2023 Fabless100系列：55家国产EDA／IP厂商调研分析报告

　　半导体工程师?2023-03-19 10:08?发表于北京

　　AspenCore分析师团队经过5个月的调查、采访和信息搜集整理，汇编出这份专门针对国产EDA和IP产业及厂商的调研分析报告。作为Fabless100系列分析报告的一部分，EDA/IP报告将为半导体和IC设计业界人士提供完整的EDA和IP市场格局及发展趋势，并展示35家国产EDA厂商和20家国产IP厂商的详细画像，包括核心技术、主要产品及竞争优势。2023年中国IC设计Fabless 100排行榜新增的“Top 10 EDA/IP公司”将以该报告为筛选依据。此外，我们也对EDA和IP领域的未来技术趋势做了深度分析。

　　EDA/IP报告大致分为如下部分：

　　EDA/IP基础及产品分类

　　全球和中国EDA/IP市场趋势

　　国际EDA/IP巨头简要介绍

　　国产EDA/IP厂商调查统计分析

　　35家国产EDA厂商详细信息汇编

　　20家国产IP厂商详细信息汇编

　　最新EDA/IP技术趋势：

　　EDA Cloud/AI、Chiplet和3D-IC

　　Chiplet(芯粒)互联：从一团乱麻(BoW)到统一互联标准(UCIe)

　　EDA和IP基础

　　俗话说：“工欲善其事，必先利其器”，对IC设计工程师来说，EDA就是其成功设计芯片的利器。一般IC设计的流程大都包括如下步骤：系统规范和功能描述、逻辑设计、逻辑综合、物理设计/布局布线、仿真、物理验证和签核、版图-掩膜-流片，以及封装测试等。相应地，EDA工具产品主要有如下类别：模拟设计、数字设计、射频类、晶圆制造、封装测试、仿真类、分析与验证、功能安全，以及服务类产品等。

　　EDA工具的分类。(来源：华大九天/概伦电子)

　　复杂的系统级芯片(SoC)设计不但需要得力的EDA工具，还会使用很多经过验证的可复用功能模块(即IP)，以便设计团队将有限资源投入到自己的核心优势上，同时加快芯片开发周期和上市时间。跟EDA一样，IP也是由专门的公司针对特定功能需求而开发的标准产品，主要分为处理器IP、有线和无线接口IP、模拟IP、存储IP、物理和基础IP，以及安全和AI加速等IP产品。

　　IP产品分类。(来源：Synopsys/招商证券)

　　EDA/IP市场趋势

　　根据SEMI数据，2017年-2021年，全球EDA市场规模分别为92.87、97.04、102.73、114.67、132.00亿美元，预计2026年全球EDA市场将达到183.34亿美元。

　　

　　2017年中国EDA市场规模为64.1亿元，而在2020年迅速增长至93.1亿元，预计2026年中国EDA市场规模将达到221.88亿元。

　　

　　对于IP市场来说，基本不受半导体整体市场变化的影响，即便在衰退期IC设计公司仍然需要继续研发设计新产品而购买IP。据IP Nest统计，2016-2021年期间，全球IP市场增长约10% CAGR，从34.23亿美元增长至54.52亿美元。而从2021至2026期间，市场增长将达到15% CAGR，预计到2026年将达到110亿美元。其中，接口类IP类别增长最快(比如PCIe和DDR细分类别IP)，预计到2026年将达到30亿美元规模。

　　另据研究机构Omdia的报告，2024年采用芯粒(Chiplet)的处理器芯片全球市场规模将达58亿美元，到2035年将达到570亿美元。Chiplet作为新的IP模式，将为全球IP市场带来巨大的增长。

　　国际EDA/IP巨头简要介绍

　　伴随着半导体产业的发展和芯片设计复杂度的提升，EDA和IP细分市场经过30多年的自然增长和兼并收购，逐渐发展成为少数几家寡头垄断的格局。全球EDA市场现在有四巨头并存，IP行业也逐渐形成3-4家头部企业霸占市场的局面。

　　新思科技Synopsys

　　Synopsys的2022年营收为50.8亿美元，全球员工超过1.9万人，成为全球EDA/IP市场当之无愧的龙头老大。其主要产品包括EDA、IP、应用安全和测试软件等，具体如下图所示。

