芯片虚拟战：全军出击的中国EDA军团
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文 | 芯锂话，作者 | 林晓晨
全球芯片产能告急，就连财大气粗的苹果也被迫削减1000万台iPhone13的生产计划，芯片生产已然成为了最核心的问题。
“芯片荒”之下，很多投资者将注意力放到了光刻机之上，毕竟作为芯片制造的关键核心，光刻机是必不可少的。由于ASML公司几乎垄断了高端光刻机市场，并且对中国进行销售管控，导致我国在芯片制造领域始终受到束缚。
而好的一面是，中国在芯片制造领域并非一无所获，虽然没有最高端的EUV光刻机，但中芯国际依然能够挤进全球芯片制造前五厂商行列。
与光刻机相比，我们在芯片产业链中实际上存在着更大的技术缺口，那就是EDA软件。由于目前A股中尚没有一家主业完全相符的标的公司，因此投资者对于EDA软件可能并不熟悉，它就相当于是集成电路领域的CAD，帮助芯片厂商进行芯片设计、检验、模拟等虚拟流程。
之所以说EDA软件重要，是因为他是整个芯片制造的最上游。从成本角度衡量，芯片流片费用高昂，一旦设计出的芯片存在问题，那么就会导致生产成本大幅攀升。因此芯片设计需要追求成功率，这就意味着在流片之前需要芯片厂商进行全方位的虚拟验证。
作为芯片设计的核心，EDA软件的好坏直接决定了芯片设计过程中的效率及成本，因此这一不被市场关注的领域实则有着很高的产业价值。
去年，美国对中国企业展开了封锁，推出了《商业管制清单》，其中EDA软件就是明确禁止的一项。目前，全球EDA软件几乎都被美国企业垄断，一旦未来针对EDA软件的封锁全面落地，那么可能会对我国芯片设计产业造成沉重打击，从而制约芯片我国业的发展。
由此来看，芯片之争实则已经从芯片制造转移至EDA软件领域，一场芯片虚拟战早已悄然上演。
01 美国企业牢牢掌握EDA话语权
回溯历史，EDA软件最早是从CAD软件演化而来，作为CAD技术的起源地，美国企业当仁不让的成为全球EDA软件的龙头。
统计数据表明，EDA头部企业垄断了全球90%的市场份额。按照市场份额划分，全球EDA企业可以分为三个梯队。
第一梯队共有三家企业，分别为 Synopsys、Cadence和Mentor Graphics（后被西门子收购，目前隶属西门子EDA）。这三家企业均有完备的产业布局，全流程的EDA工具，每年营收超过10亿美元，合计瓜分了全球EDA市场约78%的市场份额。
第二梯队企业主要为区域性全流程EDA工具，虽然在部分领域具备竞争优势，但总体市场份额与三家巨头公司差距明显。Ansys、Keysight、华大九天等公司合计瓜分了市场约15%的市场份额。
第三梯队则是垂直企业和初创企业，无论是规模还是竞争力都没有太大优势。除华大九天外，我国的EDA软件企业多处于第三梯队。
聚焦国内市场，亦呈现出同样的竞争格局。第一梯队三家公司合计占据76.7%的市场份额，中国知名的芯片公司几乎使用的都是他们的产品。
华大九天凭借在FPD 面板领域的核心竞争力，已经超越Ansys、Keysight，以5.8%的市场占比跻身国内第四名，另一家中国EDA企业概伦电子以1.4%的市场份额位列第七。
无论是国内市场还是国际市场，美国企业都是EDA软件的核心玩家，掌握着最核心的下游用户及产业技术。
但随着半导体产业链逐渐向中国转移，我们不仅要制造芯片，更要创造产权自主的芯片，因此EDA软件就成为中国芯片发展的必争之地。
02 EDA如何扼住芯片咽喉？
在这里我们要讲的不是复杂的专业知识，而是核心围绕EDA软件的商业模式展开。
根据功能的不同，EDA软件大致可以分为三大类：设计工具、仿真工具、生产工具。
设计工具主要是为了从0到1的勾画芯片雏形，包括电路设计、版图设计等纸面工序；仿真工具主要用途是对芯片制造、封装、应用进行仿真试验，检查其中的逻辑问题和应用问题；生产工具则主要应用于芯片生产环节，提升晶圆厂和封测厂的生产效率、测试精度等。
不难看出，EDA软件应用于芯片设计到封装的整个生产周期，一颗芯片的好坏从表面看由芯片厂商决定，从更深层次而言则主要由EDA软件的质量控制。
