2021年芯片版圖設(shè)計(jì)行業(yè)重點(diǎn)企業(yè)市場(chǎng)份額占比分析及投資戰(zhàn)略規(guī)劃可行性研究

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（1）芯片版圖設(shè)計(jì)概況：芯片版圖設(shè)計(jì)是芯片全流程設(shè)計(jì)不可或缺的一部分。芯片的設(shè)計(jì)過(guò)程整體可分為前端設(shè)計(jì)（又稱(chēng)為邏輯設(shè)計(jì)）和后端設(shè)計(jì)（又稱(chēng)為物理設(shè)計(jì)），其中，前端設(shè)計(jì)主要負(fù)責(zé)邏輯電路的實(shí)現(xiàn)，包括需求規(guī)格分解、詳細(xì)設(shè)計(jì)、HDL編碼、仿真驗(yàn)證和邏輯綜合等步驟，后端設(shè)計(jì)即主要指芯片版圖設(shè)計(jì)，負(fù)責(zé)將邏輯電路進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成一系列包含電路的器件類(lèi)型、尺寸、相對(duì)位置關(guān)系及各器件之間的連接關(guān)系等物理信息的幾何圖形，生成GDSII格式的版圖文件，并交由晶圓廠商制作光罩進(jìn)而進(jìn)行晶圓制造。

芯片版圖是集成電路設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的最終產(chǎn)物，很大程度上決定了芯片功能的實(shí)現(xiàn)以及性能和工藝成本，任何一款性能優(yōu)秀的芯片的誕生，均離不開(kāi)芯片版圖的精心設(shè)計(jì)，而如果芯片版圖設(shè)計(jì)不當(dāng)，將直接導(dǎo)致流片及產(chǎn)品失敗，從而可能給芯片設(shè)計(jì)企業(yè)帶來(lái)重大的經(jīng)濟(jì)損失，并拖延研發(fā)進(jìn)度。

中金企信國(guó)際咨詢專(zhuān)業(yè)編制《芯片版圖設(shè)計(jì)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告》為企業(yè)投融資、項(xiàng)目立項(xiàng)、銀行貸款申請(qǐng)、批地申請(qǐng)等提供專(zhuān)業(yè)化優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

芯片版圖設(shè)計(jì)主要包括版圖規(guī)劃、設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)、版圖驗(yàn)證和版圖完成等步驟，具體如下：

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芯片版圖是芯片邏輯電路設(shè)計(jì)的物理實(shí)現(xiàn)，與芯片所采用的工藝節(jié)點(diǎn)密切相關(guān)。隨著芯片下游應(yīng)用市場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)和對(duì)芯片性能要求的不斷提高，集成電路上所集成的晶體管數(shù)目越來(lái)越多，芯片工藝節(jié)點(diǎn)持續(xù)升級(jí)，目前已發(fā)展到16nm/14nm/10nm/7nm/5nmFinFET工藝，并繼續(xù)向3nm-1nm演進(jìn)。而隨著工藝節(jié)點(diǎn)的不斷演進(jìn)，集成電路的器件結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，層次更多，版圖設(shè)計(jì)DRC工作量暴增，設(shè)計(jì)難度也增加。

先進(jìn)工藝節(jié)點(diǎn)相比大尺寸工藝對(duì)于芯片版圖設(shè)計(jì)提出了更高的要求，具體表現(xiàn)在四個(gè)方面，一是先進(jìn)工藝自熱效應(yīng)明顯，芯片可靠性風(fēng)險(xiǎn)增大；二是先進(jìn)工藝二級(jí)效應(yīng)突顯，而且版圖設(shè)計(jì)中檢查的窗口越來(lái)越小，條例越來(lái)越細(xì)，設(shè)計(jì)難度加大；三是先進(jìn)工藝版圖圖層變多，設(shè)計(jì)過(guò)程對(duì)電腦圖像顯示、運(yùn)行速度、仿真工具、精度以及設(shè)計(jì)環(huán)境都有很高要求；四是設(shè)計(jì)人員不僅要有豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，還要對(duì)FinFET工藝及先進(jìn)工藝開(kāi)發(fā)工具有充分了解，對(duì)設(shè)計(jì)者能力要求更高。因此，芯片版圖設(shè)計(jì)在芯片設(shè)計(jì)及生產(chǎn)過(guò)程中的重要性也愈發(fā)凸顯，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)和布局布線等，提供高性能、高可靠性、低功耗、低成本的版圖設(shè)計(jì)，是芯片尤其是高端芯片設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的基本保障，并具有重要意義。