　　

　　

　　Cadence

　　作为第二大EDA厂商，Cadence全球员工超过9300人，2022年营收为35.62亿美元，相比2021年的29.88亿美元增长19%。该公司预期2023财年的营收介于40-40.6亿美元。

　　Cadence的EDA和IP产品类别如下：

　　数字设计和签核：逻辑等效检验、SoC规划和实施、功能性ECO、低功耗验证、综合、电源分析、约束和CDC签核、硅签核及验证等;

　　定制IC/模拟/RF设计：电路设计、电路仿真、布局设计、布局验证、库特征参数、RF/微波方案;

　　验证和仿真：仿真、AI验证、仿真与原型、静态和形式验证、调试、系统VIP、功能安全等;

　　IC封装设计和分析：交叉平台协同设计和分析、IC封装设计、IC封装及点工具的SI/PI分析、IC封装设计流程;

　　多物理场系统分析：流体动力计算、电磁仿真、RF/微波设计、信号和电源完整性、热仿真;

　　PCB设计：PCB布局布线、模拟/混合信号仿真、PCB设计的SI/PI分析、RF/微波分析、AR Lab工具等;

　　IP系列：Tensilica处理器和AI、112G/56G SerDes、接口IP、PCIe和CXL、Chiplet和D2D、存储接口IP等。

　　西门子EDA

　　自从收购Mentor后，西门子EDA作为西门子数字化工业软件集团的一部分，已经覆盖从IC设计到电子系统设计的全设计链工具，并结合西门子全产品生命周期管理技术，为IC设计公司和系统厂商提供完整的EDA解决方案。

　　西门子EDA产品主要包括：

　　IC设计、验证和制造：Veloce硬件平台、Tessent硅生命周期管理、Calibre设计方案、Catapult、Aprisa、mPower、Oasys-RTL、PowerPro、模拟FasrSPICE平台、Eldo、Kronos、ModelSim、Questa等;

　　IC封装设计和验证：Xpedition IC封装设计、2.5D/3D衬底集成、封装仿真、3D DRC/LVS验证、3D IC、Calibre 3DSTACK等;

　　电子系统和PCB设计和制造：Xpedition Enterprise、PADS、HyperLynx、VALOR等。

　　物理仿真巨头ANSYS

　　专注于工程仿真50年的Ansys公司2022财年营收为20.66亿美元，相比2021年的19.07亿美元增长8%。除持续维持系统仿真领域的技术领先外，该公司最近几年也因着先进封装的市场火热而获益，因为2.5/3D封装面临前所未有的电磁、热和应力仿真挑战。

　　Ansys的产品涵盖3D设计、数字孪生、声学分析、光学、光电子、材料和结构等领域。其针对半导体设计、验证和仿真的产品包括Clock FX、Exalto、PathFinder-SC、PowerArtist、RaptorH、RedHawk-SC、RedHawk-SC Electrothermal、Totem/Totem-SC、VeloceRF和RaptorQu等。

　　

　　Ansys的电子设计多物理场方案。(来源：ANSYS)

　　Ansys的多物理场解决方案正从传统的系统工程仿真深入到半导体设计和制造领域。例如，Ansys RedHawk-SC (数字) 和Ansys Totem (模拟)是全球领先的SoC电源完整性分析工具，可让用户以晶圆厂认证的签核精确度对供电电压变量进行建模，从而可以降低来自封装和PCB板的整体电源噪声影响。其电流密度和电子迁移分析功能可让芯片和封装层的电源金属和信号互联对散热设计有清晰的认知。

　　IP四巨头

　　根据IP Nest的2022年报告统计，2021年全球IP营收排名Top 10公司的总营收为43.52亿美元，占总体市场的80%。除了前面已经介绍的Synopsys和Cadence外，我们挑选了四家以独立公司运营的国际IP厂商，分别是Arm、Imaginaiton、Ceva和Alphawave，可以算是全球IP四巨头，下面我们将逐一介绍。

　　

　　处理器IP巨头Arm

　　Arm虽然仍由软银控股，但目前正在寻求独立上市。Arm公司2021财年的营收约为27亿美元，其中IP收入约22亿美元，约占全球IP市场的40%。IP厂商的商业模式一般是通过IP授权(license)和版税(Royalty)赚钱。对Arm来说，一次性的IP授权收入还不如按芯片出货量计算的版税(Royalty)收入高，因为后者可以长期持续收费。

