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晶片虛擬戰:全軍出擊的中國EDA軍團

晶片虛擬戰:全軍出擊的中國EDA軍團

圖片來源@視覺中國

文 | 芯鋰話,作者 | 林曉晨

全球晶片產能告急,就連財大氣粗的蘋果也被迫削減1000萬臺iPhone13的生產計劃,晶片生產已然成為了最核心的問題。

“晶片荒”之下,很多投資者將注意力放到了光刻機之上,畢竟作為晶片製造的關鍵核心,光刻機是必不可少的。由於ASML公司幾乎壟斷了高階光刻機市場,並且對中國進行銷售管控,導致我國在晶片製造領域始終受到束縛。

而好的一面是,中國在晶片製造領域並非一無所獲,雖然沒有最高階的EUV光刻機,但中芯國際依然能夠擠進全球晶片製造前五廠商行列。

與光刻機相比,我們在晶片產業鏈中實際上存在著更大的技術缺口,那就是EDA軟體。由於目前A股中尚沒有一家主業完全相符的標的公司,因此投資者對於EDA軟體可能並不熟悉,它就相當於是積體電路領域的CAD,幫助晶片廠商進行晶片設計、檢驗、模擬等虛擬流程。

之所以說EDA軟體重要,是因為他是整個晶片製造的最上游。從成本角度衡量,晶片流片費用高昂,一旦設計出的晶片存在問題,那麼就會導致生產成本大幅攀升。因此晶片設計需要追求成功率,這就意味著在流片之前需要晶片廠商進行全方位的虛擬驗證。

作為晶片設計的核心,EDA軟體的好壞直接決定了晶片設計過程中的效率及成本,因此這一不被市場關注的領域實則有著很高的產業價值。

去年,美國對中國企業展開了封鎖,推出了《商業管制清單》,其中EDA軟體就是明確禁止的一項。目前,全球EDA軟體幾乎都被美國企業壟斷,一旦未來針對EDA軟體的封鎖全面落地,那麼可能會對我國晶片設計產業造成沉重打擊,從而制約晶片我國業的發展。

由此來看,晶片之爭實則已經從晶片製造轉移至EDA軟體領域,一場晶片虛擬戰早已悄然上演。

晶片虛擬戰:全軍出擊的中國EDA軍團

01 美國企業牢牢掌握EDA話語權

回溯歷史,EDA軟體最早是從CAD軟體演化而來,作為CAD技術的起源地,美國企業當仁不讓的成為全球EDA軟體的龍頭。

統計資料表明,EDA頭部企業壟斷了全球90%的市場份額。按照市場份額劃分,全球EDA企業可以分為三個梯隊。

第一梯隊共有三家企業,分別為 Synopsys、Cadence和Mentor Graphics(後被西門子收購,目前隸屬西門子EDA)。這三家企業均有完備的產業佈局,全流程的EDA工具,每年營收超過10億美元,合計瓜分了全球EDA市場約78%的市場份額。

第二梯隊企業主要為區域性全流程EDA工具,雖然在部分領域具備競爭優勢,但總體市場份額與三家巨頭公司差距明顯。Ansys、Keysight、華大九天等公司合計瓜分了市場約15%的市場份額。

第三梯隊則是垂直企業和初創企業,無論是規模還是競爭力都沒有太大優勢。除華大九天外,我國的EDA軟體企業多處於第三梯隊。

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聚焦國內市場,亦呈現出同樣的競爭格局。第一梯隊三家公司合計佔據76。7%的市場份額,中國知名的晶片公司幾乎使用的都是他們的產品。

華大九天憑藉在FPD 面板領域的核心競爭力,已經超越Ansys、Keysight,以5。8%的市場佔比躋身國內第四名,另一家中國EDA企業概倫電子以1。4%的市場份額位列第七。

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無論是國內市場還是國際市場,美國企業都是EDA軟體的核心玩家,掌握著最核心的下游使用者及產業技術。

但隨著半導體產業鏈逐漸向中國轉移,我們不僅要製造晶片,更要創造產權自主的晶片,因此EDA軟體就成為中國晶片發展的必爭之地。

02 EDA如何扼住晶片咽喉?

在這裡我們要講的不是複雜的專業知識,而是核心圍繞EDA軟體的商業模式展開。

根據功能的不同,EDA軟體大致可以分為三大類:設計工具、模擬工具、生產工具。

設計工具主要是為了從0到1的勾畫晶片雛形,包括電路設計、版圖設計等紙面工序;模擬工具主要用途是對晶片製造、封裝、應用進行模擬試驗,檢查其中的邏輯問題和應用問題;生產工具則主要應用於晶片生產環節,提升晶圓廠和封測廠的生產效率、測試精度等。

