EDA工具：贯穿芯片落地全流程，国产企业蓄势待发

EDA工具：贯穿芯片落地全流程，国产企业蓄势待发 半导体产业基础工具，市场规模随半导体行业迭代扩张。EDA（ElectronicDesign Automation，电子设计自动化）是指利用计算机软件完成大规模集成电路的设计、仿真、验证等流程的设计方式，融合了图形学、计算数学、微电子学、拓扑逻辑学、材料学及人工智能等技术。在当今复杂程度超乎想象的芯片设计流程中，EDA发挥着无可替代的关键作用，全面覆盖芯片从最初的功能设计、仿真模拟、功能验证、电路的物理实现到最终制造生产的全流程环节。根据观研天下数据，预计2026年全球EDA市场规模将达183亿美元。相比于全球半导体行业近5000亿美元的规模，EDA行业的规模偏小但其重要性非常高，与设备、材料共同构成了半导体产业的上游基础，在集成电路产业中发挥较强的杠杆效应。当今全球EDA市场的寡头垄断态势已极为明确，据Trendforce数据显示，当前Synopsys、Cadence、西门子EDA（Mentor Graphics）三家企业合计占据全球74%的市场份额，其中Synopsys以31%的全球份额居首，Cadence紧随其后占30%，西门子EDA以13%的份额位列第三。 增持首次） 作者 制造EDA是集成电路生产过程中的核心环节。一个完整的集成电路设计和制造流程主要包括工艺平台开发、集成电路设计和集成电路制造三个阶段。集成电路企业需要使用EDA工具完成设计和制造的过程。制造EDA是集成电路生产过程中的核心环节。在晶圆厂 包括晶圆代工厂、IDM制造部门等）工艺平台开发阶段，通过制造EDA建立半导体器件的模型并通过PDK或建立IP和标准单元库等方式提供给集成电路设计企业 包括芯片设计公司、半导体IP公司、IDM设计部门等）；在晶圆生产阶段，从版图到掩模的数据转换过程中，需要制造EDA对光刻过程中的光学邻近效应进行补偿和修正、建立详细的结构器件模型、良率修正等。根据制造EDA所解决的技术类别不同，制造EDA可分为六大部分：工艺平台开发阶段，可分为工艺与器件仿真工具TCAD）、器件建模及验证工具、工艺设计套件工具PDK）；晶圆生产制造阶段，可分为计算光刻软件、可制造性设计DFM）、良率控制工具，其中计算光刻软件是晶圆生产阶段的核心工具。根据我们测算，2020-2026年全球制造EDA市场将从33.15亿美金增长到57.54亿美金，CAGR达到9.63%；2020-2026年中国制造EDA市场从26.88亿元增长到69.68亿元，CAGR达到17.21%。 分析师佘凌星执业证书编号：S0680525010004邮箱：shelingxing1@gszq.com 分析师朱迪执业证书编号：S0680525100002邮箱：zhudi@gszq.com 相关研究 1、《半导体：“AI革命”模拟&接口篇：配套核心计算，量价齐升》2023-04-11 产业限制持续升级，国产EDA企业方兴未艾。近年来，美国对EDA工具的出口限制不断升级、层层加码，从特定先进制程工具管控延伸至全流程技术封锁，限制范围持续扩大、管控力度愈演愈烈。美国断供EDA，给中国芯片产业带来了巨大的挑战，但也为中国芯片产业的自主可控提供了契机。在长期主义的指引下，坚定自研道路，加强生态建设，国内EDA企业有望在未来的市场竞争中脱颖而出，实现中国芯片产业的破局。当前国内EDA市场处于海外巨头的寡头垄断格局，中国是全球规模最大、增速最快的集成电路市场，国产EDA具备广阔发展空间与潜力，国产EDA需通过突破高端核心技术、优化产业链流程双路径，提升自给率与行业整体竞争力。 风险提示：全球贸易环境变化的风险；下游客户验证不及预期风险；国产企业技术或研发不及预期的风险。 内容目录 一、EDA：半导体设计与制造的基石.........................................................................................................31.1半导体产业基础工具，决定芯片性能的关键环节............................................................................31.2 EDA市场规模随半导体行业迭代扩张，国内市场增速高于全球.........................................................41.3技术、人才与平台生态打造EDA较高的行业壁垒...........................................................................61.4人工智能+先进算力提高EDA自动化程度和工作效率.....................................................................6二、制造EDA与设计EDA贯穿芯片从设计到落地全流程............................................................................82.1 EDA行业按照阶段不同，可分为制造EDA与设计EDA....................................................................82.2制造EDA：覆盖芯片制造前后端全部环节，共有六大种类..............................................................82.2.1计算光刻软件：晶圆生产阶段的核心工具............................................................................92.2.2器件/工艺仿真TCAD）：实现“虚拟制造”，大幅降低研发成本........................................142.2.3良率管理：保障先进制程高良率量产的关键技术支撑...........................................................152.2.4工艺设计套件PDK）：连接集成电路创新设计与复杂半导体制造工艺的基石........................152.2.5器件建模及验证：电路设计和工艺设计之间的桥梁..............................................................162.2.6设计与工艺协同优化DTCO，包括可制造性设计DFM部分）：...........................................162.2.7据测算2026年全球制造EDA规模超近60亿美金，国内增速高于全球..................................172.3设计EDA：将芯片从设计定义向制造交付的首道环节....................................................................20三、国产EDA企业方兴未艾，下游需求有力支撑......................................................................................203.1产业限制持续升级，国产替代刻不容缓........................................................................................203.2国内集成电路产业快速发展，产业生态逐步构建，为国产EDA应用提供充足机会............................21风险提示..............................................................................................................................................23 图表目录 图表1：EDA厂商、芯片设计厂商以及芯片制造厂商三者之间的关系..........................................................3图表2：2017-2026E全球EDA市场规模.................................................................................................4图表3：EDA是支撑半导体产业链的基石.................................................................................................4图表4：2017-2026E中国市场EDA市场规模 亿元）..............................................................................5图表5：2024年全球EDA市场份额情况..................................................................................................5图表6：2024年中国EDA市场主要由国外厂商占据..................................................................................6图表7：西门子EDA AI system...............................................................................................................7图表8：集成电路设计和制造流程...........................................................................................................8图表9：制造类EDA工具的分类.............................................................................................................9图表10：现代芯片制造过程中的计算光刻工具........................................................................................10图表11：OPC的 理示意图a）OPC优化前后的成像过程；b）OPC优化前后的掩模及其成像结果.........11图表12：面向全芯片版图优化的SMO工作流程......................................................................................12图表13：多重曝光技术图层分解方案示意图...........................................................................................13图表14：反向光刻技术流程图............................................................