　　Arm公司的2020-2021财年营收。来源：软银集团2022年报告

　　据路透社和公司相关信息显示，Arm的中国子公司安谋科技2022年营收约为8.9亿美元，相比2021年的6.65亿美元增长约34%，但净利润却从2021年的7920万美元骤降至320万美元。预计2022财年Arm公司的营收介于35-45亿美元之间，其中安谋科技营收约占20-25%。

　　Arm的IP授权方式有Flexible Access、标准授权和架构授权等。其IP产品类型包括处理器内核IP、系统IP、物理IP、安全IP及各种子系统IP。其中处理器IP包括Cortex-A、Cortex-R、Cortex-M、Ethos-NPU、Neoverse，以及Immortalis和Mali GPU等。

　　GPU IP巨头Imagination

　　全球最大的GPU IP供应商Imagination于2016年退市后，被中资机构凯桥资本100%收购。

　　其2020年营收为1.25亿美元，2021年增长高达43%，升至1.79亿美元。预计2022年营收将达到2.2-2.5亿美元。

　　该公司的IP产品主要包括GPU IP(IMG-A/BCTX/DTX)、RISC-V CPU IP、IMG Series4 NNA，以及以太网处理器IP等。其应用主要面向移动设备、桌面电脑、消费电子和汽车等高性能图形处理和AI加速。

　　DSP IP巨头CEVA

　　CEVA是全球领先的DSP、无线连接和智能传感技术IP产品开发商，其2022年营收为1.346亿美元，相比2021年的1.227亿美元增长10%。其中IP授权、NRE及相关营收为8930万美元，版税收入为4540万美元。

　　CEVA公司是2002年由DSP集团的DSP IP授权业务部与Parthus合并而成。2014年，CEVA收购专注于WiFi和蓝牙技术的法国公司RivieraWaves;2019年，收购Hillcrest Labs智能传感业务;2021年又收购先进工艺芯片设计公司Intrinsix。

　　CEVA的IP产品包括：面向5G和蜂窝移动应用的基带处理器IP系列(PentaG-RAN/PentaG2/XC4500/XC16/BX2);面向无线连接IoT应用的蓝牙和WiFi IP系列(Bluebud/Dragonfly NB2，以及RivieraWaves Bluetooth/WiFi/UWB);面向嵌入式AI和计算机视觉应用的NeoPro-M/S、XM6、SensPro);面向语音和音频应用的DSP 系列IP(Bluebud/BX1/BX2);系统和安全IP等。

　　高性能接口IP和chiplet新锐Alphawave

　　以高性能接口IP为核心业务的加拿大公司Alphawave在伦敦交易所上市，2021年营收8990万美元。从SiFive收购OpenFive芯片设计业务后，2022财年营收增至2.319亿美元。该公司预计2023财年的营收介于3.4-3.6亿美元。其快速增长得益于数据中心和智能驾驶市场对高性能接口IP和chiplet的强劲需求，以及通过收购获得的芯片设计业务扩充。

　　其IP产品包括物理IP(SerDes/PCIe/CXL/D2D/HBM3/LPDDR5/4X);控制器IP(以太网/PCIe/CXL/Telco/OTN/HBM/多协议控制器);AES加密安全IP;子系统IP(D2D/HBM/Interlaken);chiplet(IO/加速器/存储器)。

　　国产EDA/IP厂商调查统计分析

　　AspenCore分析师团队针对国产EDA和IP厂商做了第一次市场调查，共收到有效调查问卷28份。下面我们按照调查问题逐一对国产EDA/IP厂商的现状做个简要分析。

