报告行业投资评级 - 增持 (首次) [5] 报告的核心观点 - EDA工具是贯穿芯片设计与制造全流程的半导体产业基础工具,市场规模随半导体行业迭代扩张,国内市场增速高于全球 [2][15][18] - 全球EDA市场呈现高度寡头垄断格局,Synopsys、Cadence、西门子EDA三家企业合计占据74%的市场份额,国内EDA市场国产化率低,自主可控需求迫切 [2][21][25] - 美国对EDA工具的出口限制持续升级,从特定先进制程延伸至全流程技术封锁,这给中国芯片产业带来挑战,也为国产EDA企业提供了发展契机,国产替代刻不容缓 [4][85][88] - 制造EDA是集成电路生产过程中的核心环节,预计2026年全球制造EDA市场规模将达57.54亿美元,中国市场规模将达69.68亿元,国内增速显著高于全球 [3][71] - 人工智能与先进算力正深度赋能EDA工具,通过“大模型+小模型”等技术集成,显著提升芯片设计的自动化程度与工作效率 [26][29][31] 根据相关目录分别进行总结 一、EDA:半导体设计与制造的基石 - EDA是指利用计算机软件完成大规模集成电路设计、仿真、验证等流程的设计方式,全面覆盖芯片从功能设计到最终制造的全流程环节,是先进制程迭代、维持摩尔定律发展的关键技术依赖 [10][13][14] - 预计2026年全球EDA市场规模将达183亿美元,2024年市场规模约为157.1亿美元,同比增长8.1% [2][15] - 2024年中国EDA市场规模约为153亿元,同比增长16.8%,预计2025年将达185亿元,同比增幅20.9%,增速远超国际市场 [18] - 2024年,Synopsys、Cadence、西门子EDA三家企业合计占据全球74%的市场份额,其中Synopsys占31%,Cadence占30%,西门子EDA占13% [2][21] - EDA行业具有高技术、人才与生态壁垒,培养一名合格的EDA研发人才往往需要10年左右,国际领先企业与产业链上下游形成的生态闭环构筑了强锁定效应 [24][25] - AI与先进算力正与EDA深度融合,例如西门子EDA的AI System以及Synopsys与英伟达的战略合作,旨在通过AI大幅提升设计效率与质量 [26][29][31] 二、制造EDA与设计EDA贯穿芯片从设计到落地全流程 - 一个完整的集成电路流程包括工艺平台开发、集成电路设计和集成电路制造三个阶段,制造EDA是其中的核心环节 [3][33] - 制造EDA根据技术类别可分为六大部分:工艺平台开发阶段的工艺与器件仿真工具(TCAD)、器件建模及验证工具、工艺设计套件工具(PDK);晶圆生产制造阶段的计算光刻软件、可制造性设计(DFM)、良率控制工具 [3][35] - 计算光刻软件是晶圆生产阶段的核心工具,主要包括光学邻近效应修正(OPC)、光源-掩模协同优化技术(SMO)、多重曝光技术(MPT)、反向光刻技术(ILT)四大技术 [37][46][52][54] - TCAD仿真可实现“虚拟制造”,大幅缩短研发周期并节省数十亿美元的实验性制造成本 [59] - 良率管理是保障先进制程高良率量产的关键技术支撑,AI与EDA的融合正为良率管理带来革命性变革 [61][62] - PDK是连接晶圆制造厂与芯片设计工程师的桥梁,是确保芯片设计可制造性、性能可预测性的核心支撑 [63][65] - 设计与工艺协同优化(DTCO)作为一种整合式优化方法论,旨在改善芯片的效能、功耗、密度、良率及成本 [67][69] - 据测算,2020-2026年全球制造EDA市场将从33.15亿美元增长到57.54亿美元,CAGR为9.63%;同期中国制造EDA市场将从26.88亿元增长到69.68亿元,CAGR达17.21% [3][71] - 先进制程对制造EDA的需求将驱动市场扩张,具体表现为掩模层数提升、计算光刻种类增多以及掩模图形更加复杂 [78][79][80] - 设计EDA是支撑芯片从概念定义到可制造版图交付的全流程自动化工具链,主要用于电路仿真和验证,以优化电路性能和良率 [83] 三、国产EDA企业方兴未艾,下游需求有力支撑 - 近年来美国对EDA工具的出口限制不断升级,例如2022年对用于设计GAAFET结构的EDA工具实施管制,2024年新规进一步扩大对计算光刻等软件的限制,2025年曾要求三大EDA龙头暂停对中国大陆公司的产品支持 [85][88] - 推动全球EDA行业形成寡头垄断的核心驱动力包括技术壁垒、生态闭环以及高额研发投入(头部企业研发投入占营收比重高达30%-40%) [91] - 中国是全球规模最大、增速最快的集成电路市场,预计2026年中国大陆晶圆代工产能将超过400万片/月(8寸当量),年复合增长率13.4%,为国产EDA提供了巨大的发展空间和市场潜力 [95] - 面对海外垄断格局,国产EDA需通过突破高端核心技术与优化产业链流程双路径,提升自给率与行业整体竞争力 [4][95]
EDA工具:贯穿芯片落地全流程,国产企业蓄势待发