根据市场规模测算，全球EDA的市场规模仅百亿美元，而这区区百亿美元却撬动了5000亿美元的半导体市场，显而易见EDA软件的价值早已经超出了他们业绩本身。
纵观全球EDA企业，它们主要有三种盈利模式，分别是 License 授权、IP 核、硬件加速器。
License 证书授权是最原始的盈利模式，通过售卖标准EDA 软件包，用户可以在一定时间内拥有软件的使用权，大部分用户往往会购买多套产品。同时由于EDA行业总是不断迭代，这成为用户持续购买的动力。授权模式，技术壁垒高，毛利率接近90%。
IP核模式则是EDA企业将其所拥有的知识产权具象化，把客户所需要的知识产权电路打包为一个整体对客户销售，客户可以直接调用这些模块，避免重复劳动。如今IP核模式已经成为EDA行业新的增长点，高通、英特尔等巨头就很善于用IP核这种模式赚钱。
最后一项加速器业务则是为了提升仿真速度，从而进一步加快客户的设计效率，相当于仿真工具的补充。
纵观EDA企业的三种盈利模式，其都仅向客户提供使用权而非所有权，因此客户会不定期的与EDA公司进行互动，增加用户粘性。
对这种商业模式而言，先发优势极为重要，已经成为行业最显著的护城河。一旦EDA厂商绑定了下游用户，那么除非颠覆性的新性能提升，否则后来者是很难撬动传统EDA豪强护城河的。
这种竞争格局意味着，市场里的中小玩家并不具备竞争优势，很难长时间的与大厂展开竞争，在没有大的冲击下，未来全球EDA市场格局将进一步头部化。
03 全军出击的中国EDA军团
中国EDA军团很可能就是全球EDA行业的唯一变数。
虽然竞争对手很强，产业格局也并不占优，但在半导体产业链逐渐迁移至中国的趋势下，中国EDA厂商却极有可能冲击整个行业的现有格局。
复盘海外EDA巨头的发展之路不难发现，行业马太效应明显，完全是剩者为王。第一梯队的Synopsys、Cadence和Mentor Graphics公司都是通过并购来建立自身护城河的。
在行业发展初期，整个EDA市场百花齐放，试想一下如此多的工具种类，很难有企业在第一时间全部涉足。随着产业技术的不断发展，下游厂商对于上游EDA软件的需求逐渐向一体化转变，因此并购就成为企业发展方向，大鱼吃小鱼成为常态。
数据统计显示，Synopsys、Cadence和Mentor Graphics公司分别通过99次、71次和49次收购，才建立起如今的规模。EDA巨头的崛起，一方面是技术，另一方面是资本。
来源：公开资料
目前，制约中国EDA企业的主要因素在于起步较晚，资本关注度较低，这就意味着国产EDA企业很难有资金投入到研发中，也没有资本去进行横向并购，从而致使中国EDA企业的发展始终不尽如人意。
但这种情况可能即将结束了，一大批中国EDA军团即将登陆资本舞台。
截止目前，华大九天、概伦电子成功过会创业板，思尔芯、芯愿景、广立微处于IPO排队中，EDA企业或将在未来两年集中登陆中国资本市场。
这不仅意味着中国资本市场纯正EDA企业零的突破，更意味着中国EDA企业的大发展时代极有可能将要到来。随着资本的不断聚集，或许这批国产EDA企业中就能出现挑战国际巨头的勇者。
从更宏观的视野来看，中国芯片行业有着广阔的发展前景，同时中国芯片也需要有自己的EDA软件巨头，市场也一定愿意给这一新兴行业可观的估值。
纵观即将上市的几家公司，华大九天是机会最大的，一方面它是世界唯一提供全流程FPD 设计解决方案的供应商，另一方面它也已经在行业中积攒了一定的市场份额。上市之后，更简便的融资手段将会有效的放大华大九天的龙头效应。
概伦电子虽然没有华大九天那样强的行业竞争力，但其已经在并购方面有所斩获，并取得不错的效果。2019年底，概伦电子成功并购博达微科技，从而扩大了在建模方面的领先优势。在并购领域有所建树的概伦电子或将更有效的利用资本去进行扩张。
除华大九天和概伦电子外，其他几家屡获融资的公司广立微、思尔芯、芯愿景、芯华章也都有着各自的优势，或许其中就存在EDA黑马。
无论最后谁能够胜出成为龙头，但有一点可以肯定，那就是中国EDA企业将向国际巨头发起史上最强的冲击。在这场没有硝烟的芯片虚拟战中，中国军团已经整装待发。
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