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  • 2021-08-26 15:51
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2020 年全球 EDA 市场规模虽仅超过 70 亿美元,却支撑起 4000 亿美元的集成电路产业, 支撑着数十万亿规模的数字经济。一旦 EDA 出现问题,包括集成在内的全球集成电路产业必将受到重大影响,由 EDA 工具、集成电路、电子系统、数字经济等构成的倒金字塔产业链结构稳定将面临严峻挑战。

三大寡头垄断的全球EDA市场

全球EDA市场呈现寡头垄断的局面,根据赛迪数据显示,2019年中国EDA市场规模约为5.8亿美元,仅占全球市场的5.6%。中国EDA厂商总营收不到4.2亿元,规模只占全球市场份额的0.6%;中国EDA国产化率约为10%。

而国际市场上,2019年全球EDA市场为102.5亿美元,EDA市场呈现寡头垄断的局面,主要由Synopsys,Cadence和Mentor三巨头瓜分,国内EDA市场超过85%的份额也由三大厂商占据。

2020 年,新思科技(Synopsys)、楷登电子(Cadence)与西门子 EDA(原 Mentor Graphics) 作为目前仅有的拥有设计全流程 EDA 工具解决方案的企业,集中了全球超 77%的 EDA 工具市场。其他企业缺少布局设计全流程工具技术的综合实力,在各自擅长的 领域开发面向特定流程或个别环节的工具瓜分剩余市场份额,Ansys 凭借热分析、压 电分析等优势点工具,Keysight EEsof 凭借电磁仿真、射频综合等优势点工具,获得 市场第四、第五的位置。

图/内圈至外圈分别为2018-2020年数据 数据来源:赛迪智库集成电路研究所

对于EDA这样一个在半导体上游领域拥有至关重要地位的领域,“卡脖子”的感觉是胃肠让人难受的。没有了美国的EDA,180nm/350nm以上的部分老工艺线可以用版或国产替代版继续做,但亚微米级130nm/90nm开始,就很难离得开EDA正版授权了,到了22nm工艺以下,没有美国的EDA可话可以说是寸步难行的。

图/华大九天IPO招股说明书

同时,芯片EDA工具软件与芯片代工厂具有高度的绑定关系,代工厂进行工业研发一般都会采用EDA软件厂商免费提供的IP库,随着基础IP的积累越来越多,直接导致代工厂发给客户的设计数据包PDK都采用了三大巨头的软件。

由于PDK更新非常频繁,尤其是新工艺,随着各种测试片的反馈会不断迭代,头部代工厂采用的都是版本的EDA软件,因此终端客户必须采用的EDA版本。特别是每一颗SOC必不可少的接口类IP,均被三大巨头所垄断。

因此,EDA软件的国产化替代势在必行!

砥砺前行的国产EDA企业

EDA设计软件其实并非次,早在20世纪80年代之前,巴黎统筹对我国实施禁运,国外EDA无法进入中国,反而推动了我国EDA设计企业快速发展。

1988年开始启动国产EDA工具熊猫系统, 1993年个自研EDA系统“熊猫”面世,国内单位踊跃使用,短时间内熊猫EDA便在近20家设计公司投入使用,完成近200个芯片品种,当时中国与水平的差距并没有那么大,

1994年国外取消了对华禁运,因为依赖进口,EDA自主化进入沉寂期。

2008年,EDA软件再度起航,先后成立了华大九天、芯愿景等企业,并成立核高基EDA重大专项。

而到2019年,中国EDA厂商逐步获得了世界认可。但是目前,国产EDA市场份额仍然较低,但据中国半导体行业协会的数据,2019年中国大陆IC设计产业销售规模已经突破3,000亿元,IC设计企业数量已达到1,780家,中国大陆已经拥有了仅次于美国与中国的世界第三大规模IC设计产业。

下游应用产业的高速发展,为国产EDA企业成长提供了广阔的空间。根据赛迪智库给出了具体的数据,2020年我国EDA行业市场规模达到66.2亿元,同比增长20%,成为全球EDA行业增速较快的区域市场。

图/华大九天IPO招股说明书

虽然海外EDA巨头在人才壁垒(强大的研发实力)、工艺壁垒(与先进工艺的结合)、产品壁垒(完备的产品线)等方面构筑了EDA产业壁垒,但本土EDA厂商已经在部分领域、部分环节,本土头部厂商已经初步形成了局部竞争优势,如概伦电子在SPICE建模领域,华大九天在模拟电路仿真领域都已具备一定优势,假以时日,国内本土EDA厂商一定能够实现从局部到核心的全面,从而让卡脖子成为过去!

以优异的总拥有成本满足了基础设施需求,在数据中心市场而占有一席之地。这针对这些领域的布局,marvell也进行了多笔的收购,包括在2017年以约60亿美元收购Cavium,2019年收购以太网网络连接产品领域的Aquantia、格罗方德旗下Avera半导体子公司。2020年,他们还收购了光芯片厂商Inphi。

但归其根本这是一个非常底层化、后端化的产业,岗位也呈现出专业能力需要长期培养、人才生态比较封闭的特征。简单来说,芯片产业确实哪哪都缺人,但缺的是真正能用的综合型人才。相比于编程、软件设计等培训来说,芯片更没有捷径可走。FPGA是吗?图片如果我们留心一下,会发现很多芯片培训广告都主打FPGA培训。

从DPU的本质上看,根据THENEXTPLATFORM的分析报告显示,在2020年,SmartNIC正在演变成DPU。SmartNIC可以通过从的CPU上卸载网络处理工作负载和任务,提高云端和私有数据中心中的性能。而针对多种SmartNIC的方案来说,由于FPGA是可重编程的。

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