不難看出,EDA軟體應用於晶片設計到封裝的整個生產週期,一顆晶片的好壞從表面看由晶片廠商決定,從更深層次而言則主要由EDA軟體的質量控制。

根據市場規模測算,全球EDA的市場規模僅百億美元,而這區區百億美元卻撬動了5000億美元的半導體市場,顯而易見EDA軟體的價值早已經超出了他們業績本身。

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縱觀全球EDA企業,它們主要有三種盈利模式,分別是 License 授權、IP 核、硬體加速器。

License 證書授權是最原始的盈利模式,透過售賣標準EDA 軟體包,使用者可以在一定時間內擁有軟體的使用權,大部分使用者往往會購買多套產品。同時由於EDA行業總是不斷迭代,這成為使用者持續購買的動力。授權模式,技術壁壘高,毛利率接近90%。

IP核模式則是EDA企業將其所擁有的智慧財產權具象化,把客戶所需要的智慧財產權電路打包為一個整體對客戶銷售,客戶可以直接呼叫這些模組,避免重複勞動。如今IP核模式已經成為EDA行業新的增長點,高通、英特爾等巨頭就很善於用IP核這種模式賺錢。

最後一項加速器業務則是為了提升模擬速度,從而進一步加快客戶的設計效率,相當於模擬工具的補充。

縱觀EDA企業的三種盈利模式,其都僅向客戶提供使用權而非所有權,因此客戶會不定期的與EDA公司進行互動,增加使用者粘性。

對這種商業模式而言,先發優勢極為重要,已經成為行業最顯著的護城河。一旦EDA廠商綁定了下游使用者,那麼除非顛覆性的新效能提升,否則後來者是很難撬動傳統EDA豪強護城河的。

這種競爭格局意味著,市場裡的中小玩家並不具備競爭優勢,很難長時間的與大廠展開競爭,在沒有大的衝擊下,未來全球EDA市場格局將進一步頭部化。

03 全軍出擊的中國EDA軍團

中國EDA軍團很可能就是全球EDA行業的唯一變數。

雖然競爭對手很強,產業格局也並不佔優,但在半導體產業鏈逐漸遷移至中國的趨勢下,中國EDA廠商卻極有可能衝擊整個行業的現有格局。

覆盤海外EDA巨頭的發展之路不難發現,行業馬太效應明顯,完全是剩者為王。第一梯隊的Synopsys、Cadence和Mentor Graphics公司都是透過併購來建立自身護城河的。

在行業發展初期,整個EDA市場百花齊放,試想一下如此多的工具種類,很難有企業在第一時間全部涉足。隨著產業技術的不斷髮展,下游廠商對於上游EDA軟體的需求逐漸向一體化轉變,因此併購就成為企業發展方向,大魚吃小魚成為常態。

資料統計顯示,Synopsys、Cadence和Mentor Graphics公司分別透過99次、71次和49次收購,才建立起如今的規模。EDA巨頭的崛起,一方面是技術,另一方面是資本。

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目前,制約中國EDA企業的主要因素在於起步較晚,資本關注度較低,這就意味著國產EDA企業很難有資金投入到研發中,也沒有資本去進行橫向併購,從而致使中國EDA企業的發展始終不盡如人意。

但這種情況可能即將結束了,一大批中國EDA軍團即將登陸資本舞臺。

截止目前,華大九天、概倫電子成功過會創業板,思爾芯、芯願景、廣立微處於IPO排隊中,EDA企業或將在未來兩年集中登陸中國資本市場。

這不僅意味著中國資本市場純正EDA企業零的突破,更意味著中國EDA企業的大發展時代極有可能將要到來。隨著資本的不斷聚集,或許這批國產EDA企業中就能出現挑戰國際巨頭的勇者。

從更宏觀的視野來看,中國晶片行業有著廣闊的發展前景,同時中國晶片也需要有自己的EDA軟體巨頭,市場也一定願意給這一新興行業可觀的估值。

晶片虛擬戰:全軍出擊的中國EDA軍團

縱觀即將上市的幾家公司,華大九天是機會最大的,一方面它是世界唯一提供全流程FPD 設計解決方案的供應商,另一方面它也已經在行業中積攢了一定的市場份額。上市之後,更簡便的融資手段將會有效的放大華大九天的龍頭效應。

概倫電子雖然沒有華大九天那樣強的行業競爭力,但其已經在併購方面有所斬獲,並取得不錯的效果。2019年底,概倫電子成功併購博達微科技,從而擴大了在建模方面的領先優勢。在併購領域有所建樹的概倫電子或將更有效的利用資本去進行擴張。

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除華大九天和概倫電子外,其他幾家屢獲融資的公司廣立微、思爾芯、芯願景、芯華章也都有著各自的優勢,或許其中就存在EDA黑馬。

無論最後誰能夠勝出成為龍頭,但有一點可以肯定,那就是中國EDA企業將向國際巨頭髮起史上最強的衝擊。在這場沒有硝煙的晶片虛擬戰中,中國軍團已經整裝待發。