作者：賽迪智庫集成電路研究所

EDA工具以其基礎性特征，成為支撐半導體產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新與發(fā)展的重要保障。2020年全球EDA工具市場規(guī)模達到72.3億美元，其中我國市場規(guī)模66.2億元人民幣。未來數(shù)年，在半導體市場擴張、產(chǎn)能持續(xù)提升、技術(shù)工藝不斷進步等的帶動下，全球EDA工具市場將保持較好發(fā)展勢頭，至2024年，全球EDA工具市場規(guī)模有望達到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”

從市場價值來看，EDA工具的全球市場規(guī)模超70億美元，卻撬動了超4000億美元的半導體產(chǎn)業(yè)和背后數(shù)萬億美元的整個電子系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，是數(shù)字經(jīng)濟的支點。僅從EDA對集成電路的影響而言，杠桿力高達60倍；而在中國這個全球規(guī)模最大、增速最快的集成電路市場，EDA杠桿效應更大?？梢韵胂螅坏〦DA這一產(chǎn)業(yè)基石出現(xiàn)問題，包括集成電路設計企業(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 集成電路及相關產(chǎn)業(yè)鏈倒金字塔結(jié)構(gòu)

半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展為EDA帶來市場保障

在應用需求提升與技術(shù)迭代升級的拉動下，全球半導體市場整體呈現(xiàn)出擴張發(fā)展形態(tài)。在半導體產(chǎn)業(yè)規(guī)模方面，根據(jù)全球半導體貿(mào)易協(xié)會（WSTS）12月1日發(fā)布的統(tǒng)計和預測數(shù)據(jù)，2020年全球半導體市場回暖，市場規(guī)模約4404億美元，同比增長約6.82%。半導體產(chǎn)品分為集成電路（包括處理器、邏輯電路、存儲器、模擬電路四類）、分立器件、光電器件、傳感器四類，集成電路是半導體市場最大類別，2020年集成電路市場規(guī)模占比82.0%。

圖2 2009-2020年全球半導體市場規(guī)模及增速

圖3 2018-2020年全球半導體市場產(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規(guī)模約3612.2億美元，同比增長8.4%。相對于2019年存儲器價格的低迷，2020年存儲器價格回升，全年存儲器銷售額預計1194.4億美元，同比增長12.2%；邏輯芯片銷售額預計1134.2億美元，同比增長6.5%；處理器銷售額預計677.4億美元，同比增長2.0%；模擬芯片銷售額預計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規(guī)模及增速

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

圖5 2018-2020年全球半導體市場區(qū)域分布

注：內(nèi)圈至外圈分別為2018-2020年數(shù)據(jù)

我國在全球EDA工具市場發(fā)展中發(fā)揮更重要作用

1、全球EDA行業(yè)市場情況

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，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)濟衰退等不利因素影響，居家辦公等催生的數(shù)字經(jīng)濟進一步發(fā)展為全球2020年集成電路產(chǎn)業(yè)維持較好發(fā)展勢頭奠定堅實基礎。以新思科技、楷登電子等為代表的領軍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，市場狀況穩(wěn)定。據(jù)統(tǒng)計，2020年全球EDA行業(yè)實現(xiàn)總銷售額72.3億美元，同比增長10.7%。未來，數(shù)字經(jīng)濟深化發(fā)展帶來的集成電路產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)擴大，疊加芯片設計、生產(chǎn)等關鍵技術(shù)快速迭代發(fā)展需求，將對EDA工具市場繼續(xù)保持穩(wěn)定增長帶來積極促進作用。

圖6 2018-2020年全球EDA市場銷售額

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)市場集中在北美、歐洲及亞太地區(qū)。其中，美國憑借絕對領先的集成電路產(chǎn)業(yè)綜合競爭力，瓜分了全球最大數(shù)量的EDA工具市場，2020年北美地區(qū)EDA工具市場占比為41%。在亞太地區(qū)，中國大陸集成電路產(chǎn)業(yè)近年來實現(xiàn)連續(xù)高速發(fā)展，成為推動EDA工具在亞太地區(qū)銷售額占比不斷提升的重要推動力。2018至2020年的三年間，亞太地區(qū)EDA工具市場份額從39%提升至42%。面向歐洲市場，近年來歐洲集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對穩(wěn)定，對應的EDA工具市場份額保持在17%左右。

