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小我进修总结-芯片设计_半导体_全球

神尊大人 2024-10-16 19:21:05 0

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1、EDA(ElectronicDesignAutomation)被称为“芯片之母”,是芯片行业一种主要的工业软件,EDA贯穿于集成电路设计、制造、封测环节,是集成电路家当的计策根本支柱之一。
EDA工具的细分繁多,大致可细分为以下几种类型:

主流EDA类型

2、IP(IntelligentPropertyCore)是指在集成电路设计中那些可以重复利用的、具有自主知识产权功能的设计模块。
设计师可以把成熟的IP模块设计运用于多个繁芜的芯片的电路设计图中,能避免繁芜和重复的设计事情,缩短设计周期,提高芯片设计的成功率。

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IP一样平常分为硬核、软核和固核。
1、IP硬核一样平常已经映射到特定工艺,经由芯片制造验证,具有面积和性能可预测的特点,但灵巧性较小。
2、IP软核以HDL形式提交,灵巧性强,但性能方面具有不可预测性。
3、IP固核通过布局布线或利用通用工艺库,对性能和面积进行了优化,比硬核灵巧,比软核在性能和面积上更可预测,是硬核和软核的折上钩划。

EDA

定义:EDA(Electronicdesignautomation),即电子设计自动化,是为IC设计、生产等供应自动化赞助设计能力。
随着不断扩大的集成电路规模以及日益繁芜的芯片设计,传统的CAD和CAED软件再难以知足需求,EDA已经成为IC设计中不可或缺的工具。
其领悟了图形学、打算数学、微电子学、拓扑逻辑学、材料学及人工智能等学科知识,可自动完成IC的设计、综合、验证、物理设计等一系列流程。

EDA工具可细分为:IC设计软件、电子电路设计与仿真工具、PCB设计软件、PLD设计工具等几类。

EDA工具分类

其不仅运用于芯片设计环节,也广泛运用于晶圆制造,是连接集成电路设计和制造两个环节的桥梁和纽带。
在工艺平台开拓阶段,晶圆厂完成半导体器件和制造工艺的设计后,须要借助EDA工具建立器件模型、天生PDK以及IP和标准单元库。

此外晶圆制造过程中光刻打算、良率提升也须要借助EDA大数据软件工具。
晶圆制造EDA工具包括器件模型提取工具、工艺和器件仿真(TCAD)、PDK开拓与验证、打算光刻、掩膜版校准、掩膜版合成和良率剖析等工具。

EDA在集成电路设计、制造流程等关键环节的利用情形

市场规模。
根据SEMI数据和ESDA的预测,估量2022年环球EDA工具市场规模约为86亿美元,受景气度影响估量2023年市场规模保持在85亿美元。

根据中国半导体行业协会数据,2022年中国EDA工具市场规模约为115亿元,约占环球市场的18%。

环球EDA市场规模(单位:亿美元)

中国EDA行业市场规模(单位:亿元)

竞争格局:紧张市场被欧美企业霸占。
目前Synopsys(美国)、Cadence(美国)和Siemens EDA是环球三强,合计占2022年环球份额约74%。
个中以Synopsys、Cadence的产品体系最为健全,而Siemens EDA则在部分环节较为精良。
特殊是在10纳米以下的高端芯片设计上,这三家的市场霸占率乃至高达100%。

2022年环球EDA市场竞争格局(单位:%)

2022年中国EDA市场竞争格局(单位:%)

国产化情形。
目前,市场上仅上述三家企业能给客户供应全流程的芯片设计EDA办理方案,国产EDA企业均难以供应全流程的产品。
但包括广立微、华大九天以及概伦电子在内的部分企业在点工具上已经具备一定实力。

个中,华大九天是海内综合实力最强的EDA软件供应商,但也仅能在本土市场中霸占5%不到的市场份额。

EDA紧张企业的产品布局(单位:%)

IP

定义:半导体IP(Intellectual Property),常日也称作IP核(IP core),指芯片设计中预先设计、验证好的功能模块(如果把集成电路设计比作搭积木,IP则是个中的积木块)。
这些功能模块可以运用于芯片中的多个功能部件,如处理器、外围接口、仿照部件、RAM/ROM、安全模块等。

特色:IP行业是半导体家当分工风雅化的结果。
轻设计时期,设计公司只需购买成熟可靠的IP方案,就可以实现某个特定功能,而不须要投入大量精力进行自研。
这不仅大大降落了芯片设计的难度与本钱,提高产品迭代速率,还以可复用的模式形成风险共担、利益共享的生态圈。

半导体IP家当链

分类:分类办法多且繁芜。
半导体IP按交付办法可分为软核、硬核和固核;按产品类型可分为处理器IP、接口IP、其他物理IP及其他数字IP等。

当前芯片设计中验证IP、嵌入式存储IP以及有线接口IP中的外购IP部分已超过50%,CPU等处理器IP外购占比更高,且外购IP利用占比有提高的趋势。

半导体IP家当链

IP类企业的壁垒。
IP种类覆盖度是对IP企业技能能力和未来空间的主要考证成分。
从覆盖度看,IP领域TOP3的ARM、Synopsys和Cadence的IP种类已覆盖大多数半导体器件。
而芯原公司是海内唯一一家进入环球IP市场TOP10的中国公司,目前旗下IP种类也已能覆盖大多数半导体器件类型。

国内外紧张IP企业的IP种类覆盖情形

市场规模。
近年来半导体IP行业发展迅猛,根据半导体IP研究机构IP nest的数据,2022年环球半导体IP市场规模达到66.7亿美元,同比增长20.2%。

2019—2022年环球半导体IP市场规模及增速(单位:亿美元、%)

中国市场方面。
根据亿欧智库测算,2022年中国半导体IP市场规模达119亿元,同比增长20.6%,增速领先环球。

2019—2022年中国半导体IP市场规模及增速(单位:亿元、%)

市场构造:半导体IP行业有四大细分市场,分别为处理器IP、接口IP、物理IP和数字IP。
根据IP nest数据,处理器IP仍是目前的第一大品类,2022年占比为49.6%;而接口IP则是近年来增速最快的品类,2017-2022年间,环球接口IP市场份额占比从18%增长到了24.9%,不断打劫处理器IP的市场,其发展潜力凸显。

2017—2022年半导体IP细分市场份额情形(单位:%)

竞争格局,当前半导体IP市场竞争呈现三级格局。
个中,第一级为处理器IP龙头厂商ARM,ARM以丰富的产品种类、领先的版税收入和完备的IP-芯片-运用的一体化生态成为半导体IP行业的第一大厂商,护城河极深。
以营收打算,2022年的市占率达到41.1%。

第二级为Synopsys、Cadence等为代表的老牌EDA龙头厂商,为半导体IP供应芯片设计工具和赞助性软件,可与EDA软件捆绑,整体业务协同效应强,在行业内具有较强的影响力。
以营收打算,2022年两者的市占率分别为19.7%和5.4%。

第三级为Rambus、e Memory等专注于某一细分品类的小规模公司,这些公司的差异性强,但由于产品品类较少、生态能力较弱,市场竞争力不如前两级厂商。
该类企业的市占率基本在2%及以下。

半导体IP市场竞争格局(单位:百万美元,%)

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