導體核心上遊環節,龍頭強者恒強

作者:樂晴智庫

內建電路作為半導體産業的核心,由于其技術複雜性,産業結構高度與業化。

随着産業規模的迅速擴張,産業競争加劇,分工模式進一步細化,由原來的IDM為主逐漸轉變為Fabless+Foundry+OSAT。

半導體産業鍊可以分為裝置、材料、設計等上遊環節、中遊晶圓制造,以及下遊封裝測試等三個主要環節。其中,IC設計處于産業鍊上遊。#半導體#

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資料來源:開源證券

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

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海外EDA巨頭具有完整的EDA産品線與工具鍊,并利用豐富的IP庫打造了完善的IC設計生态,而IP授權對于Fabless客戶的研發是不可或缺的,是以領先的工具與完備的生态也進一步提升了客戶的黏性。

目前國内廠商缺乏與頭部Foundry的深度合作,國産EDA産品難以比對最先進的工藝,這也導緻本土企業難以進入高端晶片設計領域。

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全定制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。

而半定制IC設計則可以分為IC前端設計(邏輯設計)和後端設計(實體設計)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、靜态時序分析、形式驗證;

後端設計(實體設計):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、版圖實體驗證。

內建電路産業鍊概況:

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資料來源:方正證券

晶片設計的環節中,EDA等設計軟體是必不可少的工具。

EDA企業主要客戶包括産業鍊上遊的IC設計企業(Fabless)及中遊的晶圓制造企業(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工具是內建電路設計、制造、封裝、測試等工作的必備工具,是貫穿整個內建電路産業鍊的戰略基礎支柱之一。

随着內建電路産業的快速發展,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、加速産業技術進步與革新的關鍵因素。

EDA相關支撐體系:

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資料來源:民生證券

全球做EDA的廠商約六七十家,但核心隻有Synopsys、Cadence及Mentor三家公司,共壟斷了國内95%、全球65%的市場佔有率。

大陸EDA技術起步較早,但是沒有上下遊産業的協同,發展較為緩慢。

目前隻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制造業的EDA解決方案,其數模混合設計平台可以支援到40nm設計節點。

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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,産品不夠全。

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資料來源:東方證券

受下遊客戶擴産和國産化驅動,半導體裝置及零部件 闆塊三季度營收、淨利潤依然實作較高增長。EDA 闆塊由于收入規模 相對較小,在國産化替代驅動下三季度營收和淨利潤均實作較好增長。

從 IC 設計公司庫存情況看,受下遊需求疲弱影響,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,伴随着設計公司的主 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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