半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈可大致分為設(shè)計(jì)、晶圓制造與封裝測試三大環(huán)節(jié),芯片設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)產(chǎn)出各類芯片的設(shè)計(jì)版圖,晶圓制造環(huán)節(jié)根據(jù)設(shè)計(jì)版圖進(jìn)行掩膜制作,形成模版,并在晶圓上進(jìn)行加工,封裝測試環(huán)節(jié)對(duì)生產(chǎn)出來的合格晶圓進(jìn)行切割、焊線、塑封,并對(duì)封裝完成的芯片進(jìn)行性能測試。
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IP核指芯片設(shè)計(jì)中預(yù)先設(shè)計(jì)完成并經(jīng)過驗(yàn)證的標(biāo)準(zhǔn)化功能模塊,通過使用IP核,設(shè)計(jì)人員無需從0開始對(duì)所有細(xì)節(jié)進(jìn)行重新設(shè)計(jì),而是借助特定的IP核經(jīng)調(diào)整后快速完成某個(gè)模塊的設(shè)計(jì),大幅降低了芯片設(shè)計(jì)周期與設(shè)計(jì)難度。
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集成電路發(fā)展早期,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單,設(shè)計(jì)師可通過手動(dòng)作圖滿足設(shè)計(jì)要求。摩爾定律在現(xiàn)實(shí)中不斷得到驗(yàn)證,單位面積晶圓集成的晶體管數(shù)量不斷上升,作圖量與難度猛增推動(dòng)設(shè)計(jì)工具的不斷發(fā)展。20世紀(jì)70年代可編程邏輯技術(shù)出現(xiàn),開發(fā)人員開始了將設(shè)計(jì)流程自動(dòng)化的嘗試,硬件描述語言VHDL與Verilog隨之產(chǎn)生,開發(fā)人員使用硬件描述語言完成對(duì)設(shè)計(jì)邏輯的描述后將代碼輸入電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件中即可自動(dòng)生成電路圖,EDA軟件開始出現(xiàn)并商業(yè)化。
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為了更好地理解IP核的邏輯,我們可將IP核類比為汽車生產(chǎn)過程的動(dòng)力系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、懸架系統(tǒng)、車身系統(tǒng)等部分,主機(jī)廠并不進(jìn)行所有汽車零部件的生產(chǎn),而是將大部分零部件外包給一級(jí)與二級(jí)供應(yīng)商,自身則專注于動(dòng)力系統(tǒng)與組裝技術(shù)的研發(fā),并在生產(chǎn)過程中將汽車的所有零部件進(jìn)行協(xié)同優(yōu)化與系統(tǒng)集成。IP模塊庫的使用極大降低了設(shè)計(jì)的難度與時(shí)間周期,芯片設(shè)計(jì)由電路設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)設(shè)計(jì)。
按開發(fā)程度進(jìn)行分類,IP核的分類如下圖所示,開發(fā)程度越高的IP核,后期可編輯程度越低,而可預(yù)見性更高。
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EDA與IP核行業(yè)均為集中度極高的寡頭壟斷市場,根據(jù)賽迪智庫2020年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),國際三巨頭Synopsys、cadence與西門子旗下子公司Mentor?Graphic占有國內(nèi)78%的市場份額,海外EDA軟件企業(yè)占有國內(nèi)至少86%的市場份額。在IP核領(lǐng)域,ARM、Synopsys與Cadence占有全球66%的市場份額,國內(nèi)龍頭芯原股份在全球市占率為2%。
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公司簡稱 | 股票代碼 | 主營業(yè)務(wù) | 類別 |
華大九天 | A21150.SH | 公司主要產(chǎn)品包括模擬電路設(shè)計(jì)全流程EDA工具系統(tǒng)、數(shù)字電路設(shè)計(jì)EDA工具、平板顯示電路設(shè)計(jì)全流程EDA工具系統(tǒng)和晶圓制造EDA工具等EDA工具軟件產(chǎn)品。 | EDA軟件:模擬電路設(shè)計(jì)全流程EDA軟件、數(shù)字電路設(shè)計(jì)EDA軟件、平板顯示電路設(shè)計(jì)全流程EDA軟件。晶圓制造EDA工具 |
概倫電子 | 688206.SH | 公司主要產(chǎn)品及服務(wù)包括制造類EDA工具、設(shè)計(jì)類EDA工具、半導(dǎo)體器件特性測試儀器和半導(dǎo)體工程服務(wù)等, | EDA軟件:設(shè)計(jì)和制造類EDA軟件 |
芯原股份 | 688521.SH | 公司是一家依托自主半導(dǎo)體IP,為客戶提供平臺(tái)化、全方位、一站式芯片定制服務(wù)和半導(dǎo)體IP授權(quán)服務(wù)的企業(yè)。 | IP核 |
公司簡稱 | 2021年上半年?duì)I業(yè)收入(億元) | 2021年上半年毛利率 | 動(dòng)態(tài)市盈率(2022年1月11日) |
華大九天 | 1.82 | 88.46%(全產(chǎn)品) | / |
概倫電子 | 0.54 | 100% | 717.16 |
芯原股份 | 2.14 | 96.69% | 虧損 |
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公司簡稱 | 2021年動(dòng)向 |
華大九天 | 已過會(huì),預(yù)計(jì)募資25.51億元,其中5億元用于電路仿真及數(shù)字分析優(yōu)化EDA工具升級(jí)項(xiàng)目;2.9億元用于模擬設(shè)計(jì)及驗(yàn)證EDA工具升級(jí)項(xiàng)目;4.3億元用于面向特定類型芯片設(shè)計(jì)的EDA工具開發(fā)項(xiàng)目;5.6億元用于數(shù)字設(shè)計(jì)綜合及驗(yàn)證EDA工具開發(fā)項(xiàng)目 |
概倫電子 | 公司成功上市募資12.09億元,其中3.8億元用于建模及仿真系統(tǒng)升級(jí)建設(shè)項(xiàng)目;3.4億元用于設(shè)計(jì)工藝協(xié)同優(yōu)化;2.5億元用于建設(shè)研發(fā)中心;1.5億元用于投資并購;剩余補(bǔ)充流動(dòng)資金 |
芯原股份 | 公司開發(fā)的基于高性能總線架構(gòu)和FLC終極內(nèi)存/緩存技術(shù)的可復(fù)用的ASIC軟硬件平臺(tái)在2021年上半年完成流片。 |