EDA工具市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)分析

作者：賽迪智庫集成電路研究所

EDA工具以其基礎(chǔ)性特征，成為支撐半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新與發(fā)展的重要保障。2020年全球EDA工具市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到72.3億美元，其中我國(guó)市場(chǎng)規(guī)模66.2億元人民幣。未來數(shù)年，在半導(dǎo)體市場(chǎng)擴(kuò)張、產(chǎn)能持續(xù)提升、技術(shù)工藝不斷進(jìn)步等的帶動(dòng)下，全球EDA工具市場(chǎng)將保持較好發(fā)展勢(shì)頭，至2024年，全球EDA工具市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到105億美元。

EDA成為支撐數(shù)字產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的重要“杠桿”

從市場(chǎng)價(jià)值來看，EDA工具的全球市場(chǎng)規(guī)模超70億美元，卻撬動(dòng)了超4000億美元的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)和背后數(shù)萬億美元的整個(gè)電子系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，是數(shù)字經(jīng)濟(jì)的支點(diǎn)。僅從EDA對(duì)集成電路的影響而言，杠桿力高達(dá)60倍；而在中國(guó)這個(gè)全球規(guī)模最大、增速最快的集成電路市場(chǎng)，EDA杠桿效應(yīng)更大?？梢韵胂螅坏〦DA這一產(chǎn)業(yè)基石出現(xiàn)問題，包括集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)在內(nèi)的全球集成電路產(chǎn)業(yè)都將受到深刻影響，由EDA工具、集成電路、電子系統(tǒng)、數(shù)字經(jīng)濟(jì)等構(gòu)成的倒金字塔產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)穩(wěn)定將面臨巨大挑戰(zhàn)。

圖1 集成電路及相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈倒金字塔結(jié)構(gòu)

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展為EDA帶來市場(chǎng)保障

在應(yīng)用需求提升與技術(shù)迭代升級(jí)的拉動(dòng)下，全球半導(dǎo)體市場(chǎng)整體呈現(xiàn)出擴(kuò)張發(fā)展形態(tài)。在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)規(guī)模方面，根據(jù)全球半導(dǎo)體貿(mào)易協(xié)會(huì)（WSTS）12月1日發(fā)布的統(tǒng)計(jì)和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，2020年全球半導(dǎo)體市場(chǎng)回暖，市場(chǎng)規(guī)模約4404億美元，同比增長(zhǎng)約6.82%。半導(dǎo)體產(chǎn)品分為集成電路（包括處理器、邏輯電路、存儲(chǔ)器、模擬電路四類）、分立器件、光電器件、傳感器四類，集成電路是半導(dǎo)體市場(chǎng)最大類別，2020年集成電路市場(chǎng)規(guī)模占比82.0%。

圖2 2009-2020年全球半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模及增速

圖3 2018-2020年全球半導(dǎo)體市場(chǎng)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

注：內(nèi)圈至外圈分別為2018-2020年數(shù)據(jù)?

在集成電路產(chǎn)業(yè)規(guī)模方面，2020年全球集成電路市場(chǎng)規(guī)模約3612.2億美元，同比增長(zhǎng)8.4%。相對(duì)于2019年存儲(chǔ)器價(jià)格的低迷，2020年存儲(chǔ)器價(jià)格回升，全年存儲(chǔ)器銷售額預(yù)計(jì)1194.4億美元，同比增長(zhǎng)12.2%；邏輯芯片銷售額預(yù)計(jì)1134.2億美元，同比增長(zhǎng)6.5%；處理器銷售額預(yù)計(jì)677.4億美元，同比增長(zhǎng)2.0%；模擬芯片銷售額預(yù)計(jì)539.5億美元，與2019年銷售額基本持平。

圖4 2009-2020年全球集成電路市場(chǎng)規(guī)模及增速

在半導(dǎo)體區(qū)域市場(chǎng)分布方面，美國(guó)與中國(guó)是全球半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模最大與最活躍的地區(qū)。其中，中國(guó)做為全球最大的集成電路市場(chǎng)，2020年市場(chǎng)總銷售額達(dá)1515億美元，占全球半導(dǎo)體市場(chǎng)總額的34.4%。此外，美國(guó)、歐洲、日本、亞太（除日本、中國(guó)外）地區(qū)的2020年半導(dǎo)體市場(chǎng)銷售額分別為954億美元、375億美元、365億美元和1195億美元。

