一、集成电路芯片设计界定及简述
1、集成电路芯片可以分为设计、制造和封装测试三大板块,在其中设计水准的高低取决于处理芯片商品功能的、性能和成本费。
2016年以前在我国集成电路芯片主要是以封测为主导,伴随着中国设计领域不断资金投入,2016年在我国设计领域初次超出封测领域,设计和封测各自占比37.92%和36.08%,由于中国技术性不断提升,设计和制造占比稳步增长,2021年资料显示在我国集成电路芯片设计占比达43.21%,制造领域占比小幅上升至30.37%,在2020年也已超过封测销售总额。
2021年中国集成电路销售总额构造占比状况
材料由来:CSIA,华经产业研究院梳理
2、设计步骤
集成电路芯片设计业务流程阶段整体可以分为前面设计和后面设计两大类。前面设计指的是在设计师取得实际要求以后,前提依据实际需求定义有关的程序模块与规格型号,从构架层面上设计能够满足特殊的需求作用,以后完成对应的设计;逻辑性综合性以后就进到后面,这一阶段通常是将更高一些层级的叙述转化成门级网表,之后再进行DFT检测并进行了物理学方面的设计,在加工工艺、功能损耗等各个环节签核完毕之后,EDA的设计工作中基本上已完成,可以进入具体封装形式与产品测试。
数字芯片设计步骤
材料由来:芯华章,华经产业研究院梳理
二、集成电路芯片总体现况
在我国集成电路发展比较晚,总体相比国际性顶级水准依然存在一部分差别,尤其是在逻辑芯片等高端芯片领域,高技术要求环境下,国产企业短时间仍无法提升,但是随着国内公司逐渐在储存芯片、半导体器件逐渐提升,中国集成电路芯片生产量稳步增长,2021年达3594.3亿块,同比增加37.5%,再加上净出口量,表层中国集成电路芯片需要量近6800亿块。伴随着汽车电子产品、物联网技术、智能家居系统、工控自动化等需求扩大,在我国集成电路芯片经营规模将快速扩张,但短时间受到限制高端技术被封禁,进口的由来仍然是重要。
2012-2021年中国集成电路生产量及年增长率
材料由来:中国统计局,华经产业研究院梳理
2013-2021年中国集成电路进出口贸易总数状况
材料由来:中国海关总署,华经产业研究院梳理
三、集成电路芯片全产业链现况
1、集成电路芯片全产业链
集成电路芯片全产业链包含设计、制造和封测,IP为处理芯片设计的重要环节。处理芯片设计坐落于集成电路芯片产业链上游,处理芯片设计的前提包含EDA和IP。EDA指电子器件设计自动化技术,是处理芯片设计的工具和辅助手机软件。IP则是在处理芯片设计中那些通过验证的、可循环使用的、具备特殊的功能宏控制模块,能够移植到不同类型的半导体工艺中。
集成电路芯片全产业链示意图
材料由来:中芯招股说明书,华经产业研究院梳理
2、运用遍布
从产品用途遍布看来,在我国集成电路芯片设计领域商品关键分布于通讯、交易、电子计算机、多媒体系统等领域。在其中通讯领域芯片销售规模最大,2020年销售规模达到1647.10亿人民币,占领域销售总额的43.12%;接着交易领域芯片销售经营规模以1063.90亿人民币排名第二,占比27.86%。
2020年中国集成电路设计领域产品用途遍布
材料由来:ICCAD,华经产业研究院梳理
四、集成电路芯片设计产业现状
1、市场容量
在我国集成电路芯片设计行业增速迅速,在集成电路行业中的比重不断提高。依据数据信息,2021年,在我国集成电路芯片设计行业销售经营规模达4519 亿人民币,同比增加19.6%。与此同时,自2016年,在我国集成电路芯片设计行业年产值超出封装测试业,变成集成电路行业年产值第一的业务流程阶段。
2011-2021年中国集成电路设计销售规模及年增长率
材料由来:CSIA,华经产业研究院梳理
2、企业数量
随着中国集成电路行业的高速发展,获得了诸多资产的热捧,越来越多公司涉足该行业。2011-2021年在我国集成电路芯片设计领域企业数量提高迅速,从534家迅速上升至2810家。值得关注的是,尽管总体公司关注度持续增长,但尖端科技并未提升环境下,销售市场竞争加剧今起推动产业化突出重围概率提升。
2011-2021年中国集成电路设计领域企业数量变化
材料由来:ICCAD,华经产业研究院梳理
3、区域分布
就区域分布来讲,在我国集成电路芯片设计领域已形成长三角、珠三角、津冀环勃海、西部地区四大重污染区域,原因是挨近电子信息技术科技经济发展中心,地理位置优越,国际海运成本较低,资料显示,2020长三江和珠三角地区共占比超7成,在其中长三江占比最大,销售总额做到1599.7亿人民币,占比为39.5%。
2020年中国集成电路设计领域区域分布占比
材料由来:ICCAD,华经产业研究院梳理
4、手机软件经营规模
国内有着全世界规模最大、增长速度最快的集成电路芯片销售市场,在全球集成电路芯片及EDA市场发展持续向好大背景下,在我国EDA领域也迎来了爆发期,2020年全年度领域销售总额大约为66.2亿人民币,同比增加19.9%,完成持续提高。在其中,在我国独立EDA专用工具公司在本土销售市场主营业务收入大约为7.6亿人民币,同比增幅65.2%。
2018-2020年我国EDA市场容量及年增长率
材料由来:公开资料整理
五、集成电路芯片设计竞争格局
1、市场份额
全球范围内最主要的IC设计企业包括高通芯片、博通、英伟达显卡等,2020年全世界前十大IC设计企业(Fabless) 收益总共做到859.74亿美金。若依照全世界IC设计经营规模1279亿美金来计算,2020年CR5占比57.3%上下,CR10市场占有率做到67.22%,市场集中度比较高。
2020年全世界集成电路芯片设计市场格局占比
材料由来:公开资料整理
EDA是处理芯片设计与制造的关键,目前我国我国EDA销售市场增长速度超过全世界,国产化非常低。就竞争格局来讲,2020年Synopsys,Cadence和Siemens EDA为中国前三大EDA经销商,总计营业收入市场占有率占比为77.70%,国内生产商占比不上15%,在其中华大九天为国内EDA领头。
2020年我国EDA营业收入市场占有率占比状况
材料由来:公开资料整理
2、华大九天经营现状
华大九天作为国内EDA领头,总体技术性相比国际性Synopsys,Cadence和Siemens EDA前三大EDA经销商依然存在差别,但整体运营稳步增长,毛利率水准在90%上下,2019-2021年营业收入占比产品研发分别是52.5%、44.22%和52.57%,预计上市后总市值超百亿。政策补贴环境下,有望突破国际性EDA手机软件垄断性现况。
2018-2021年华大九天营业收入及利润率变化
材料由来:华大九天招股说明书,华经产业研究院梳理
华大九天在数字集成电路设计和平板显示器电源电路设计两方面完成了全流程EDA专用工具系统软件,但数字电路设计设计和圆晶制造层面尚不能实现全流程遮盖。在数字集成电路设计全流程 EDA 专用工具系统中,有且只有仿真工具适用5nm批量生产工艺制程,别的数字集成电路设计EDA专用工具只适用28nm工艺制程,与国际一流水准拥有不小的差别。数字电路设计设计EDA专用工具含有5款能够支撑5nm批量生产加工工艺,1款(集装化svm算法专用工具)适用40nm批量生产加工工艺。
全世界和华大九天可支持有关专用工具最大批量生产工艺制程