IP：核心产业要素

半导体IP指预先设计好的功能模块。半导体IP具有性能高、功耗优、成本适中、技术密集度高、知识产权集中、商业价值昂贵等特征，是集成电路设计产业的核心产业要素和竞争力体现。随着芯片种类愈加丰富与先进制程不断推进，集成电路的设计流程愈发复杂，导致研发费用加大，半导体IP为简化IC设计流程提供便利，独立IP厂商的出现主要源于半导体设计行业的分工。设计公司无需对芯片的每个细节进行设计，通过购买成熟可靠的IP方案，实现某个特定功能。设计人员以IP核为基础进行设计，类似搭积木的开发模式，可大大降低芯片的设计难度、缩短芯片的设计周期并提升芯片性能。

在芯片设计的过程中，通过结合使用EDA软件和半导体IP，能有效缩短的设计周期，降低开发成本。目前大部分芯片厂商采用外购+自主设计部分IP相结合的生产模式，并结合外购EDA工具进行独立芯片设计，因此fabless企业与IDM企业为半导体IP厂商的主要下游客户。

新晋的半导体设计公司几乎都选择从ARM获得授权，通过开放的IP授权模式，ARM迅速在移动端处理器市场获得超过95%的市场占有率，与PC/服务器端处理器霸主英特尔一起，构成了当下全球半导体产业最底层的两大指令集标准。多年来，ARM在全球IP市场一直保持着稳固的龙头地位，尤其在处理器IP方面具有绝对优势，并在版税收入上也保持大幅领先地位，2021 年ARM市占率达到40.4%，第二第三分别为 Synopsys 和 Cadence。

由于半导体IP行业较高的技术壁垒与生态壁垒，市场份额高度集中于海外前三位玩家，CR3达到 66.2%。国内代表企业较少，主要有芯原股份、寒武纪等，且市场份额较低，2021年芯原股份市占率仅为1.8%，半导体IP国产化率低且影响力相对较小，且主要提供接口类IP，其他诸如芯片 IP的产出很少。

芯原股份作为国内IP领域龙头企业，在数字信号处理器、图形处理器、图像信号处理器、接口模块、通用模拟IP、基础库、射频IP、周边IP等领域均有覆盖，为半导体多领域IP的国产替代打下了扎实的技术基本盘。除此之外，国内半导体IP企业还有寒武纪、芯动科技和华夏芯，但整体相较国际水平仍有差距。

目前我国绝大部分芯片都建立在国外公司的IP授权或架构授权基础之上，比如华为的麒麟芯片、鲲鹏芯片均使用ARM指令集，因此在技术上很容易被釜底抽薪。2022年12月ARM宣布拒绝向中国企业出售先进CPU芯片设计IP，使得国产芯片在设计上陷入僵局。

核心技术与知识产权受制于人具有较大的技术风险，半导体产业是国家战略性产业，只有做到芯片底层技术和底层架构的完全“自主、安全、可控”才能保证国家信息系统的安全独立，IP 和芯片底层架构国产化是必经之路。

EDA：国内技术层次较低

EDA（ElectronicDesignAutomation，电子设计自动化），是一种在计算机系统辅助下，完成IC功能设计、综合验证、物理设计等流程软件的统称。EDA属于集成电路产业链上游支撑层中的软件供应商。EDA相关细分领域是集成电路设计业，乃至整个集成电路产业的核心环节之一。除了集成电路设计环节，EDA工具软件还应用于集成电路制造、封装和测试等环节。EDA软件大幅提升芯片设计效率，现今复杂数字芯片内包含数百亿晶体管，其设计过程中需要持续的模拟和验证，在集成电路设计领域EDA已成刚需，缺少EDA工具的帮助，理论上已不可能完成设计工作。

国际三巨头占据绝对主导地位，2020年中国EDA市场约80%由国际三巨头占据；中国EDA供应商目前所占市场份额较小，其中，2020年华大九天占中国EDA市场份额约6%。

全球EDA行业竞争格局呈以下状况：1、第一梯队为全流程覆盖型企业Synopsys、Cadence、Mentor（被西门子收购，改名SiemensEDA），上述企业拥有完整且技术优势明显的全流程产品，在部分领域内有绝对优势; 2、第二梯队有Ansys、华大九天、Keysight、Altium、Silvaco及Zuken，上述企业拥有特定领域全流程EDA，在局部领域技术领先，合计占全球市场份额15%左右，其中中国企业华大九天在模拟、数字、制造及平板显示等领域拥有全流程EDA；3、第三梯队企业以点工具为主（约50家），中国绝大部分EDA企业分布于此，如概伦电子、ICmanage、MunEDA、九同方、广立微及思尔芯等；第三梯队企业合计约占全球市场份额7%。

我国EDA软件还处于较低的技术层次，无法满足对高端芯片的设计要求，最好的EDA软件可以设计28nm的芯片，而且提升艰难。原因两方面：一是算法落后，EDA需要高深的数学理论作基础，并且算法要与工艺结合，我们这方面基础差距较大。二是EDA软件后端工具需根据芯片制造情况不断修改提升，而中芯国际14nm先进工艺线为国外引进只能用国外EDA，国内其他芯片制造企业都是130nm以上的工艺，国产EDA没有国内先进制造工艺做基础很难提升技术水平。

创新为行业之本，技术壁垒使强者更强。EDA软件主要仍由国外供应商提供，中国市场以点工具为主，尚不能提供全流程覆盖EDA软件，先进制程工艺EDA研发，需要持续的资金投入以保证技术迭代以及相应制程晶圆代工厂配合，这使得行业资源向头部进一步集中，未来随着竞争的不断加大，市场集中度将会进一步增加，国产替代之路艰辛，华大九天刘伟平指出国内EDA这几年取得了长足的进展，但是同国际厂商相比，仍存在不小的差距。