三家公司主導(dǎo)著全球半導(dǎo)體軟件命門
導(dǎo)語(yǔ)：2019年至今的兩年多里，由于華為海思、中芯國(guó)際等事件持續(xù)發(fā)酵，以芯片為核心的半導(dǎo)體技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入街頭巷尾，一度成為全民話題，重倉(cāng)半導(dǎo)體的廣發(fā)基金劉格崧也成為公募一哥。
2019年至今的兩年多里，由于華為海思、中芯國(guó)際等事件持續(xù)發(fā)酵，以芯片為核心的半導(dǎo)體技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入街頭巷尾，一度成為全民話題，重倉(cāng)半導(dǎo)體的廣發(fā)基金劉格崧也成為公募一哥。
與此同時(shí)，一批海外科技巨頭的名字曝光量也與日俱增，成為茶余飯后高談闊論的必備談資：壟斷光刻機(jī)的荷蘭阿斯麥，掌握代工話語(yǔ)權(quán)的中國(guó)臺(tái)灣臺(tái)積電，作為安卓手機(jī)賣點(diǎn)的美國(guó)高通……
但有一個(gè)細(xì)分的軟件產(chǎn)品EDA（電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化），大家對(duì)其了解甚少。但實(shí)際上，EDA對(duì)于全球半導(dǎo)體的重要程度，絲毫不亞于做代工的臺(tái)積電和做光刻機(jī)的阿斯麥――稱其為半導(dǎo)體的軟件命門絲毫不為過(guò)。
迄今為止，躺在這一半導(dǎo)體軟件命門上賺錢的核心公司是三家美國(guó)血統(tǒng)公司――Synopsys（新思科技）、Cadence（鏗騰電子）、Mentor Graphics（明導(dǎo)國(guó)際），它們?cè)谶^(guò)去30年，以接近80%的穩(wěn)定毛利率主宰著全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的沉浮。
01 極致分工造就EDA
EDA全球市場(chǎng)規(guī)模僅100億美元左右，但是要真正理解這個(gè)行業(yè)，我們必須將其放在整個(gè)半導(dǎo)體的大盤子中（市場(chǎng)規(guī)模接近5000億美元），從整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈捋起。
為了將沙子（硅）化腐朽為神奇最終做成幾乎無(wú)所不能的集成電路（芯片），工程師們需要在半導(dǎo)體制造的每一個(gè)環(huán)節(jié)都使用最頂尖的技術(shù)。正是因?yàn)楦鱾€(gè)領(lǐng)域都需要將技術(shù)逼向極致，半導(dǎo)體行業(yè)形成了極其特殊的商業(yè)模式――極致分工。
從上游往下游依次看過(guò)去，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈可以分為輕資產(chǎn)的IC設(shè)計(jì)（也稱為fabless廠）、重資產(chǎn)的制造、封裝測(cè)試。其中芯片設(shè)計(jì)公司的典型特征是輕資產(chǎn)高技術(shù)，代表公司有高通（NASDAQ:QCOM）、英偉達(dá)(NASDAQ:NVDA)等，他們只需要將設(shè)計(jì)好的芯片版圖交由產(chǎn)業(yè)鏈中下游去制造和封測(cè)即可，為了更好的支持這些芯片設(shè)計(jì)公司完成芯片設(shè)計(jì)工作，逐漸演化出配套的專業(yè)化的軟件和知識(shí)產(chǎn)權(quán)包，即EDA和IP，這部分現(xiàn)如今也由專門的廠商來(lái)完成。
IP之前在起底ARM的文章中有過(guò)解讀，本篇重點(diǎn)在EDA，IP只是帶到。
圖1：半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈，資料來(lái)源：錦緞研究院繪制
對(duì)于半導(dǎo)體行業(yè)來(lái)說(shuō)，極致分工的本質(zhì)是一種的風(fēng)險(xiǎn)分擔(dān)機(jī)制，畢竟沒有一家企業(yè)能攻克半導(dǎo)體行業(yè)方方面面的技術(shù)難點(diǎn)，而產(chǎn)業(yè)鏈不遺余力地細(xì)化分工，就能讓每一個(gè)參與者在自己的領(lǐng)域把技術(shù)推向極致。
細(xì)數(shù)半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展的歷史，有三個(gè)商業(yè)模式的革新深刻反映了半導(dǎo)體行業(yè)的極致分工，也對(duì)行業(yè)發(fā)展影響深遠(yuǎn)：
【1】制造環(huán)節(jié)單獨(dú)出來(lái)，具有劃時(shí)代的意義
制造環(huán)節(jié)單獨(dú)出來(lái)大幅降低了芯片制造的門檻，使得一窮二白的草臺(tái)班子也具有逆襲的可能。以專注于做代工的臺(tái)積電為例，靠掌握尖端精密制造技術(shù)，其成為摩爾定律的有力推動(dòng)者。
正是由于臺(tái)積電們解決了制造難題，創(chuàng)業(yè)企業(yè)不一定需要選擇重資產(chǎn)的 IDM（Integrated Device Manufacture）模式，而大部分轉(zhuǎn)向?yàn)閒abless，即無(wú)晶圓的設(shè)計(jì)公司，攢齊幾個(gè)頭腦聰明的設(shè)計(jì)工程師，就可以擼起袖子開始干。
在這個(gè)領(lǐng)域，誕生的最具代表性的公司就是大名鼎鼎的臺(tái)積電，映射到A股就是中芯國(guó)際。這個(gè)版塊大家了解很多，筆者在此不再贅述。
【2】專業(yè)軟件誕生，解放了IC設(shè)計(jì)工程師
但實(shí)際情況是光有臺(tái)積電還不夠。由于在設(shè)計(jì)芯片的時(shí)候，可能需要在單位平方厘米上的狹小空間上布局?jǐn)?shù)億個(gè)晶體管及相關(guān)電路，顯然，這已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了人手動(dòng)操作的能力，為了完成自動(dòng)化畫圖，EDA軟件應(yīng)運(yùn)而生。
EDA，全稱Electronic Design Automation，即電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化，工程師在設(shè)計(jì)芯片時(shí)，只需要用程序規(guī)劃芯片功能，再通過(guò)EDA 工具讓程序轉(zhuǎn)換成實(shí)際的電路設(shè)計(jì)圖。所以，EDA本質(zhì)上就是一種特殊的工業(yè)軟件，只不過(guò)應(yīng)用在芯片領(lǐng)域而名聲大噪，成為每個(gè)芯片設(shè)計(jì)工程師的必備工具箱。
這個(gè)領(lǐng)域的壟斷性企業(yè)就不為大家熟知了，主要代表公司是Synopsys（新思科技）、Cadence和Mentor。國(guó)內(nèi)尚無(wú)對(duì)應(yīng)企業(yè)上市，但已有華大九天、廣立微等在接受券商輔導(dǎo)，未來(lái)我們將看到他們的IPO。
【3】隨著行業(yè)的發(fā)展，IP概念也逐漸誕生