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凯发k8娱乐|日本1卡2卡3卡区|芯片设计产业全景解析

来源:凯发娱发K8官网 发布时间:2024-03-26

  集成电路是电子信息产业的基石ღ★✿,而IC设计作为集成电路产业链上游ღ★✿,是最具发展活力和创新的重要环节ღ★✿,具有高投入ღ★✿、高风险ღ★✿、高产出的特点ღ★✿。

  近年来中国芯片设计产业在提升自给率ღ★✿、政策支持ღ★✿、规格升级与创新应用等要素的驱动下ღ★✿,保持了高速成长的趋势ღ★✿。

  根据SEMI数据ღ★✿,我国芯片设计行业保持了较快的增长态势ღ★✿,2020年我国芯片设计行业销售额首次突破500亿美元ღ★✿,全行业设计企业数量为2218家ღ★✿,同比增长24.6%ღ★✿。

  主产业链分为设计ღ★✿、制造和封测ღ★✿。其中ღ★✿,芯片设计是关键ღ★✿,芯片制造最难突破ღ★✿,芯片封测国内已经发展到全球先进水平ღ★✿。

  芯片设计在集成电路产业链的上游顶端ღ★✿,行业公司具有较大的价值量ღ★✿,行业整体呈现出“小而美”的特征ღ★✿,是半导体产业链中赚钱的环节ღ★✿。整体毛利率都在30%以上ღ★✿,都属于轻资产模式日本1卡2卡3卡区ღ★✿,固定资产周转率及ROE水平处于相对较高位置ღ★✿。

  其包含电路设计ღ★✿、版图设计和光罩制作ღ★✿。设计方面的主要环节是电路设计ღ★✿,需要考虑多方面因素以及涉及多元知识结构ღ★✿。版图设计和光罩制作可以借助计算机程序ღ★✿。

  芯片设计主要由于芯片核心的底层架构(知识产权和技术壁垒)被掌握在少数厂商手中ღ★✿,专利费可能达到设计成本的50%以上ღ★✿。

  芯片设计流程主要可分为前端设计(Front end)与后端设计(Backend)凯发国际官网ღ★✿,ღ★✿,其中前端设计(也称为逻辑设计)主要涉及芯片的功能设计ღ★✿,后端设计(也称为物理设计)主要涉及工艺有关的设计ღ★✿,使其成为具备制造意义的芯片ღ★✿。

  芯片设计流程包含RTL编写ღ★✿、功能验证ღ★✿、逻辑综合ღ★✿、形式验证ღ★✿、DFT(Design for Testability)ღ★✿、布局布线ღ★✿、Sign Offღ★✿、版图验证等多个流程ღ★✿。

  上世纪80年代ღ★✿,电子行业出现了几种新的分工模式凯发k8娱乐ღ★✿,包括IDM模式ღ★✿、Fabless模式和Fundary模式ღ★✿。

  在台积电成立以前ღ★✿,半导体行业只有IDM一种模式ღ★✿。IDM模式的优势在于资源的内部整合优势ღ★✿,以及具有较高的利润率ღ★✿。

  IDM(IntegratedDeviceManufacture)模式ღ★✿,即由一个厂商独立完成芯片设计ღ★✿、制造和封装三大环节ღ★✿,英特尔ღ★✿、三星和德州仪器是全球最具代表性的IDM企业ღ★✿。

  Fabless即无晶圆制造的设计公司ღ★✿,是指专注于芯片设计业务ღ★✿,只负责芯片的电路设计与销售ღ★✿,将生产ღ★✿、测试ღ★✿、封装等环节外包的设计企业ღ★✿,代表企业有高通ღ★✿、博通ღ★✿、英伟达ღ★✿、AMD等ღ★✿。

  Foundry即晶圆代工厂ღ★✿,指只负责制造ღ★✿、封测的一个或多个环节ღ★✿,不负责芯片设计ღ★✿,可以同时为多家设计公司提供服务的企业ღ★✿,代表企业有台积电ღ★✿、中芯国际凯发k8娱乐ღ★✿、格罗方德等ღ★✿。

  设计与制造的分工逐渐盛行ღ★✿,自身没有工厂的Fabless设计公司和专门提供半导体生产服务的代工企业分工合作的生产方式慢慢地发展了起来ღ★✿。

  这种分工的好处是使得设计公司可以避免大规模的工厂投资ღ★✿,将更多精力聚焦在芯片设计方面凯发k8娱乐ღ★✿,而代工企业凭借规模优势ღ★✿,在生产方面降低成本ღ★✿。

  日本的半导体企业则没有采用这种设计和制造分工的方式ღ★✿,仍然坚持垂直一体化的生产方式日本1卡2卡3卡区ღ★✿。这样做的结果是当销售额减少的时候ღ★✿,由于前期的巨额投资ღ★✿,折旧费用依然庞大凯发k8娱乐官网app下载ღ★✿!ღ★✿,导致企业利润承压凯发k8娱乐ღ★✿,对后续的生产经营造成影响ღ★✿。

  根据分析机构ICinsights发布全球前15大半导体公司在2021年第一季度的表现状况显示ღ★✿,前15大半导体企业中ღ★✿,营收增长最高的四位AMD(93%)ღ★✿、联发科(90%)ღ★✿、高通(55%)ღ★✿、英伟达(51%)都是无晶圆IC设计厂商ღ★✿,第一季度营收年增长都超过了50%ღ★✿。

