摘要:EDA(Electronic Design Automation),即电子设计自动化,是利用计算机辅助设计(CAD)软件,完成超大规模集成电路(VLSI)芯片的功能设计、综合、验证、物理设计等流程的设计方式。它融合了计算数学、图形学、拓扑逻辑学、微电子学等多学
一、EDA概念解析
1.1 EDA的定义
EDA(Electronic Design Automation),即电子设计自动化,是利用计算机辅助设计(CAD)软件,完成超大规模集成电路(VLSI)芯片的功能设计、综合、验证、物理设计等流程的设计方式。它融合了计算数学、图形学、拓扑逻辑学、微电子学等多学科技术,是半导体产业的关键技术。
1.2 EDA的重要性
EDA是芯片设计的基石,贯穿于芯片设计、制造、封装、测试等各个环节。它不仅提高了芯片设计的效率和准确性,还降低了设计成本和时间。EDA工具使得设计人员能够处理数十万到数十亿晶体管的复杂集成电路。此外,EDA还通过TCAD(技术计算机辅助设计)、DFM(可制造性设计)、SLM(可服务性设计)等技术,显著提升芯片制造的良率和性能。
1.3 EDA的发展历程
EDA起源于20世纪60年代中期的计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助测试(CAT)和计算机辅助工程(CAE)的概念。20世纪90年代初,EDA技术逐渐成熟并广泛应用于芯片设计。如今,EDA已成为半导体产业不可或缺的一部分。
二、EDA产业链分析
2.1 产业链上游
EDA产业链的上游主要包括硬件设备、操作系统、开发工具及其他辅助性软件等供应商。这些基础服务为EDA软件的开发和运行提供了必要的支持。
- 硬件设备:计算机设备是EDA软件运行的基础。全球PC市场在2019年后因疫情需求增长,但2022年后增长缓慢。主要PC厂商包括苹果、惠普、联想、戴尔等。
- 操作系统:操作系统为EDA软件提供了运行环境。代表性企业有微软、苹果等。
- 开发工具:开发工具用于编写和调试EDA软件。代表性企业有微软、甲骨文等。
- 辅助性软件:辅助性软件提供了额外的功能支持。代表性企业有IBM、金蝶国际软件集团等。
2.2 产业链中游
产业链中游为EDA企业,这些企业专注于开发和销售EDA软件及IP核。EDA软件是芯片设计的必备工具,IP核则是具有独立功能的成熟设计模块。
- 国际巨头:全球EDA市场由Synopsys、Cadence、Siemens EDA三巨头垄断,合计占据74%的市场份额。这些企业具备强大的研发实力和技术优势。
- 国内企业:国内EDA企业虽已实现从0到1的突破,但全球市场份额仅占3%,国内市场份额约为20%。华大九天、概伦电子、广立微等是国内领先的EDA企业。
2.3 产业链下游
EDA产业链的下游主要包括集成电路设计、制造、封测企业。这些企业是EDA软件的直接用户。
- 芯片设计:芯片设计企业利用EDA工具进行芯片的功能设计和验证。代表性企业有英特尔、三星、华为海思、紫光集团等。
- 晶圆制造:晶圆制造企业将设计好的芯片图案转移到硅片上。代表性企业有台积电、中芯国际、三星等。
- 封装测试:封装测试企业对制造好的芯片进行封装和测试。代表性企业有美国安靠、联合科技、nepes等。
三、EDA关联个股分析
3.1 华大九天
华大九天是国内规模最大、技术实力最强的EDA龙头企业。其产品包括模拟电路设计全流程EDA工具系统、数字电路设计EDA工具等。2024年,华大九天收购芯和半导体,补强射频设计能力,有望成为国内唯一覆盖设计-制造-封装全流程的EDA企业。
3.2 概伦电子
概伦电子是国内首家EDA上市公司。其在器件建模及验证EDA工具和电路仿真及验证EDA工具方面具有较高市场地位。2024年,概伦电子并购锐成芯微,强化存储芯片EDA能力,切入台积电3nm供应链。
3.3 广立微
广立微是领先的集成电路EDA软件与晶圆级电性测试设备供应商。其专注于芯片成品率提升和电性测试快速监控技术,是国内外多家大型集成电路制造与设计企业的重要合作伙伴。
3.4 中芯国际
中芯国际是全球领先的集成电路制造企业。其14nm产能利用率超90%,是华为麒麟9000S芯片的核心代工商。受益于国产设备采购政策,中芯国际在半导体制造领域具有重要地位。
3.5 长电科技
长电科技是全球第三大封测厂。其2.5D/3D封装技术量产能力领先,AI芯片订单占比提升至25%,客户包括英伟达、寒武纪。
3.6 寒武纪
寒武纪是国产AI训练芯片龙头。其思元590性能对标英伟达A100,获百度、阿里订单。2024年,寒武纪AI芯片营收占比预计突破60%。
3.7 兆易创新
兆易创新在车规MCU市场占有率超40%,是特斯拉Model 3/Y主控芯片供应商。其DRAM价格触底反弹,NOR Flash价格Q2环比上涨10%。
四、总结
EDA作为半导体产业的核心技术,对整个产业链的发展起着至关重要的作用。随着云计算、AI等新技术的融合,EDA技术不断进步,市场规模持续扩大。在国产替代的背景下,国内EDA企业迎来了发展机遇。华大九天、概伦电子、广立微等企业凭借自身优势,在国产化进程中有望获得更大的市场份额。同时,中芯国际、长电科技、寒武纪、兆易创新等下游企业也将受益于EDA技术的发展,推动整个半导体产业的进步。
来源:建股资讯