圖7 2018-2020年全球各地區(qū)EDA市場銷售額

2、我國EDA行業(yè)市場情況

在全球集成電路及EDA行業(yè)發(fā)展持續(xù)向好、我國集成電路產(chǎn)業(yè)保持高速增長的大背景下，我國2020年EDA行業(yè)迎來繼續(xù)良好增長，全年行業(yè)總銷售額達到66.2億元人民幣，同比增長20.0%，實現(xiàn)連續(xù)增長。其中，在行業(yè)大客戶訂單的拉動下，我國自主EDA工具企業(yè)2020年總營業(yè)收入為9.1億元人民幣，同比增長51.5%。其中在本土市場營業(yè)收入達7.6億元人民幣，同比增幅65.0%，占國內(nèi)市場份額的11.4%。

在國際貿(mào)易環(huán)境不穩(wěn)定的情況下，我國不少受潛在影響的企業(yè)提前下單購買EDA服務是推動我國EDA市場規(guī)模出現(xiàn)加速擴張的重要因素。尤其對于本土EDA工具企業(yè)，我國近年來形成了EDA企業(yè)與集成電路產(chǎn)業(yè)鏈相關環(huán)節(jié)企業(yè)互動發(fā)展的良好發(fā)展新形勢。由于本土EDA企業(yè)營收基數(shù)小，以大型集成電路設計企業(yè)為代表的相關企業(yè)的新增訂單一方面對本土EDA企業(yè)營收快速增長帶來前所未有的推動作用，更重要的是極大程度增強了EDA行業(yè)的發(fā)展信心。

2020年我國集成電路領域投融資異?；馃幔罅科髽I(yè)進入集成電路領域，為EDA市場帶來眾多增量客戶，成為加速我國EDA市場銷售額增長的另一重要原因。EDA工具作為芯片產(chǎn)品開發(fā)的基礎，眾多增量客戶將在今后的一段時間內(nèi)對我國EDA市場發(fā)展起到積極作用。

圖8 2018-2020年我國EDA市場銷售額

圖9 2018-2020年國產(chǎn)EDA工具銷售分布情況

2020年，在行業(yè)、市場共同發(fā)力的促進下，我國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20%。其中，我國本土EDA企業(yè)在資金、研發(fā)、市場的共同促進下，以華大九天、概倫電子、芯和半導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伍。據(jù)統(tǒng)計，2020年我國本土EDA企業(yè)總?cè)藬?shù)約2000人，同比增長44%，占全國EDA行業(yè)總從業(yè)人數(shù)的比例達到46%，較2018年提升近8個百分點，正在逐步成為我國EDA行業(yè)的主要從業(yè)群體。

圖10 2018-2020年我國EDA行業(yè)人才情況

應用市場助推EDA工具市場在2024年超百億美元

1、對半導體應用市場發(fā)展預測

未來五年，在數(shù)字經(jīng)濟加速發(fā)展的背景下，半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展整體環(huán)境持續(xù)向好，全球半導體市場有望連續(xù)出現(xiàn)行業(yè)總銷售額正增長的態(tài)勢。預計到2024年，全球半導體市場總銷售額有望達到5890億美元，2018年至2024年市場總銷售額復合年均增長率3.6%。

分應用領域看，無線通信電子和計算機是半導體產(chǎn)品最大的應用市場，2020年應用市場占比分別為27.5%和30.8%。未來，以5G為代表的新一代無線通信技術(shù)將促進新的信息應用形態(tài)生成，引導電子行業(yè)發(fā)展出現(xiàn)新的業(yè)務增長點，對相關半導體產(chǎn)品發(fā)展起到積極作用。預計到2024年，在無線通用電子領域的半導體產(chǎn)品銷售額將達到1609億美元，占全半導體市場的比重約27.3%，相關半導體應用市場2018-2024年復合年均增長率4.5%。面向計算機相關市場，移動計算、數(shù)據(jù)中心等新業(yè)態(tài)的發(fā)展將一定程度對計算機產(chǎn)品產(chǎn)生替代效應，預計到2024年計算機相關半導體市場規(guī)模為1465億美元，占全半導體市場的比重下降至24.9%。

預計未來五年半導體相關應用最大的兩個增長點為汽車電子市場和數(shù)據(jù)存儲市場。其中，汽車電子市場得益于汽車電氣化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化的發(fā)展新方向，半導體產(chǎn)品在汽車中的成本占比持續(xù)提升，預計到2024年汽車電子相關半導體市場的銷售額將提升至674億美元，相關市場2018-2024年的復合年均增長率為7.2%。在數(shù)據(jù)存儲市場，受益于云技術(shù)的快速應用，相關市場有望在未來五年獲得快速增長。至2024年半導體在數(shù)據(jù)存儲市場的銷售額將達到639億美元，在2018-2024年實現(xiàn)復合年均增長率13.2%，是半導體領域發(fā)展最快的應用市場。

