IC设计行业市场竞争格局及发展现状分析2023

• 黄文玉 2023年7月19日 来源：互联网 1336 88
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集成电路设计，亦可称之为超大规模集成电路设计(VLSI design)，是指以集成电路、超大规模集成电路为目标的设计流程。集成电路设计涉及对电子器件(例如晶体管、电阻器、电容器等)、器件间互连线模型的建立。

根据《科创板日报》消息，IC设计产业的去库存化问题，在2023年上半各应用回补急单加持下，多数IC设计业者的库存水位都已降到较合理水准，不过IC设计下半年虽有升温但不热。

集成电路设计，亦可称之为超大规模集成电路设计(VLSI design)，是指以集成电路、超大规模集成电路为目标的设计流程。集成电路设计涉及对电子器件(例如晶体管、电阻器、电容器等)、器件间互连线模型的建立。所有的器件和互连线都需安置在一块半导体衬底材料之上，这些组件通过半导体器件制造工艺(例如光刻等)安置在单一的硅衬底上，从而形成电路。

随着集成电路的规模不断增大，其集成度已经达到深亚微米级(特征尺寸在130纳米以下)，单个芯片集成的晶体管已经接近十亿个。由于其极为复杂，集成电路设计相较简单电路设计常常需要计算机辅助的设计方法学和技术手段。集成电路设计的研究范围涵盖了数字集成电路中数字逻辑的优化、网表实现，寄存器传输级硬件描述语言代码的书写，逻辑功能的验证、仿真和时序分析，电路在硬件中连线的分布，模拟集成电路中运算放大器、电子滤波器等器件在芯片中的安置和混合信号的处理。相关的研究还包括硬件设计的电子设计自动化(EDA)、计算机辅助设计(CAD)方法学等，是电机工程学和计算机工程的一个子集。

集成电路产业链包括设计、制造和封测，IP为芯片设计的关键环节。芯片设计位于集成电路产业链上游，芯片设计的基础包括EDA和IP。EDA指电子设计自动化，是芯片设计的工具和辅助性软件。IP则是在芯片设计中那些通过验证的、可重复使用的、具有特定功能的宏模块，可以移植到不同的半导体工艺中。

IC设计行业市场竞争格局及发展现状分析

全球范围内主要的IC设计企业包括高通、博通、英伟达等，2020年全球前十大IC设计公司(Fabless) 收入共计达到859.74亿美元。若按照全球IC设计规模1279亿美元来算，2020年CR5占比57.3%左右，CR10市占率达到67.22%，集中度较高。

随着国内技术持续突破，设计和制造占比持续增长，2021年数据显示我国集成电路设计占比达43.21%，制造领域占比小幅度上升至30.37%，在2020年也已超越封测销售额。在逻辑芯片等高端芯片领域，高技术壁垒背景下，国产企业短期内仍无法突破，但随着国内企业逐步在储存芯片、半导体材料逐步突破，国内集成电路产量持续增长，2021年达3594.3亿块，同比增长37.5%，加上净进口量，表面国内集成电路需求量近6800亿块。

我国集成电路设计行业已形成长三角、珠三角、京津环渤海、中西部地区四大重点区域，主要原因是靠近电子信息科技经济发展中心，交通便利，海运成本较低，数据显示，2020长三江和珠三角地区共占比超7成，其中长三江占比最高，销售额达到1599.7亿元，占比为39.5%。

根据中研普华产业研究院发布的《2023-2028年中国IC设计行业发展分析与投资前景预测报告》显示：

对于数字集成电路来说，设计人员更多的是站在高级抽象层面，即寄存器传输级甚至更高的系统级(有人也称之为行为级)，使用硬件描述语言或高级建模语言来描述电路的逻辑、时序功能，而逻辑综合可以自动将寄存器传输级的硬件描述语言转换为逻辑门级的网表。对于简单的电路，设计人员也可以用硬件描述语言直接描述逻辑门和触发器之间的连接情况。网表经过进一步的功能验证、布局、布线，可以产生用于工业制造的GDSII文件，工厂根据该文件就可以在晶圆上制造电路。模拟集成电路设计涉及了更加复杂的信号环境，对工程师的经验有更高的要求，并且其设计的自动化程度远不及数字集成电路。

对于不同的设计要求，工程师可以选择使用半定制设计途径，例如采用可编程逻辑器件(现场可编程逻辑门阵列等)或基于标准单元库的专用集成电路来实现硬件电路;也可以使用全定制设计，控制晶体管版图到系统结构的全部细节。

我国集成电路设计行业产品主要分布在通信、消费、计算机、多媒体等领域。其中通信领域芯片销售规模最大，2020年销售规模高达1647.10亿元，占行业总销售额的43.12%;随后消费领域芯片销售规模以1063.90亿元排名第二，占比27.86%。

数字集成电路可以分为以下基本步骤：系统定义、寄存器传输级设计、物理设计。而根据逻辑的抽象级别，设计又分为系统行为级、寄存器传输级、逻辑门级。设计人员需要合理地书写功能代码、设置综合工具、验证逻辑时序性能、规划物理设计策略等等。在设计过程中的特定时间点，还需要多次进行逻辑功能、时序约束、设计规则方面的检查、调试，以确保设计的最终成果合乎最初的设计收敛目标。

随着超大规模集成电路的复杂程度不断提高，电路制造后的测试所需的时间和经济成本也不断增加。以往，人们将绝大多数精力放在设计本身，而并不考虑之后的测试，因为那时的测试相对更为简单。近年来，测试本身也逐渐成为一个庞大的课题。

我国集成电路设计行业增速迅猛，在集成电路行业中的比重不断提升。根据数据显示，2021年，我国集成电路设计行业销售规模达4519 亿元，同比增长19.6%。同时，自2016年，我国集成电路设计行业的产值超过封装测试业，成为集成电路行业产值第一的业务环节。2011-2021年我国集成电路设计行业企业数量增长迅猛，从534家快速上升至2810家。值得注意的是，虽然整体企业热度持续上升，但尖端技术仍未突破背景下，市场竞争加剧或将带动国产化突围可能性增加。

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