圖5 2018-2020年全球半導(dǎo)體市場(chǎng)區(qū)域分布

注：內(nèi)圈至外圈分別為2018-2020年數(shù)據(jù)

我國(guó)在全球EDA工具市場(chǎng)發(fā)展中發(fā)揮更重要作用

1、全球EDA行業(yè)市場(chǎng)情況

EDA行業(yè)景氣度與集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況息息相關(guān)，在近年來全球集成電路產(chǎn)業(yè)基本保持穩(wěn)定向好的發(fā)展態(tài)勢(shì)下，全球EDA工具總銷售額保持穩(wěn)定上漲。2020年，即使有新冠疫情大流行帶來的全球經(jīng)濟(jì)衰退等不利因素影響，居家辦公等催生的數(shù)字經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展為全球2020年集成電路產(chǎn)業(yè)維持較好發(fā)展勢(shì)頭奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。以新思科技、楷登電子等為代表的領(lǐng)軍EDA工具企業(yè)雖然在疫情中保持著員工居家辦公的狀態(tài)，但是公司研發(fā)、銷售等工作未受到明顯影響，市場(chǎng)狀況穩(wěn)定。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年全球EDA行業(yè)實(shí)現(xiàn)總銷售額72.3億美元，同比增長(zhǎng)10.7%。未來，數(shù)字經(jīng)濟(jì)深化發(fā)展帶來的集成電路產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，疊加芯片設(shè)計(jì)、生產(chǎn)等關(guān)鍵技術(shù)快速迭代發(fā)展需求，將對(duì)EDA工具市場(chǎng)繼續(xù)保持穩(wěn)定增長(zhǎng)帶來積極促進(jìn)作用。

圖6 2018-2020年全球EDA市場(chǎng)銷售額

分區(qū)域看，由于集成電路產(chǎn)業(yè)在全球部分地區(qū)的集中分布，全球EDA行業(yè)市場(chǎng)集中在北美、歐洲及亞太地區(qū)。其中，美國(guó)憑借絕對(duì)領(lǐng)先的集成電路產(chǎn)業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)力，瓜分了全球最大數(shù)量的EDA工具市場(chǎng)，2020年北美地區(qū)EDA工具市場(chǎng)占比為41%。在亞太地區(qū)，中國(guó)大陸集成電路產(chǎn)業(yè)近年來實(shí)現(xiàn)連續(xù)高速發(fā)展，成為推動(dòng)EDA工具在亞太地區(qū)銷售額占比不斷提升的重要推動(dòng)力。2018至2020年的三年間，亞太地區(qū)EDA工具市場(chǎng)份額從39%提升至42%。面向歐洲市場(chǎng)，近年來歐洲集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對(duì)穩(wěn)定，對(duì)應(yīng)的EDA工具市場(chǎng)份額保持在17%左右。

圖7 2018-2020年全球各地區(qū)EDA市場(chǎng)銷售額

2、我國(guó)EDA行業(yè)市場(chǎng)情況

在全球集成電路及EDA行業(yè)發(fā)展持續(xù)向好、我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)保持高速增長(zhǎng)的大背景下，我國(guó)2020年EDA行業(yè)迎來繼續(xù)良好增長(zhǎng)，全年行業(yè)總銷售額達(dá)到66.2億元人民幣，同比增長(zhǎng)20.0%，實(shí)現(xiàn)連續(xù)增長(zhǎng)。其中，在行業(yè)大客戶訂單的拉動(dòng)下，我國(guó)自主EDA工具企業(yè)2020年總營(yíng)業(yè)收入為9.1億元人民幣，同比增長(zhǎng)51.5%。其中在本土市場(chǎng)營(yíng)業(yè)收入達(dá)7.6億元人民幣，同比增幅65.0%，占國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額的11.4%。