　　在参与调查的28家公司中，有4家上市公司，分别是华大九天、概伦电子、广立微和芯原微电子。在24家非上市公司中，有几家EDA和IP厂商正在IPO申请过程中。

　　国产EDA厂商提供的EDA工具类型主要包括：数字设计和仿真类工具各占约22%;其次是分析与验证;模拟设计类工具比较少。

　　国产IP厂商提供的IP类型主要包括：接口IP最多(约占26%);其次是模拟IP;以及处理器和基础IP等。新兴的chiplet也有国产厂商开始提供了。

　　国产EDA/IP厂商去年的营收情况大致为：约43%的公司销售收入超过1亿元;营收介于1000-5000万元的约占32%。当然，也有少数厂商营收低于1000万元。

　　国产EDA/IP厂商去年的盈利情况大致为：约25%的公司毛利超过1亿元;毛利介于1000-5000万元的约占21%。当然，大多数厂商的毛利都还低于500万元，甚至仍处于亏损状态。因为EDA和IP都属于智力密集型行业，产品都是高技术含量的软件产品及服务，费用主要是研发人员的工资福利开支。其特点是前期研发成本很高，但是一旦产品进入商业化应用阶段，毛利率就特别高。

　　EDA/IP厂商的研发投入都很高(比IC设计公司要高很多)，绝大多数都在30%以上。

　　尽管还有不少国产EDA/IP厂商没有参与这次调查，但调查统计结果也大致反映出目前国产EDA/IP行业现状。鉴于目前上市公司占比还比较低，公司运营数据难以全面统计分析，以上分析总结仅供参考。在后续调查统计和分析报告中，我们会结合定性与定量分析，为业界提供更为全面而客观的行业现状画面。

　　35家国产EDA厂商详细信息汇编

　　AspenCore分析师团队根据网上公开信息和厂商自愿提交的资料，挑选了具有一定实力的35家国产EDA厂商，其基本信息汇总如下。

　　国产EDA厂商分类汇总

　　按照使用对象和场景的不同，可将EDA工具分为模拟设计类、数字设计类、晶圆制造类、封装类和系统类五大类别。

　　1. 模拟设计类EDA工具用于模拟芯片设计环节，包括电路设计、电路仿真、版图设计、物理验证、寄生参数提取、射频设计解决方案等。提供模拟设计EDA的国产厂商包括：

　　模拟芯片设计全流程EDA：华大九天

　　版图设计与编辑：华大九天

　　电路仿真：概伦电子、睿晶聚源

　　物理验证：智芯仿真、蓝海微

　　寄生参数提取：超逸达、蓝海微

　　射频设计：法动科技、比昂芯

　　电磁仿真：芯和半导体、九同方、芯瑞微

　　2. 数字设计类EDA工具用于数字芯片设计环节，包括功能和指标定义、架构设计、RTL 编辑、功能仿真、逻辑综合、静态时序仿真(STA)、形式验证等。提供数字设计EDA的国产厂商包括：

　　数字前端：合见工软、芯华章、鸿芯微纳、国微芯、九霄智能、芯思维、奇捷科技、阿卡思

　　原型验证与仿真：思尔芯、英诺达、亚科鸿禹、汤谷智能、芯启源

　　数字后端：芯行纪、立芯软件

　　Sign-0ff：行芯科技

　　3. 晶圆制造类EDA工具是晶圆厂在工艺平台开发和晶圆生产阶段应用的工具，协助晶圆厂完成半导体器件和制造工艺的设计，主要包括工艺与器件仿真工具(TCAD)、器件建模工具、工艺设计套件工具(PDK)、计算光刻工具、掩膜版校准工具和良率分析工具等。提供晶圆制造类EDA的国产厂商包括：

　　TCAD：珂晶达

　　器件建模：概伦电子、国微芯

　　PDK生成与验证：概伦电子

　　制造环节(OPC、DFM、良率控制)：广立微、全芯智造、睿晶聚源、国微芯

　　4. 先进封装类EDA工具主要针对新兴的系统级封装(SiP)和2.5D/3D封装的设计及建模，涉及面向芯片封装环节的设计、仿真、验证SI/PI(信号完整性/电源完整性)、热和电磁干扰分析等。提供先进封装类EDA的国产厂商包括：芯和半导体、合见工软、芯瑞微等。

　　5. 系统类EDA工具主要针对PCB和系统的设计，包括PCB设计工具、平板显示设计工具、系统仿真工具和FPGA等可编程器件的设计工具。提供系统类EDA的国产厂商包括：巨霖微、为昕科技等。