  国内半导体产业链上游芯片设计环节公司主要涉及的领域包括存储芯片ღ★✿、射频芯片ღ★✿、图像传感器芯片ღ★✿、生物识别芯片ღ★✿、模拟器件芯片ღ★✿、WiFi芯片等ღ★✿,以及功率芯片ღ★✿、电源控制芯片ღ★✿、功能控制芯片等多个领域ღ★✿。

  国内芯片设计总体来说体量尚小ღ★✿,芯片设计企业与全球主要对标企业的营收差距较大ღ★✿,大部分企业不到对标企业营收规模5%ღ★✿。相比之下ღ★✿,国外细分领域的芯片设计龙头公司收入基本都在上百亿美金的水平ღ★✿。

  相关企业主要有华为的海思半导体ღ★✿、紫光展锐ღ★✿、北京豪威ღ★✿、中兴微电子ღ★✿、华大半导体ღ★✿、汇顶科技日本1卡2卡3卡区ღ★✿、格科微ღ★✿、卓胜微ღ★✿、瑞芯微和兆易创新等ღ★✿。

  通过产业链上下游配合ღ★✿,国内芯片设计领域的细分龙头已经开始逐渐能够满足国内客户的部分替代性供应ღ★✿,这将给这些细分龙头带来较好的成长机遇和较大的市场空间ღ★✿。

  EDA是集成电路产业领域内属于“小而精”的产业链环节凯发k8娱乐ღ★✿,是电子设计领域的“刚需”型生产工具ღ★✿,也是半导体行业最上游的“桂冠”ღ★✿。

  TMT产业发展焦点的5G芯片ღ★✿、AI芯片ღ★✿,也是着眼于芯片设计ღ★✿,而芯片设计离不开芯片设计软件EDAღ★✿,其可谓是芯片产业链“任督二脉”ღ★✿。

  EDA是电子设计自动化(Electronic Design Automation)的缩写日本1卡2卡3卡区ღ★✿,是广义CAD的一种ღ★✿,是细分的行业软件ღ★✿,主要用于超大规模集成电路设计ღ★✿。

  摩尔定律下集成电路产业快速发展ღ★✿,处于新制程和新工艺推进一线的晶圆厂从材料ღ★✿、化学ღ★✿、工艺过程控制等各种制造细节来创新ღ★✿、调试和求证ღ★✿;EDA软件需要借助晶圆厂积累的大量测试数据探索物理效应和工艺实施细节的准确和高精度模型化ღ★✿。

  顶尖Fabless公司将基于此模型和工具进行芯片设计与试产ღ★✿,并且依托强大和丰富的芯片设计不断发现和排除新工艺节点在模型和制造中的各种量产问题ღ★✿。

  在此期间ღ★✿,需要晶圆厂ღ★✿、Fablessღ★✿、EDA等产业链环节的通力合作ღ★✿,反复迭代ღ★✿,以将达到商用和量产要求的工艺节点推向市场ღ★✿。

  从整体上看ღ★✿,本土EDA厂商主要能够提供的是部分环节的点工具日本1卡2卡3卡区ღ★✿,在产品完整度ღ★✿、集成度与整体服务能力上仍然差足巨较大ღ★✿。

  在中国市场ღ★✿,EDA销售额的95%由以上三家瓜分ღ★✿,剩余的5%还有部分被Ansys等其它外国公司占据ღ★✿,给华大九天ღ★✿、芯禾科技ღ★✿、概伦电子ღ★✿、芯华章等国产EDA公司留下了极少的份额日本1卡2卡3卡区ღ★✿,且后者在工具的完整性方面与三强相比ღ★✿,有明显的差距ღ★✿。

  EDA的重要性不言而喻ღ★✿,一旦EDA受制于人ღ★✿,整个芯片软件产业的发展都可能停摆ღ★✿。从长期的维度来看ღ★✿,随着我国在全球半导体产业链中扮演的角色愈发重要ღ★✿,发展本土EDA产业未来的大发展势在必行ღ★✿。

  半导体IP(IntellectualProperty)是指在集成电路设计中那些通过验证的日本1卡2卡3卡区ღ★✿、可重复使用的ღ★✿、具有特定功能的宏模块ღ★✿,可以移植到不同的半导体工艺中ღ★✿,主要客户为设计厂商ღ★✿。

  使用IP模块能缩短芯片设计开发的时间ღ★✿,避免重复劳动ღ★✿,芯片设计公司可以将精力更多地用于提升核心竞争力的研发中ღ★✿。

  按产品分类ღ★✿,IP可以大致分为处理器IPღ★✿、有线接口IPღ★✿、物理IP和数字IP四大类ღ★✿。其中处理器IP是目前全球最大的IP族群ღ★✿,市占率超过50%ღ★✿,代表性龙头主要有Armღ★✿、Imaginationღ★✿、CEVAღ★✿;接口IP发展潜力最大ღ★✿,代表性龙头主要有新思科技和铿腾电子等ღ★✿。

  近年在以5Gღ★✿、物联网ღ★✿、人工智能ღ★✿、云计算等为主的新兴应用领域强劲需求的带动下ღ★✿,全球集成电路产业恢复快速增长ღ★✿。半导体产业中议价能力强的设计公司能够将晶圆芯片设计ღ★✿。ღ★✿、封测成本端影响更有效传导ღ★✿。叠加供需紧张下的马太效应ღ★✿,龙头设计公司能够在景气过程中持续获得量价齐升ღ★✿。