全球半导体制造类EDA行业白皮书.pdf

1、1全球半导体制造类全球半导体制造类EDA行业发展白皮书行业发展白皮书highly confidential,2024弗若斯特沙利文2024年10月2摘要：摘要：EDAEDA工具成半导体行业关键，虚拟晶圆厂迎来发展机遇工具成半导体行业关键，虚拟晶圆厂迎来发展机遇半导体制造类半导体制造类EDAEDA市场发展现状：市场发展现状：全球半导体行业预计随着下游需求的复苏而实现反弹，中国市场受地缘政治及新兴科技的推动，其增速将高于全球。EDA行业是集成电路和全球数字经济的坚实基础，科技革命正推动半导体产业和EDA工具朝着智能化和高效率的方向发展，其作为半导体产业链的关键上游环节，为芯片设计提供电路设计、功能

2、验证、布局布线等核心步骤的支持，同时在晶圆制造过程中提升芯片的制造良率。半导体制造类半导体制造类EDAEDA市场痛点：市场痛点：中美两国的半导体脱钩使科技领域的合作愈发困难，这种情况对中国的半导体制造厂企业产生了巨大的影响，迫使它们必须迅速发展自主技术。随着半导体工艺节点的愈加缩小，以实现更高的集成度，制造工艺的复杂性显著增加，对设备精度和生产技术提出了更高要求。半导体制造类半导体制造类EDAEDA市场市场发展趋势：发展趋势：随着晶体管技术节点尺寸越来越小，开发更小尺寸半导体的工艺成本呈指数增长，利用数字孪生技术可以极大的降低设计和流程优化的试错成本，让试错成本几乎为零。未来建立虚拟晶圆厂，晶

3、圆厂全流程推进数字孪生，已成为行业发展共识。通过虚拟晶圆厂，制造商可以进行各种仿真和优化，以改进工艺参数、减少缺陷率、提高产能和降低成本。3Part1.全球及中国半导体制造现状及主要问题1.1 全球及中国半导体市场规模1.2 全球及中国半导体发展现状1.3 半导体产业链分析1.4 全球及中国半导体制造发展困境1.5 半导体EDA概念及分类1.6 EDA对于半导体产业的价值贡献及重要性分析Part2.全球及中国制造类EDA市场发展现状2.1 半导体制造类EDA工具分类2.2 半导体EDA工具产业链分析2.3 全球半导体制造类EDA行业市场规模2.4 中国半导体制造类EDA行业市场规模2.5 全球

4、半导体制造类EDA市场规模，按工具类型分TCAD、OPC及其他2.6 中国半导体制造类EDA市场规模，按工具类型分TCAD、OPC及其他目录目录42.7 半导体制造类EDA行业壁垒2.8 半导体制造类EDA行业发展驱动因素2.9 中国半导体制造类EDA竞争格局2.10 案例分析-新思科技2.11 案例分析-培风图南2.12 案例分析-广立微2.13 案例分析-概伦电子Part3.全球及中国虚拟晶圆厂发展现状及趋势3.1 半导体制造类EDA未来发展趋势3.2 数字孪生技术及虚拟晶圆厂的定义及发展现状3.3 虚拟晶圆厂在半导体行业的应用与优势3.4 虚拟晶圆厂未来市场规模及预测3.5 虚拟晶圆厂典

5、型应用案例3.6 虚拟晶圆厂未来发展趋势目录目录55Professional and Balanced Market Insights研究方法研究方法我们的调研手段多样且科学合理，包括供给端一手资料、需求端一手资料以及行业层面二手资料我们的调研手段多样且科学合理，包括供给端一手资料、需求端一手资料以及行业层面二手资料需需求求端端一一手手资资料料供供给给端端一一手手资资料料行行业业层层面面二二手手资资料料反复交叉验证反复交叉验证建立合理的数据模型建立合理的数据模型达到定性与定量指标达到定性与定量指标均衡观点均衡观点 根据项目需求根据项目需求，采用定量结合定性的方式进行多层次多维度的市场研究采用定