　　35家国产EDA厂商画像(核心技术和主要产品)及竞争力分析如下。

　　华大九天

　　核心技术：模拟电路设计和平板显示电路设计

　　主要产品：模拟电路设计全流程EDA工具系统、数字电路设计EDA工具、平板显示电路设计全流程EDA工具系统、晶圆制造EDA工具等，以及晶圆制造工程服务等

　　竞争优势：目前国内规模最大、产品线最完整、综合技术实力最强的EDA工具提供商，拥有员工超700人，获得专利200多项。

　　概伦电子

　　核心技术：以DTCO为核心的器件建模和电路仿真验证

　　主要产品：NanoDesigner完整EDA设计平台、NanoSpice通用并行电路仿真器、NanoSpiceGiga千兆级电路仿真器、NanoSpicePro双引擎FastSPICE电路仿真器、BSIMProPlus先进器件建模平台、SDEP智能先进器件模型自动提取平台、半导体器件特性测试仪器，以及半导体工程服务等。

　　竞争优势：国内A股市场首家EDA上市公司，打造以DTCO(设计与工艺协同优化)为核心驱动力的制造类EDA全流程解决方案和针对存储器及模拟/混合信号等定制类电路的设计类EDA全流程解决方案。

　　广立微

　　核心技术：芯片成品率提升和电性测试快速监控技术

　　主要产品：EDA 软件、电路IP、WAT 测试设备以及与芯片成品率提升技术相结合的全流程解决方案，包括SmtCell、TCMagic、Semitronix Tester T4000/T4100，以及DataExp 数据分析平台等。

　　竞争优势：三大国产EDA上市公司之一，依托软件工具授权、软件技术开发和测试机及配件三大主业，提供EDA 软件、电路IP、WAT 测试设备以及与芯片成品率提升技术相结合的全流程解决方案，助力IC设计和晶圆制造客户在芯片从设计到量产的整个产品周期内实现芯片性能、成品率、稳定性的提升。

　　以上仅列举三家国产EDA上市公司，其它32家非上市公司的详细信息，请下载本报告完整版。

　　不能参加IIC上海的朋友可以直接点击链接提交申请：Fabless100系列分析报告免费下载申请表

　　https://aspencore.mike-x.com/EgIXY

　　20家国产IP厂商详细信息汇编

　　国产IP分类及厂商

　　IP大致可分为处理器、接口、模拟、射频、存储、基础IP等类别，以及新的chiplet互联IP等。

　　处理器IP：RISC-V处理器内核IP厂商有平头哥、芯来科技和赛昉科技;MIPS处理器内核IP提供商芯联芯;其它处理器IP提供商还包括芯原、苏州国芯、华夏芯、寒武纪等;

　　高速接口IP包括USB、PCIe、SATA、SerDes、MIPI、DDR、HDMI、DP、HBM等，厂商包括灿芯半导体、芯动科技、芯耀辉、奎芯科技、牛芯半导体、纳能微等;

　　Chiplet互联IP：提供chiplet及互联IP的公司包括芯动、芯耀辉、奎芯、牛芯、超摩科技及奇异摩尔等;

　　成熟工艺接口及模拟IP：锐成芯微、芯思原、灿芯、腾芯微等;

　　射频IP：锐成芯微、旋极星源等。

　　20家国产IP厂商画像(核心技术、主要产品、竞争优势)

　　芯原微电子

　　核心技术：芯片设计服务平台、自研IP

　　主要产品：芯片设计服务、芯片量产服务、图形/图像/视频/DSP/神经网络处理器IP、接口和模拟IP、射频IP、基础IP等。

　　竞争优势：国内最大的芯片设计服务和IP上市公司，采用芯片设计平台即服务(SiPaaS)的商业模式，拥有丰富的自研IP产品线。

　　灿芯半导体

　　核心技术：YouIP系列IP和硅平台

　　主要产品：“YOU”系列IP(YouDDR、YouSerdes、YouUSB、YouMIPI、YouPCle、YouONFI、

　　YouIO、YouRF、YouADC)、YouSiP(Silicon-Platform)解决方案、ASIC定制芯片服务。

　　竞争优势：依托中芯国际晶圆代工平台，基于10多年的前沿工艺成功设计服务和IP研发经验，提供”YouIP”系列IP和完整的ASIC设计服务。

　　来源于电子工程专辑，作者顾正书

　　

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