圖11 2018-2024（E）全球半導體市場發(fā)展預測（單位：億美元）

2、對半導體相關器件發(fā)展預測

面向不同類別半導體相關器件的發(fā)展，在預計到2024年5890億美元總規(guī)模的半導體產(chǎn)品市場中，通用半導體器件和專用半導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%。

針對于通用半導體器件領域，存儲器和微處理器在2020年分別實現(xiàn)銷售額1223億美元和772億美元。其中存儲器市場受產(chǎn)品單價波動因素影響較大，在2018年存儲器價格出現(xiàn)階段性高點后出現(xiàn)大幅下降，由此導致近兩年半導體行業(yè)總市場規(guī)模的萎縮。未來，計算規(guī)模和數(shù)據(jù)規(guī)模的提升將拉動存儲器產(chǎn)品更多的市場應用，預計到2024年存儲器產(chǎn)品市場規(guī)模有望達到1980億美元。微處理器是最具代表性的數(shù)字電路芯片種類，計算需求的提升一方面帶動微處理器產(chǎn)品應用量的增大，另一方面對微處理器計算性能提出更高要求，芯片產(chǎn)品的邏輯復雜度持續(xù)增加。預計2024年全球微處理器產(chǎn)品銷售額達到839億美元。

圖12 2018-2024（E）全球通用半導體器件發(fā)展預測（單位：億美元）

專用半導體器件產(chǎn)品更多應用在移動智能終端設備上，近年來伴隨相關設備消費量的提升，專用半導體器件產(chǎn)品市場出現(xiàn)相比通用半導體器件更快的銷售額增速。由于移動智能產(chǎn)品智能化程度、功能性不斷提升，以應用處理器相關的算力類芯片是專用半導體器件領域最大的產(chǎn)品類別。2020年分立應用處理器和集成應用處理器/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w器件發(fā)展預測（單位：億美元）

3、對晶圓代工產(chǎn)能發(fā)展預測

在晶圓制造代工方面，與全球半導體市場長期發(fā)展向好相對應，各主要晶圓生產(chǎn)企業(yè)將通過擴張規(guī)模慢速市場需求，同時維持市場地位，晶圓制造代工總產(chǎn)能將在未來出現(xiàn)持續(xù)增長。預計到2024年，全球晶圓代工月產(chǎn)能將達到765.14萬片（折合8英寸），2018至2024年的復合年均增長率為3.5%。

在2018年至2024年間，7年的時間維度里，90nm制造工藝成為市場需求分化的“分水嶺”。面向90nm及以上工藝，雖然市場總體規(guī)模持續(xù)擴大，但是模擬器件、連接類芯片等產(chǎn)品不斷向更先進工藝進行技術(shù)遷移，抵消了市場對相應產(chǎn)能的需求，未來90nm及以上工藝產(chǎn)能將保持穩(wěn)定。對于90nm以下工藝，則反映出技術(shù)進步相對迅速、產(chǎn)能需求增長相對旺盛的特點。2018-2024年相關產(chǎn)能的復合年均增長率為7.2%，貢獻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)能預測

4、基于下游市場情況的EDA市場預測分析

整體看，在全球數(shù)字經(jīng)濟、電子系統(tǒng)等相關領域長期向好發(fā)展的帶動下，應用市場有望對半導體相關領域帶來積極的發(fā)展促進作用，并為EDA工具的推廣與應用形成良好市場環(huán)境。未來數(shù)年，驅(qū)動EDA工具市場規(guī)模增長的積極因素包括全球半導體市場規(guī)模的持續(xù)擴張、晶圓制造產(chǎn)能的連續(xù)提升、芯片復雜度提升帶來的設計工具算力需求增加、晶圓工藝制程提升對制造類工具要求增加、先進封裝技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展帶來的EDA工具應用需求提升等。預計至2024年，全球EDA工具市場規(guī)模有望達到105億美元，2020至2024年的市場規(guī)模復合年均增長率為7.8%。

面向我國市場，伴隨我國半導體產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，我國的半導體產(chǎn)業(yè)國際地位顯著提升。面向EDA工具領域，驅(qū)動EDA工具市場規(guī)模提升的有利條件包括我國半導體產(chǎn)業(yè)總規(guī)模的快速擴張、設計企業(yè)從市場中低端向中高端轉(zhuǎn)型過程中對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)市場實體數(shù)量的持續(xù)增加等。預計至2024年，我國EDA工具市場規(guī)模有望達到115億元人民幣，2020至2024年的市場規(guī)模符合年均增長率近17%，遠高于全球平均水平，市場份額占比從2020年的13.3%提升至2024年的16.1%。
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