半导体核心环节:芯片设计产业梳理
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发布时间：2024-12-16 17:49
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时间：2024-12-16 21:28
集成电路工艺流程主要分为三大环节：芯片设计、芯片制造、封装测试。
芯片设计环节负责设计芯片电路图，包括电路设计、版图设计和光罩制作等。芯片设计模式分为两种：IDM模式和Fabless模式。IDM模式的厂商承担设计、制造、封测的全部流程，投资大、门槛高；而Fabless模式则专注于芯片设计，将制造和封测环节外包，具有轻资产优势。
芯片设计流程包含多个步骤，如RTL编写、功能验证、逻辑综合、形式验证、DFT、布局布线、Sign Off、版图验证等，分为前端设计和后端设计两大类。前端设计主要涉及芯片的功能设计，后端设计则涉及工艺有关的设计，使其具备制造意义。
全球主要IC设计厂商包括高通、博通、英伟达、联发科、AMD、赛灵思等，国内芯片设计领域参与者众多，涵盖存储芯片、射频芯片、数字芯片、模拟芯片等各个领域。
EDA（设计自动化工具）在芯片设计流程中起着关键作用，用于辅助完成设计、布线、仿真和验证等流程。全球市场格局由Synopsys、Cadence、SiemensEDA三足鼎立，国内主要厂商有华大九天、广立微、概伦电子等。华大九天是国内规模最大、综合实力最强的本土EDA企业，国内市占率仅次于全球三大巨头。
IP（知识产权设计模块）在芯片设计中提供重复使用、具有自主知识产权的设计模块，缩短设计周期。全球IP市场前三为ARM、Synopsys、Cadence。芯原股份是国内第一、全球第七的半导体IP供应商，全球市占率为1.8%。
在模拟芯片领域，圣邦股份、韦尔股份、汇顶科技、思瑞浦等企业均在信号链和电源管理芯片等细分市场占据重要地位。圣邦股份作为国内模拟芯片Fabless龙头，已进入华为供应链。韦尔股份在CMOS图像传感器、数字图像处理领域具有技术优势。汇顶科技为国内领先的指纹芯片供应商，产品涵盖电容触控芯片、指纹识别芯片、固话芯片。思瑞浦为国内信号链芯片龙头，已进入华为供应链。
CPU领域，龙芯中科、国芯科技、寒武纪、景嘉微、海光信息等企业在国产CPU、GPU、FPGA等领域有所布局。龙芯中科主营国产CPU及配套芯片研发，具有自主研发的GPU。国芯科技主营国产自主可控嵌入式CPU技术，提供IP授权、芯片定制服务和自主芯片产品。寒武纪为全球领先的AI芯片设计公司，产品包括寒武纪1M处理器、MLU100芯片、GPU产品等。景嘉微研发了具有自主知识产权的GPU芯片，新一代JM9系列有望打开商用市场。海光信息为国产CPU、DCU龙头厂商，产品包括海光通用处理器（GPU）和海光协处理器（DCU）等。
FPGA领域，复旦微电、紫光国微等企业在国内FPGA芯片设计领域处于领先地位。复旦微电高可靠FPGA技术领先，率先推出亿门级FPGA和PSoC芯片。紫光国微旗下紫光同创在国内特种集成电路行业处于领先地位，已突破FPGA高制程技术。
存储芯片领域，兆易创新、北京君正、国科微等企业在全球和国内市场占据重要地位。兆易创新在NOR Flash领域市场占有率全球第三、国内第一。北京君正旗下北京矽成为全球车用DRAM龙头，产品包括DRAM、SRAM、FLASH存储芯片和ANALOG模拟芯片。国科微为国内广播电视芯片和智能监控芯片的主要供应商。
光芯片领域，华工科技、中际旭创、源杰科技等企业在全球和国内市场表现出色。华工科技旗下华工正源实现25G激光器芯片量产，中际旭创在高端光模块、硅片芯片、激光雷达等领域处于全球领先水平，源杰科技为国内领先的光芯片厂商，公司10G、25G激光器芯片出货量国内第一。
射频芯片领域，三安光电、卓胜微等企业在射频前端全产品线方面表现出色。三安光电是国内最大全色系超高亮度LED芯片生产企业，国内光电领域龙头厂商。卓胜微为国频芯片龙头，产品包括射频前端全产品线。
功率半导体领域，士兰微、新洁能、华润微等企业在国内市场占据重要地位。士兰微为国内功率半导体IDM大厂，MOSFET、IPM模块国内市占率领先。新洁能为国内MOSFET、IGBT等半导体芯片和功率器件设计厂商。华润微为国内功率半导体IDM厂商、MOSFET龙头厂商，产品包括功率半导体、智能传感器及智能控制产品。
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