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我很小,但我是半导体的命门

【1】我很小,但我很关键

不同于代代工市场高达近千亿美元的量级,半导体领域的EDA和IP着实称得上极其细分的领域,由于处于芯片产业链的最上游,其市场规模其实都很小。全球EDA市场规模经过几十年的发展也才将将摸到百亿美元的门槛;而IP市场空间就更小了,接近全球40%市场份额的龙头ARM的收入规模也仅不到20亿美元。

图6:全球EDA市场规模仅百亿美元左右,资料来源:EDAC

虽然小,但不夸张地没有了EDA和IP,世界的科技发展就将停滞。

在Synopsys(新思科技)的官网上,有张图就十分准确地描绘了这个关系:EDA和IP虽然合计市场规模仅100多亿美元,但是整个1．65万亿美元的电子系统却正是以此为根基,形成了典型的倒金字塔模型。也就是没有EDA和IP的话,整个金字塔将轰然坍塌。

而且,EDA和IP是非常非常难做的,它需要随着芯片制程的微缩、工艺参数的革新等等而进行不停的迭代,每次迭代底层代码就要进行大量更新。现如今,随着人工智能和物联网时代的到来,且后摩尔时代的限制下,该领域的创新也挣面临更大的挑战。

图7:EDA和IP是半导体创新的核心,资料来源:新思科技官网

【2】从EDA&IP维度审视中美基础研究的差距

正是由于这个行业技术壁垒随着时间的推移越来越高,EDA领域目前基本只剩下三大巨头,分别是Synopsys(新思科技)、Cadence(铿腾电子)、Mentor Graphics(明导国际),这三家都有着30多年历史的“老企业”,可谓是EDA的开山鼻祖:

Synopsys:成立于1986年,美国企业,由Aart de Geus带领通用电气工程师团队创立,在2008年成为全球排名第一的EDA软件工具领导厂商并持续至今,最近年营收在30亿美元以上。

Cadence:成立于1988年,美国企业,早在1992年公司已成为EDA行业龙头地位,但到2008年被Synopsys反超,现年营收超过20亿美元。

Mentor:成立于1981年,最早为美国企业,EDA工具全面性弱于Synopsys和Cadence,因此营收规模在10亿美元左右,但在有些领域如PCB设计工具等相对领先。Mentor公司在2016年被德国西门子收购。

以上三家巨头,均是美国血统的企业,合计市场份额达到70%以上。这也正是华为遭遇封锁时,产业曾担忧如果限制EDA软件的销售,那中国芯片设计行业将原地休克。而我们,对于此,可以说一点办法都没有。

图8:EDA软件全球竞争格局,资料来源:前瞻产业研究院

那自然有人要问了,既然是软件,如果被限制了,我先做各破解版的行不行?答案是否定的。正如前文讲到,EDA软件并不是写好之后就一成不变的,随着下游应用的变化、材料的改变、制程的提高,EDA需要不停的迭代去更新工艺库,最频繁的时候一个月就要更新一次。举个可能不太恰当的类比,要是你的office每个月都要进行重大升级才能使用,那盗版的自然就没有了生存空间。

除了基本不可能使用破解外,这个软件用户粘性还特别高。一方面是由于EDA软件占这些公司成本项很少的部分,价格根本不敏感,其十分关键,所以客户不到万不得已,也一般不会更换供应商。另一方面,EDA本质是提供一揽子的工具包给客户解决问题,这些海外龙头能够提供一站式服务。

因此,躺在带有护城河的知识产权上,新思科技等可以坐收半导行业发展红利。

目前,中国EDA企业仍处于起步阶段,比较知名的企业有华大九天、广立微、博达微等,但制程都在20nm以上,而且不能提供全套工具,导致在竞争中相当被动,面临重重挑战。但挑战的背后更大的是机遇,随着国内半导体行业自主品牌的崛起,和对知识产权的重视,国产EDA公司终于看到翻身的机会。