在國(guó)際貿(mào)易環(huán)境不穩(wěn)定的情況下，我國(guó)不少受潛在影響的企業(yè)提前下單購買EDA服務(wù)是推動(dòng)我國(guó)EDA市場(chǎng)規(guī)模出現(xiàn)加速擴(kuò)張的重要因素。尤其對(duì)于本土EDA工具企業(yè)，我國(guó)近年來形成了EDA企業(yè)與集成電路產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)環(huán)節(jié)企業(yè)互動(dòng)發(fā)展的良好發(fā)展新形勢(shì)。由于本土EDA企業(yè)營(yíng)收基數(shù)小，以大型集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)為代表的相關(guān)企業(yè)的新增訂單一方面對(duì)本土EDA企業(yè)營(yíng)收快速增長(zhǎng)帶來前所未有的推動(dòng)作用，更重要的是極大程度增強(qiáng)了EDA行業(yè)的發(fā)展信心。

2020年我國(guó)集成電路領(lǐng)域投融資異?；馃?，大量企業(yè)進(jìn)入集成電路領(lǐng)域，為EDA市場(chǎng)帶來眾多增量客戶，成為加速我國(guó)EDA市場(chǎng)銷售額增長(zhǎng)的另一重要原因。EDA工具作為芯片產(chǎn)品開發(fā)的基礎(chǔ)，眾多增量客戶將在今后的一段時(shí)間內(nèi)對(duì)我國(guó)EDA市場(chǎng)發(fā)展起到積極作用。

圖8 2018-2020年我國(guó)EDA市場(chǎng)銷售額

圖9 2018-2020年國(guó)產(chǎn)EDA工具銷售分布情況

2020年，在行業(yè)、市場(chǎng)共同發(fā)力的促進(jìn)下，我國(guó)EDA行業(yè)從業(yè)人員數(shù)量大幅增加，總?cè)藬?shù)約4400人，同比增長(zhǎng)20%。其中，我國(guó)本土EDA企業(yè)在資金、研發(fā)、市場(chǎng)的共同促進(jìn)下，以華大九天、概倫電子、芯和半導(dǎo)體為代表的龍頭企業(yè)人數(shù)均出現(xiàn)連續(xù)兩年的大規(guī)模擴(kuò)張，分別于2019年、2020年成立的全芯智造、芯華章公司在成立第一年即打造出超百人的員工隊(duì)伍。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年我國(guó)本土EDA企業(yè)總?cè)藬?shù)約2000人，同比增長(zhǎng)44%，占全國(guó)EDA行業(yè)總從業(yè)人數(shù)的比例達(dá)到46%，較2018年提升近8個(gè)百分點(diǎn)，正在逐步成為我國(guó)EDA行業(yè)的主要從業(yè)群體。

圖10 2018-2020年我國(guó)EDA行業(yè)人才情況

應(yīng)用市場(chǎng)助推EDA工具市場(chǎng)在2024年超百億美元

1、對(duì)半導(dǎo)體應(yīng)用市場(chǎng)發(fā)展預(yù)測(cè)

未來五年，在數(shù)字經(jīng)濟(jì)加速發(fā)展的背景下，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展整體環(huán)境持續(xù)向好，全球半導(dǎo)體市場(chǎng)有望連續(xù)出現(xiàn)行業(yè)總銷售額正增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。預(yù)計(jì)到2024年，全球半導(dǎo)體市場(chǎng)總銷售額有望達(dá)到5890億美元，2018年至2024年市場(chǎng)總銷售額復(fù)合年均增長(zhǎng)率3.6%。

分應(yīng)用領(lǐng)域看，無線通信電子和計(jì)算機(jī)是半導(dǎo)體產(chǎn)品最大的應(yīng)用市場(chǎng)，2020年應(yīng)用市場(chǎng)占比分別為27.5%和30.8%。未來，以5G為代表的新一代無線通信技術(shù)將促進(jìn)新的信息應(yīng)用形態(tài)生成，引導(dǎo)電子行業(yè)發(fā)展出現(xiàn)新的業(yè)務(wù)增長(zhǎng)點(diǎn)，對(duì)相關(guān)半導(dǎo)體產(chǎn)品發(fā)展起到積極作用。預(yù)計(jì)到2024年，在無線通用電子領(lǐng)域的半導(dǎo)體產(chǎn)品銷售額將達(dá)到1609億美元，占全半導(dǎo)體市場(chǎng)的比重約27.3%，相關(guān)半導(dǎo)體應(yīng)用市場(chǎng)2018-2024年復(fù)合年均增長(zhǎng)率4.5%。面向計(jì)算機(jī)相關(guān)市場(chǎng)，移動(dòng)計(jì)算、數(shù)據(jù)中心等新業(yè)態(tài)的發(fā)展將一定程度對(duì)計(jì)算機(jī)產(chǎn)品產(chǎn)生替代效應(yīng)，預(yù)計(jì)到2024年計(jì)算機(jī)相關(guān)半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模為1465億美元，占全半導(dǎo)體市場(chǎng)的比重下降至24.9%。

