从集成电路(IC)产业链角度看，主要分为芯片设计、芯片制造、封装测试三个环节。其中，芯片设计是关键，芯片制造最难突破，芯片封测国内已经发展到全球先进水平。

随着集成电路产品的快速升级，特别是对人工智能、5G和汽车电子方向应用需求高度功能集成需求，促使各种新材料和新工艺的引进，为IC产品的设计制造带来新机遇。

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芯片设计行业概览

IC设计领域处于集成电路产业上游，是指以集成电路为目标的设计流程。

IC设计从模式来看，主要分为Fabless和IDM。

IDM为集芯片设计、制造、封测一体的企业，Fabless为只做芯片设计的企业。

最开始的大部分芯片企业都是IDM，1982年全球第一家Fabless公司LSI Logic成立，1987年第一家Pure-playFoundry公司台积电成立。

随着芯片制造技术的提升，有能力的承担巨额投资的企业越来越少，很多IDM企业纷纷剥离其制造业务，专注于IC设计。

再往后，随着集成电路行业分工进一步细化，产业链形成IP、设计、晶圆、封装的上下游体系。

从IDM模式与Fabless模式的对比来看：

Fabless由于专注于设计，投资额较小，适合创业者进入，但也会面临难以找到代工厂的问题。

IDM模式属于重资产模式，投资额大，由于只服务自家产品，如果自家场面市场需求面临变化，会出现产能利用率不足的问题。

IDM具有资源整合的优势，由于不需要进行硅验证，IDM企业从IC设计到IC制造需要的时间较短，而Fabless由于与Foundry的工艺流程难以及时对接，产品上市时间较慢。

从研发投入角度来看，根据Semiengingeering统计数据，28nm节点上开发芯片只要0.51亿美元投入，16nm节点需要1亿美元，7nm节点需要2.97亿美元，到了5nm节点，开发芯片的费用将达到5.42亿美元。

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芯片设计产业链

从芯片设计产业链角度来看，一个完整的IC设计流程包括了从客户提出需求开始到最终形成版图交付给Foundry进行IC制造，如下图所示：

从结构上，芯片可以分为数字芯片、模拟芯片以及数模混合芯片。

芯片设计流程主要可以分为半定制IC设计流程与全定制IC设计流程。

半定制的设计流程一般用来设计数字IC，全定制设计流程一般用于设计模拟IC和数模混合IC。

全定制IC设计包括了电路图输入、电路仿真、版图设计、版图验证、寄生参数提取、后仿真、流片等。

而半定制IC设计则可以分为IC前端设计（逻辑设计）和后端设计（物理设计）两个部分：

前端设计（逻辑设计）：从设计需求到输出门级网表电路，前端设计主要流程包括规格制定、详细设计、HDL编码、仿真验证、逻辑综合、静态时序分析、形式验证。

后端设计（物理设计）：从门级网表电路到输出IC设计版图，后端设计的主要流程包括可测性设计、布局规划、时钟树综合、布线、寄生参数提取、版图物理验证。

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芯片设计市场格局

随着中国芯片制造及相关产业的快速发展，本土产业链逐步完善，为中国的初创芯片设计公司提供了国内晶圆制造支持，加上产业资金和政策的支持，以及人才的回流，中国的芯片设计公司数量快速增加。

根据中国半导体行业协会集成电路设计分会给出的数据统计，截止到2022年，中国大陆芯片设计公司共有3243家，比上年增加433家，同比增长15.4%。同时2022年全行业销售预计为5345.7亿元，比上年增加758.8亿元，同比增长16.5%。

芯片设计领域参与者众多，代表厂商包括海兴信息、韦尔股份、紫光国微、纳思达、兆易创新、澜起科技、卓胜微、圣邦股份、龙芯中科、复旦微电、格科微、北京君正、寒武纪、景嘉微、国科微、新洁能、全志科技、中颖电子、中微半导等。

对芯片设计厂商来说，选择最先进的、熟悉的工具无疑将显著提升设计速度，从而加快具体芯片产品的推出速度赢得市场。

同时，长期稳定的合作关系也更有利于芯片设计厂商在芯片制造厂商的产能安排，尤其是新工艺突破后，芯片制造厂商产能往往比较紧张。

芯片设计企业所用的EDA工具和IP核均存在外包情况，其中EDA工具几乎全部都是外包，IP授权将近60%-70%外包，一些技术实力强劲的企业会自己使用自己的IP。

EDA(Electronic Design Automation)是芯片产业链上游依赖性极强的设计软件。

IC设计的各个环节均需要用到EDA工具，EDA行业现在已形成了Synopsys、Cadence和Mentor Graphics三足鼎立之势。

我国EDA企业与国际三巨头还存在较大差距，是半导体典型的“卡脖子”环节，国内目前从事该行业的内部厂商主要有华大九天、广立微、芯禾科技等。

IP核为具有知识产权的可以移植到别的芯片中的模块，一个芯片往往需要多个IP的组合来实现不同的功能。处理器IP授权和接口IP 授权是IP授权服务最大的构成部分。

半导体IP的市场参与者可大致分为两类：一类是与EDA工具捆绑型的半导体IP供应商，如新思科技、Cadence等；另一类是提供专业领域IP的半导体IP供应商，如ARM、芯原股份、CEVA、Imagination等。

Arm和Synopsys长年位列全球IP市场前两位，SynopsysIP许可收入方面位居第一，以版税收入计，ARM市占率达到60.80%，一家独大。

根据IPnest统计，从半导体IP销售收入角度，芯原股份是中国大陆排名第一、全球排名第七的半导体IP供应商，全球市场占有率约为1.8%，仍然具有较大提升空间。

随着越来越多的大厂加入自研芯片队伍，及为了突破摩尔定律而越来越流行的Chiplet技术，给EDA和带来新成长机会。先进工艺设计成本显著提升，更多终端公司对先进制程业务需求外包。基于自主IP搭建的技术平台和丰富的芯片设计经验，一站式芯片定制也将深度受益。