芯片虛擬戰(zhàn):全軍出擊的中國(guó)EDA軍團(tuán)
全球芯片產(chǎn)能告急,就連財(cái)大氣粗的蘋果也被迫削減1000萬臺(tái)iPhone13的生產(chǎn)計(jì)劃,芯片生產(chǎn)已然成為了最核心的問題。
“芯片荒”之下,很多投資者將注意力放到了光刻機(jī)之上,畢竟作為芯片制造的關(guān)鍵核心,光刻機(jī)是必不可少的。由于ASML公司幾乎壟斷了高端光刻機(jī)市場(chǎng),并且對(duì)中國(guó)進(jìn)行銷售管控,導(dǎo)致我國(guó)在芯片制造領(lǐng)域始終受到束縛。
而好的一面是,中國(guó)在芯片制造領(lǐng)域并非一無所獲,雖然沒有最高端的EUV光刻機(jī),但中芯國(guó)際依然能夠擠進(jìn)全球芯片制造前五廠商行列。
與光刻機(jī)相比,我們?cè)谛酒a(chǎn)業(yè)鏈中實(shí)際上存在著更大的技術(shù)缺口,那就是EDA軟件。由于目前A股中尚沒有一家主業(yè)完全相符的標(biāo)的公司,因此投資者對(duì)于EDA軟件可能并不熟悉,它就相當(dāng)于是集成電路領(lǐng)域的CAD,幫助芯片廠商進(jìn)行芯片設(shè)計(jì)、檢驗(yàn)、模擬等虛擬流程。
之所以說EDA軟件重要,是因?yàn)樗钦麄€(gè)芯片制造的最上游。從成本角度衡量,芯片流片費(fèi)用高昂,一旦設(shè)計(jì)出的芯片存在問題,那么就會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)成本大幅攀升。因此芯片設(shè)計(jì)需要追求成功率,這就意味著在流片之前需要芯片廠商進(jìn)行全方位的虛擬驗(yàn)證。
作為芯片設(shè)計(jì)的核心,EDA軟件的好壞直接決定了芯片設(shè)計(jì)過程中的效率及成本,因此這一不被市場(chǎng)關(guān)注的領(lǐng)域?qū)崉t有著很高的產(chǎn)業(yè)價(jià)值。
去年,美國(guó)對(duì)中國(guó)企業(yè)展開了封鎖,推出了《商業(yè)管制清單》,其中EDA軟件就是明確禁止的一項(xiàng)。目前,全球EDA軟件幾乎都被美國(guó)企業(yè)壟斷,一旦未來針對(duì)EDA軟件的封鎖全面落地,那么可能會(huì)對(duì)我國(guó)芯片設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)造成沉重打擊,從而制約芯片我國(guó)業(yè)的發(fā)展。
由此來看,芯片之爭(zhēng)實(shí)則已經(jīng)從芯片制造轉(zhuǎn)移至EDA軟件領(lǐng)域,一場(chǎng)芯片虛擬戰(zhàn)早已悄然上演。
/ 01 /業(yè)牢牢掌握EDA話語權(quán)
回溯歷史,EDA軟件最早是從CAD軟件演化而來,作為CAD技術(shù)的起源地,美國(guó)企業(yè)當(dāng)仁不讓的成為全球EDA軟件的龍頭。
統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,EDA頭部企業(yè)壟斷了全球90%的市場(chǎng)份額。按照市場(chǎng)份額劃分,全球EDA企業(yè)可以分為三個(gè)梯隊(duì)。
第一梯隊(duì)共有三家企業(yè),分別為 Synopsys、Cadence和Mentor Graphics(后被西門子收購(gòu),目前隸屬西門子EDA)。這三家企業(yè)均有完備的產(chǎn)業(yè)布局,全流程的EDA工具,每年?duì)I收超過10億美元,合計(jì)瓜分了全球EDA市場(chǎng)約78%的市場(chǎng)份額。
第二梯隊(duì)企業(yè)主要為區(qū)域性全流程EDA工具,雖然在部分領(lǐng)域具備競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),但總體市場(chǎng)份額與三家巨頭公司差距明顯。Ansys、Keysight、華大九天等公司合計(jì)瓜分了市場(chǎng)約15%的市場(chǎng)份額。
第三梯隊(duì)則是垂直企業(yè)和初創(chuàng)企業(yè),無論是規(guī)模還是競(jìng)爭(zhēng)力都沒有太大優(yōu)勢(shì)。除華大九天外,我國(guó)的EDA軟件企業(yè)多處于第三梯隊(duì)。
聚焦國(guó)內(nèi)市場(chǎng),亦呈現(xiàn)出同樣的競(jìng)爭(zhēng)格局。第一梯隊(duì)三家公司合計(jì)占據(jù)76.7%的市場(chǎng)份額,中國(guó)知名的芯片公司幾乎使用的都是他們的產(chǎn)品。
華大九天憑借在FPD 面板領(lǐng)域的核心競(jìng)爭(zhēng)力,已經(jīng)超越Ansys、Keysight,以5.8%的市場(chǎng)占比躋身國(guó)內(nèi)第四名,另一家中國(guó)EDA企業(yè)概倫電子以1.4%的市場(chǎng)份額位列第七。
無論是國(guó)內(nèi)市場(chǎng)還是國(guó)際市場(chǎng),美國(guó)企業(yè)都是EDA軟件的核心玩家,掌握著最核心的下游用戶及產(chǎn)業(yè)技術(shù)。
但隨著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈逐漸向中國(guó)轉(zhuǎn)移,我們不僅要制造芯片,更要?jiǎng)?chuàng)造產(chǎn)權(quán)自主的芯片,因此EDA軟件就成為中國(guó)芯片發(fā)展的必爭(zhēng)之地。
/ 02 /EDA如何扼住芯片咽喉?
