IC設計行業市場競爭格局及發展現狀分析2023

• 黃文玉 2023年7月19日 來源：互聯網 1336 88
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集成電路設計，亦可稱之為超大規模集成電路設計(VLSI design)，是指以集成電路、超大規模集成電路為目標的設計流程。集成電路設計涉及對電子器件(例如晶體管、電阻器、電容器等)、器件間互連線模型的建立。

根據《科創板日報》消息，IC設計產業的去庫存化問題，在2023年上半各應用回補急單加持下，多數IC設計業者的庫存水位都已降到較合理水準，不過IC設計下半年雖有升溫但不熱。

集成電路設計，亦可稱之為超大規模集成電路設計(VLSI design)，是指以集成電路、超大規模集成電路為目標的設計流程。集成電路設計涉及對電子器件(例如晶體管、電阻器、電容器等)、器件間互連線模型的建立。所有的器件和互連線都需安置在一塊半導體襯底材料之上，這些組件通過半導體器件制造工藝(例如光刻等)安置在單一的硅襯底上，從而形成電路。

隨著集成電路的規模不斷增大，其集成度已經達到深亞微米級(特征尺寸在130納米以下)，單個芯片集成的晶體管已經接近十億個。由于其極為復雜，集成電路設計相較簡單電路設計常常需要計算機輔助的設計方法學和技術手段。集成電路設計的研究范圍涵蓋了數字集成電路中數字邏輯的優化、網表實現，寄存器傳輸級硬件描述語言代碼的書寫，邏輯功能的驗證、仿真和時序分析，電路在硬件中連線的分布，模擬集成電路中運算放大器、電子濾波器等器件在芯片中的安置和混合信號的處理。相關的研究還包括硬件設計的電子設計自動化(EDA)、計算機輔助設計(CAD)方法學等，是電機工程學和計算機工程的一個子集。

集成電路產業鏈包括設計、制造和封測，IP為芯片設計的關鍵環節。芯片設計位于集成電路產業鏈上游，芯片設計的基礎包括EDA和IP。EDA指電子設計自動化，是芯片設計的工具和輔助性軟件。IP則是在芯片設計中那些通過驗證的、可重復使用的、具有特定功能的宏模塊，可以移植到不同的半導體工藝中。

IC設計行業市場競爭格局及發展現狀分析

全球范圍內主要的IC設計企業包括高通、博通、英偉達等，2020年全球前十大IC設計公司(Fabless) 收入共計達到859.74億美元。若按照全球IC設計規模1279億美元來算，2020年CR5占比57.3%左右，CR10市占率達到67.22%，集中度較高。

隨著國內技術持續突破，設計和制造占比持續增長，2021年數據顯示我國集成電路設計占比達43.21%，制造領域占比小幅度上升至30.37%，在2020年也已超越封測銷售額。在邏輯芯片等高端芯片領域，高技術壁壘背景下，國產企業短期內仍無法突破，但隨著國內企業逐步在儲存芯片、半導體材料逐步突破，國內集成電路產量持續增長，2021年達3594.3億塊，同比增長37.5%，加上凈進口量，表面國內集成電路需求量近6800億塊。

我國集成電路設計行業已形成長三角、珠三角、京津環渤海、中西部地區四大重點區域，主要原因是靠近電子信息科技經濟發展中心，交通便利，海運成本較低，數據顯示，2020長三江和珠三角地區共占比超7成，其中長三江占比最高，銷售額達到1599.7億元，占比為39.5%。

根據中研普華產業研究院發布的《2023-2028年中國IC設計行業發展分析與投資前景預測報告》顯示：

對于數字集成電路來說，設計人員更多的是站在高級抽象層面，即寄存器傳輸級甚至更高的系統級(有人也稱之為行為級)，使用硬件描述語言或高級建模語言來描述電路的邏輯、時序功能，而邏輯綜合可以自動將寄存器傳輸級的硬件描述語言轉換為邏輯門級的網表。對于簡單的電路，設計人員也可以用硬件描述語言直接描述邏輯門和觸發器之間的連接情況。網表經過進一步的功能驗證、布局、布線，可以產生用于工業制造的GDSII文件，工廠根據該文件就可以在晶圓上制造電路。模擬集成電路設計涉及了更加復雜的信號環境，對工程師的經驗有更高的要求，并且其設計的自動化程度遠不及數字集成電路。

對于不同的設計要求，工程師可以選擇使用半定制設計途徑，例如采用可編程邏輯器件(現場可編程邏輯門陣列等)或基于標準單元庫的專用集成電路來實現硬件電路;也可以使用全定制設計，控制晶體管版圖到系統結構的全部細節。

我國集成電路設計行業產品主要分布在通信、消費、計算機、多媒體等領域。其中通信領域芯片銷售規模最大，2020年銷售規模高達1647.10億元，占行業總銷售額的43.12%;隨后消費領域芯片銷售規模以1063.90億元排名第二，占比27.86%。

數字集成電路可以分為以下基本步驟：系統定義、寄存器傳輸級設計、物理設計。而根據邏輯的抽象級別，設計又分為系統行為級、寄存器傳輸級、邏輯門級。設計人員需要合理地書寫功能代碼、設置綜合工具、驗證邏輯時序性能、規劃物理設計策略等等。在設計過程中的特定時間點，還需要多次進行邏輯功能、時序約束、設計規則方面的檢查、調試，以確保設計的最終成果合乎最初的設計收斂目標。

隨著超大規模集成電路的復雜程度不斷提高，電路制造后的測試所需的時間和經濟成本也不斷增加。以往，人們將絕大多數精力放在設計本身，而并不考慮之后的測試，因為那時的測試相對更為簡單。近年來，測試本身也逐漸成為一個龐大的課題。

我國集成電路設計行業增速迅猛，在集成電路行業中的比重不斷提升。根據數據顯示，2021年，我國集成電路設計行業銷售規模達4519 億元，同比增長19.6%。同時，自2016年，我國集成電路設計行業的產值超過封裝測試業，成為集成電路行業產值第一的業務環節。2011-2021年我國集成電路設計行業企業數量增長迅猛，從534家快速上升至2810家。值得注意的是，雖然整體企業熱度持續上升，但尖端技術仍未突破背景下，市場競爭加劇或將帶動國產化突圍可能性增加。

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