預(yù)計(jì)未來五年半導(dǎo)體相關(guān)應(yīng)用最大的兩個(gè)增長(zhǎng)點(diǎn)為汽車電子市場(chǎng)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)市場(chǎng)。其中，汽車電子市場(chǎng)得益于汽車電氣化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化的發(fā)展新方向，半導(dǎo)體產(chǎn)品在汽車中的成本占比持續(xù)提升，預(yù)計(jì)到2024年汽車電子相關(guān)半導(dǎo)體市場(chǎng)的銷售額將提升至674億美元，相關(guān)市場(chǎng)2018-2024年的復(fù)合年均增長(zhǎng)率為7.2%。在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)市場(chǎng)，受益于云技術(shù)的快速應(yīng)用，相關(guān)市場(chǎng)有望在未來五年獲得快速增長(zhǎng)。至2024年半導(dǎo)體在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)市場(chǎng)的銷售額將達(dá)到639億美元，在2018-2024年實(shí)現(xiàn)復(fù)合年均增長(zhǎng)率13.2%，是半導(dǎo)體領(lǐng)域發(fā)展最快的應(yīng)用市場(chǎng)。

圖11 2018-2024（E）全球半導(dǎo)體市場(chǎng)發(fā)展預(yù)測(cè)（單位：億美元）

2、對(duì)半導(dǎo)體相關(guān)器件發(fā)展預(yù)測(cè)

面向不同類別半導(dǎo)體相關(guān)器件的發(fā)展，在預(yù)計(jì)到2024年5890億美元總規(guī)模的半導(dǎo)體產(chǎn)品市場(chǎng)中，通用半導(dǎo)體器件和專用半導(dǎo)體器件的銷售額分別為4165億美元和1725億美元，占比分別為70.7%和29.3%。

針對(duì)于通用半導(dǎo)體器件領(lǐng)域，存儲(chǔ)器和微處理器在2020年分別實(shí)現(xiàn)銷售額1223億美元和772億美元。其中存儲(chǔ)器市場(chǎng)受產(chǎn)品單價(jià)波動(dòng)因素影響較大，在2018年存儲(chǔ)器價(jià)格出現(xiàn)階段性高點(diǎn)后出現(xiàn)大幅下降，由此導(dǎo)致近兩年半導(dǎo)體行業(yè)總市場(chǎng)規(guī)模的萎縮。未來，計(jì)算規(guī)模和數(shù)據(jù)規(guī)模的提升將拉動(dòng)存儲(chǔ)器產(chǎn)品更多的市場(chǎng)應(yīng)用，預(yù)計(jì)到2024年存儲(chǔ)器產(chǎn)品市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到1980億美元。微處理器是最具代表性的數(shù)字電路芯片種類，計(jì)算需求的提升一方面帶動(dòng)微處理器產(chǎn)品應(yīng)用量的增大，另一方面對(duì)微處理器計(jì)算性能提出更高要求，芯片產(chǎn)品的邏輯復(fù)雜度持續(xù)增加。預(yù)計(jì)2024年全球微處理器產(chǎn)品銷售額達(dá)到839億美元。

圖12 2018-2024（E）全球通用半導(dǎo)體器件發(fā)展預(yù)測(cè)（單位：億美元）

專用半導(dǎo)體器件產(chǎn)品更多應(yīng)用在移動(dòng)智能終端設(shè)備上，近年來伴隨相關(guān)設(shè)備消費(fèi)量的提升，專用半導(dǎo)體器件產(chǎn)品市場(chǎng)出現(xiàn)相比通用半導(dǎo)體器件更快的銷售額增速。由于移動(dòng)智能產(chǎn)品智能化程度、功能性不斷提升，以應(yīng)用處理器相關(guān)的算力類芯片是專用半導(dǎo)體器件領(lǐng)域最大的產(chǎn)品類別。2020年分立應(yīng)用處理器和集成應(yīng)用處理器/基帶芯片的銷售額分別為274億美元和154億美元。