在這里我們要講的不是復(fù)雜的專業(yè)知識(shí),而是核心圍繞EDA軟件的商業(yè)模式展開。
根據(jù)功能的不同,EDA軟件大致可以分為三大類:設(shè)計(jì)工具、仿真工具、生產(chǎn)工具。
設(shè)計(jì)工具主要是為了從0到1的勾畫芯片雛形,包括電路設(shè)計(jì)、版圖設(shè)計(jì)等紙面工序;仿真工具主要用途是對(duì)芯片制造、封裝、應(yīng)用進(jìn)行仿真試驗(yàn),檢查其中的邏輯問題和應(yīng)用問題;生產(chǎn)工具則主要應(yīng)用于芯片生產(chǎn)環(huán)節(jié),提升晶圓廠和封測(cè)廠的生產(chǎn)效率、測(cè)試精度等。
不難看出,EDA軟件應(yīng)用于芯片設(shè)計(jì)到封裝的整個(gè)生產(chǎn)周期,一顆芯片的好壞從表面看由芯片廠商決定,從更深層次而言則主要由EDA軟件的質(zhì)量控制。
根據(jù)市場(chǎng)規(guī)模測(cè)算,全球EDA的市場(chǎng)規(guī)模僅百億美元,而這區(qū)區(qū)百億美元卻撬動(dòng)了5000億美元的半導(dǎo)體市場(chǎng),顯而易見EDA軟件的價(jià)值早已經(jīng)超出了他們業(yè)績(jī)本身。
縱觀全球EDA企業(yè),它們主要有三種盈利模式,分別是 License 授權(quán)、IP 核、硬件加速器。
License 證書授權(quán)是最原始的盈利模式,通過售賣標(biāo)準(zhǔn)EDA 軟件包,用戶可以在一定時(shí)間內(nèi)擁有軟件的使用權(quán),大部分用戶往往會(huì)購(gòu)買多套產(chǎn)品。同時(shí)由于EDA行業(yè)總是不斷迭代,這成為用戶持續(xù)購(gòu)買的動(dòng)力。授權(quán)模式,技術(shù)壁壘高,毛利率接近90%。
IP核模式則是EDA企業(yè)將其所擁有的知識(shí)產(chǎn)權(quán)具象化,把客戶所需要的知識(shí)產(chǎn)權(quán)電路打包為一個(gè)整體對(duì)客戶銷售,客戶可以直接調(diào)用這些模塊,避免重復(fù)勞動(dòng)。如今IP核模式已經(jīng)成為EDA行業(yè)新的增長(zhǎng)點(diǎn),高通、英特爾等巨頭就很善于用IP核這種模式賺錢。
最后一項(xiàng)加速器業(yè)務(wù)則是為了提升仿真速度,從而進(jìn)一步加快客戶的設(shè)計(jì)效率,相當(dāng)于仿真工具的補(bǔ)充。
縱觀EDA企業(yè)的三種盈利模式,其都僅向客戶提供使用權(quán)而非所有權(quán),因此客戶會(huì)不定期的與EDA公司進(jìn)行互動(dòng),增加用戶粘性。
對(duì)這種商業(yè)模式而言,先發(fā)優(yōu)勢(shì)極為重要,已經(jīng)成為行業(yè)最顯著的護(hù)城河。一旦EDA廠商綁定了下游用戶,那么除非顛覆性的新性能提升,否則后來者是很難撬動(dòng)傳統(tǒng)EDA豪強(qiáng)護(hù)城河的。
這種競(jìng)爭(zhēng)格局意味著,市場(chǎng)里的中小玩家并不具備競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),很難長(zhǎng)時(shí)間的與大廠展開競(jìng)爭(zhēng),在沒有大的沖擊下,未來全球EDA市場(chǎng)格局將進(jìn)一步頭部化。
/ 03 /全軍出擊的中國(guó)EDA軍團(tuán)
中國(guó)EDA軍團(tuán)很可能就是全球EDA行業(yè)的唯一變數(shù)。
雖然競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手很強(qiáng),產(chǎn)業(yè)格局也并不占優(yōu),但在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈逐漸遷移至中國(guó)的趨勢(shì)下,中國(guó)EDA廠商卻極有可能沖擊整個(gè)行業(yè)的現(xiàn)有格局。