6、量结合定性的方式进行多层次多维度的市场研究 定量研究用于形成对客户需求定量研究用于形成对客户需求、关键决策因素关键决策因素、使用行为习惯的基本假设使用行为习惯的基本假设，并在大样本的支持下进行量化分析并在大样本的支持下进行量化分析 定性研究用于对量化研究得到的初步结论进行测试定性研究用于对量化研究得到的初步结论进行测试，并在这个基础上进行深挖并在这个基础上进行深挖，以找出现有客户群体的显性和隐形特征以找出现有客户群体的显性和隐形特征，以及潜在客户群体的痛点和诉求以及潜在客户群体的痛点和诉求 最终在定性和定量工具的帮助最终在定性和定量工具的帮助，结合沙利文对客户群体所在市场的理解结合沙利文对客户

7、群体所在市场的理解，沙利文团队将会给出对应的市场观点沙利文团队将会给出对应的市场观点供给端一手资料供给端一手资料行业领先玩家动态跟踪专家网络实时跟访上游厂商一线访谈需求端一手资料需求端一手资料 下游典型玩家实时调研 下游玩家初步访谈 下游玩家深度访谈 下游玩家焦点小组访谈行业层面二手资料行业层面二手资料 行业报告、白皮书资源 企业年报及公开报道数据库 政府及行业协会发布数据库66名词解释名词解释 EDA：即电子设计自动化（Electronic Design Automation），利用计算机辅助，来完成超大规模集成电路片的设计、制造、封测的大型工业软件。IRDS：国际设备和系统路线图（Inte

8、rnational Roadmap for Devices and Systems），它是半导体行业中用于指导电子设备和系统未来发展的预测性文件。IRDS是ITRS（International Technology Roadmap for Semiconductors，国际半导体技术路线图）的继承者，其目标是识别与设备、系统及其相关技术有关的关键趋势，生成一个15年的路线图，确定通用设备和系统的需要、挑战、潜在解决方案和创新机会，并通过协作活动如IEEE会议和路线图研讨会等，鼓励全球范围内的相关活动。IC设计设计/芯片设计：芯片设计：包括电路功能设计、结构设计、电路设计及仿真、版图设计和验证，

9、以及后续处理过程等流程的集成电路设计过程。工艺制程工艺制程：指集成电路内电路的线宽；线宽越小，工艺制程越先进，精度越高。仿真仿真：使用数学模型来对电子电路的真实行为进行模拟的工程方法。TCAD：计算机辅助设计工具（Technology Computer Aided Design），用于半导体工艺和器件模拟。它广泛应用于集成电路设计和模拟领域，帮助工程师模拟和分析半导体器件的物理特性和电路性能。TCAD工具可以模拟工艺流程、器件结构以及电学行为，进而预测器件在不同条件下的性能表现。OPC：光学邻近校正（Optical Proximity Correction），是一种在半导体器件生产过程中使用的

10、光刻增强技术。OPC的主要作用是修正由于光学衍射效应导致的图形畸变，以确保在晶圆上生产的电路图案与原始设计保持一致。PDK：工艺设计套件（Process Design Kit）是为集成电路设计而提供的完整工艺文件集合，包含了版图图层、器件仿真模型、版图验证规则、可变参数单元等信息是沟通设计公司、品圆制造厂与EDA公司的桥梁。DFM：可制造性设计（Design for Manufacturability），是半导体行业中一种重要的设计理念和方法。DFM的核心目标是在芯片设计阶段就考虑和优化生产工艺的可行性，以提高芯片的制造良率、可靠性和成本效益。MDP：掩膜数据准备（Mask Data Prep

11、aration），是半导体制造过程中的一个关键步骤，它涉及到将设计图形转换成可用于掩膜制造的数据格式。MDP流程包括数据格式转换、数据优化、掩膜规则检查（Mask Rule Checking,MRC）、邻近效应修正（Proximity Effect Correction,PEC）、工作台处理、层操作和数据尺寸调整等步骤，以确保数据满足掩膜制造的精度和质量要求。Fabless：无晶圆厂的集成电路企业经营模式，采用该模式的厂商仅进行芯片的设计、研发、应用和销售，而将晶圆制造、封装和测试外包给专业的晶圆制造、封装和测试厂商。Foundry：晶圆代工厂专注于晶圆代工领域，代工厂商承接芯片设计企业委外订