圖13 2018-2024（E）全球?qū)Ｓ冒雽?dǎo)體器件發(fā)展預(yù)測(cè)（單位：億美元）

3、對(duì)晶圓代工產(chǎn)能發(fā)展預(yù)測(cè)

在晶圓制造代工方面，與全球半導(dǎo)體市場(chǎng)長(zhǎng)期發(fā)展向好相對(duì)應(yīng)，各主要晶圓生產(chǎn)企業(yè)將通過擴(kuò)張規(guī)模慢速市場(chǎng)需求，同時(shí)維持市場(chǎng)地位，晶圓制造代工總產(chǎn)能將在未來出現(xiàn)持續(xù)增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)到2024年，全球晶圓代工月產(chǎn)能將達(dá)到765.14萬片（折合8英寸），2018至2024年的復(fù)合年均增長(zhǎng)率為3.5%。

在2018年至2024年間，7年的時(shí)間維度里，90nm制造工藝成為市場(chǎng)需求分化的“分水嶺”。面向90nm及以上工藝，雖然市場(chǎng)總體規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，但是模擬器件、連接類芯片等產(chǎn)品不斷向更先進(jìn)工藝進(jìn)行技術(shù)遷移，抵消了市場(chǎng)對(duì)相應(yīng)產(chǎn)能的需求，未來90nm及以上工藝產(chǎn)能將保持穩(wěn)定。對(duì)于90nm以下工藝，則反映出技術(shù)進(jìn)步相對(duì)迅速、產(chǎn)能需求增長(zhǎng)相對(duì)旺盛的特點(diǎn)。2018-2024年相關(guān)產(chǎn)能的復(fù)合年均增長(zhǎng)率為7.2%，貢獻(xiàn)了幾乎全部的晶圓代工產(chǎn)能增量。

圖14 2018-2024（E）全球晶圓代工產(chǎn)能預(yù)測(cè)

4、基于下游市場(chǎng)情況的EDA市場(chǎng)預(yù)測(cè)分析

整體看，在全球數(shù)字經(jīng)濟(jì)、電子系統(tǒng)等相關(guān)領(lǐng)域長(zhǎng)期向好發(fā)展的帶動(dòng)下，應(yīng)用市場(chǎng)有望對(duì)半導(dǎo)體相關(guān)領(lǐng)域帶來積極的發(fā)展促進(jìn)作用，并為EDA工具的推廣與應(yīng)用形成良好市場(chǎng)環(huán)境。未來數(shù)年，驅(qū)動(dòng)EDA工具市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)的積極因素包括全球半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)張、晶圓制造產(chǎn)能的連續(xù)提升、芯片復(fù)雜度提升帶來的設(shè)計(jì)工具算力需求增加、晶圓工藝制程提升對(duì)制造類工具要求增加、先進(jìn)封裝技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展帶來的EDA工具應(yīng)用需求提升等。預(yù)計(jì)至2024年，全球EDA工具市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到105億美元，2020至2024年的市場(chǎng)規(guī)模復(fù)合年均增長(zhǎng)率為7.8%。

面向我國(guó)市場(chǎng)，伴隨我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，我國(guó)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)國(guó)際地位顯著提升。面向EDA工具領(lǐng)域，驅(qū)動(dòng)EDA工具市場(chǎng)規(guī)模提升的有利條件包括我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)總規(guī)模的快速擴(kuò)張、設(shè)計(jì)企業(yè)從市場(chǎng)中低端向中高端轉(zhuǎn)型過程中對(duì)EDA工具需求量的大幅提升、在建制造產(chǎn)線的陸續(xù)投產(chǎn)、行業(yè)市場(chǎng)實(shí)體數(shù)量的持續(xù)增加等。預(yù)計(jì)至2024年，我國(guó)EDA工具市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到115億元人民幣，2020至2024年的市場(chǎng)規(guī)模符合年均增長(zhǎng)率近17%，遠(yuǎn)高于全球平均水平，市場(chǎng)份額占比從2020年的13.3%提升至2024年的16.1%。
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