復(fù)盤海外EDA巨頭的發(fā)展之路不難發(fā)現(xiàn),行業(yè)馬太效應(yīng)明顯,完全是剩者為王。第一梯隊(duì)的Synopsys、Cadence和Mentor Graphics公司都是通過并購(gòu)來建立自身護(hù)城河的。
在行業(yè)發(fā)展初期,整個(gè)EDA市場(chǎng)百花齊放,試想一下如此多的工具種類,很難有企業(yè)在第一時(shí)間全部涉足。隨著產(chǎn)業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展,下游廠商對(duì)于上游EDA軟件的需求逐漸向一體化轉(zhuǎn)變,因此并購(gòu)就成為企業(yè)發(fā)展方向,大魚吃小魚成為常態(tài)。
數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示,Synopsys、Cadence和Mentor Graphics公司分別通過99次、71次和49次收購(gòu),才建立起如今的規(guī)模。EDA巨頭的崛起,一方面是技術(shù),另一方面是資本。
來源:公開資料
目前,制約中國(guó)EDA企業(yè)的主要因素在于起步較晚,資本關(guān)注度較低,這就意味著國(guó)產(chǎn)EDA企業(yè)很難有資金投入到研發(fā)中,也沒有資本去進(jìn)行橫向并購(gòu),從而致使中國(guó)EDA企業(yè)的發(fā)展始終不盡如人意。
但這種情況可能即將結(jié)束了,一大批中國(guó)EDA軍團(tuán)即將登陸資本舞臺(tái)。
截止目前,華大九天、概倫電子成功過會(huì)創(chuàng)業(yè)板,思爾芯、芯愿景、廣立微處于IPO排隊(duì)中,EDA企業(yè)或?qū)⒃谖磥韮赡昙械顷懼袊?guó)資本市場(chǎng)。
這不僅意味著中國(guó)資本市場(chǎng)純正EDA企業(yè)零的突破,更意味著中國(guó)EDA企業(yè)的大發(fā)展時(shí)代極有可能將要到來。隨著資本的不斷聚集,或許這批國(guó)產(chǎn)EDA企業(yè)中就能出現(xiàn)挑戰(zhàn)國(guó)際巨頭的勇者。
從更宏觀的視野來看,中國(guó)芯片行業(yè)有著廣闊的發(fā)展前景,同時(shí)中國(guó)芯片也需要有自己的EDA軟件巨頭,市場(chǎng)也一定愿意給這一新興行業(yè)可觀的估值。
縱觀即將上市的幾家公司,華大九天是機(jī)會(huì)最大的,一方面它是世界唯一提供全流程FPD 設(shè)計(jì)解決方案的供應(yīng)商,另一方面它也已經(jīng)在行業(yè)中積攢了一定的市場(chǎng)份額。上市之后,更簡(jiǎn)便的融資手段將會(huì)有效的放大華大九天的龍頭效應(yīng)。
概倫電子雖然沒有華大九天那樣強(qiáng)的行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力,但其已經(jīng)在并購(gòu)方面有所斬獲,并取得不錯(cuò)的效果。2019年底,概倫電子成功并購(gòu)博達(dá)微科技,從而擴(kuò)大了在建模方面的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。在并購(gòu)領(lǐng)域有所建樹的概倫電子或?qū)⒏行У睦觅Y本去進(jìn)行擴(kuò)張。
除華大九天和概倫電子外,其他幾家屢獲融資的公司廣立微、思爾芯、芯愿景、芯華章也都有著各自的優(yōu)勢(shì),或許其中就存在EDA黑馬。
無論最后誰能夠勝出成為龍頭,但有一點(diǎn)可以肯定,那就是中國(guó)EDA企業(yè)將向國(guó)際巨頭發(fā)起史上最強(qiáng)的沖擊。在這場(chǎng)沒有硝煙的芯片虛擬戰(zhàn)中,中國(guó)軍團(tuán)已經(jīng)整裝待發(fā)。