12、单，并形成规模效应，此类企业投资规模较大，维持生产线正常运作的经营成本较高；OSAT（OutsourcedSemiconductorAssemblyand Testing，外包半导体封装和测试）则专注于封装测试环节。模拟集成电路模拟集成电路：处理连续性模抑信号的集成电路芯片；模拟信号是指用电参数（电流/电压）来模拟其他自然物理量形成的连续性电信号。数字集成电路数字集成电路：基于数字逻辑设计和运行的，用于处理数字信号（0/1）的集成电路。数字孪生数字孪生（Digital Twins）：将物理实体物理实体与其数字表示数字表示相结合的概念。它是通过创建虚拟模型虚拟模型来模拟模拟、分析和优化分析和优化

13、物理实体的行为和性能行为和性能。虚拟晶圆厂虚拟晶圆厂：基于计算机模拟和数字孪生技术的概念，用于模拟和优化半导体晶圆制造过程。它是将实际晶圆制造工厂的物理实体和操作转化为数字模型的虚拟表示。701.全球及中国半导体制造现状及主要问题全球及中国半导体制造现状及主要问题02.全球及中国制造类全球及中国制造类EDAEDA市场发展现状市场发展现状04.附录附录03.全球及中国虚拟晶圆厂发展现状及趋势全球及中国虚拟晶圆厂发展现状及趋势8全球半导体行业预计随着下游需求的复苏而实现反弹全球半导体行业预计随着下游需求的复苏而实现反弹，中国市场受自主创新及新兴科技的推动中国市场受自主创新及新兴科技的推动，其其增速

14、将高于全球增速将高于全球资料来源:Choice,专家访谈，弗若斯特沙利文CAGR2019-20232024-2028E中国1.4%14.9%全球6.0%10.2%关键洞察关键洞察全球及中国半导体市场规模全球及中国半导体市场规模，2019-2028E全球半导体市场中国半导体市场单位：亿美元 按销售额统计 全球市场看，2019-2023年，市场 规 模 从 4110 亿 美 元 增 长 至5184.5亿美元。2020年因疫情的爆发，影响了消费大国的购买力，进而影响了半导体产业的营收表现。受通货膨胀和终端市场需求疲软，2023年全球半导体市场经历下滑，但年底市场迎来反弹，2024年市场将强势反弹年市

15、场将强势反弹，预计预计2024年有望达到年有望达到5764.5亿美元亿美元，2024-2028年年复合增速预估为10.2%。面对全球市场的波动和地缘政治的紧张局势，中国半导体行业的需求持续增长，促使中国加快自促使中国加快自主创新和国产替代的步伐主创新和国产替代的步伐。同时，随着物联网、人工智能等新兴技术的发展，进一步推动半导体行业的发展。预计到预计到2028年年，中国中国半导体市场的规模有望增至半导体市场的规模有望增至2990.3亿美元亿美元，预计年均复合增预计年均复合增长率将达到长率将达到14.9%，显示出强劲的增长势头和市场潜力。1,432.41,392.81,877.41,863.01,

16、515.71,715.81,957.72,241.62,582.32,990.34,110.04,007.15,400.75,864.75,184.55,764.56,376.37,071.37,809.48,508.9201920202021202220232024E2025E2026E2027E2028E9EDA行业是集成电路和全球数字经济的坚实基础行业是集成电路和全球数字经济的坚实基础，科技革命正推动半导体产业和科技革命正推动半导体产业和EDA工具朝着智能化工具朝着智能化和高效率的方向发展和高效率的方向发展资料来源:IC World，SEMI数据半导体行业观察，弗若斯特沙利文年产值年产值几十万亿几十万亿美元美元年产值年产值几万亿几万亿美元美元电子系统半导体制造半导体设备EDAEDA软件软件娱乐、软件、网络、电商、传媒、大数据等数字经济年产值年产值几千亿几千亿美元美元年产值年产值几百亿几百亿美元美元年产值年产值100100亿亿美元美元vEDA技术因其强大的杠杆作用技术因其强大的杠杆作用，被视为集成电路产业乃至全球数字经济的基石被视为集成电路产业乃至全球数字经济的基石。据SEMI数据