中金企信國(guó)際咨詢專(zhuān)業(yè)編制《芯片版圖設(shè)計(jì)項(xiàng)目商業(yè)計(jì)劃書(shū)》為企業(yè)投融資、項(xiàng)目立項(xiàng)、銀行貸款申請(qǐng)、批地申請(qǐng)等提供專(zhuān)業(yè)化優(yōu)質(zhì)服務(wù)。

（2）芯片版圖設(shè)計(jì)行業(yè)市場(chǎng)情況：芯片版圖設(shè)計(jì)是芯片設(shè)計(jì)的一部分，其市場(chǎng)需求與國(guó)內(nèi)集成電路設(shè)計(jì)行業(yè)的發(fā)展密切相關(guān)。近年來(lái)，在宏觀經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步增長(zhǎng)、下游市場(chǎng)持續(xù)拉動(dòng)以及扶持政策不斷加碼等有利因素的驅(qū)動(dòng)下，我國(guó)集成電路設(shè)計(jì)行業(yè)迅速發(fā)展。2013年-2020年，我國(guó)集成電路設(shè)計(jì)行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模的年均復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)24.63%，并于2020年達(dá)到3,778.40億元，顯示出了較強(qiáng)生機(jī)，同時(shí)，行業(yè)整體技術(shù)水平逐漸提升，芯片研發(fā)需求愈發(fā)旺盛，從而帶動(dòng)了芯片版圖設(shè)計(jì)需求的增加。

芯片版圖設(shè)計(jì)服務(wù)的最主要對(duì)象為芯片設(shè)計(jì)企業(yè)。中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)顯示，2013年-2020年，我國(guó)芯片設(shè)計(jì)企業(yè)的數(shù)量持續(xù)增加，從632家增長(zhǎng)到2,218家，尤其是在國(guó)際貿(mào)易摩擦的背景下，國(guó)內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)加大投入、努力實(shí)現(xiàn)高端芯片自主可控的需求愈發(fā)迫切，芯片設(shè)計(jì)企業(yè)數(shù)量迅速增加，最近三年企業(yè)數(shù)量年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到了14.29%。

芯片版圖設(shè)計(jì)人才存在培養(yǎng)周期長(zhǎng)、招聘難度大且維護(hù)成本較高的特點(diǎn)。一般而言，具有芯片版圖設(shè)計(jì)服務(wù)采購(gòu)需求的芯片設(shè)計(jì)企業(yè)主要可分為兩類(lèi)：

一是行業(yè)內(nèi)規(guī)模較大的芯片設(shè)計(jì)企業(yè)。根據(jù)中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2020年，芯片設(shè)計(jì)企業(yè)中銷(xiāo)售額在1億元以上的企業(yè)共289家，較2019年增長(zhǎng)了21.4%。其中，前十大芯片設(shè)計(jì)公司的銷(xiāo)售額合計(jì)占全行業(yè)銷(xiāo)售額的比例為48.9%。目前行業(yè)內(nèi)規(guī)模較大的芯片設(shè)計(jì)企業(yè)主要包括海思半導(dǎo)體、豪威科技、中興微電子、紫光展銳、智芯微、華大半導(dǎo)體、匯頂科技、兆易創(chuàng)新、紫光同創(chuàng)等，該類(lèi)企業(yè)屬于所處細(xì)分領(lǐng)域的龍頭企業(yè)，且不斷向CPU、存儲(chǔ)器及FPGA等大規(guī)模高端芯片領(lǐng)域發(fā)展，并取得了一定突破，所設(shè)計(jì)的芯片種類(lèi)和數(shù)量也不斷增加。一般來(lái)說(shuō)，規(guī)模較小的芯片（如模擬、射頻、電源管理芯片等）版圖設(shè)計(jì)基本1-2人即可完成，而復(fù)雜的數(shù)?；旌闲酒案叨诵酒O(shè)計(jì)難度較高，且涉及的工藝節(jié)點(diǎn)也較為先進(jìn)，需要10-30人甚至更多具備豐富經(jīng)驗(yàn)的芯片版圖設(shè)計(jì)人員共同參與才能完成，一方面，在持續(xù)及大量的復(fù)雜和高端芯片研發(fā)過(guò)程中，芯片設(shè)計(jì)企業(yè)自身芯片版圖設(shè)計(jì)人員往往無(wú)法自給自足，需要對(duì)外采購(gòu)芯片版圖設(shè)計(jì)服務(wù)已對(duì)芯片研發(fā)進(jìn)行支撐，另一方面，部分缺乏先進(jìn)制程工藝經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)為了避免高額的先進(jìn)工藝芯片流片失敗風(fēng)險(xiǎn)，也傾向于聘請(qǐng)專(zhuān)業(yè)的芯片版圖設(shè)計(jì)公司提供服務(wù)，從而大幅帶動(dòng)了市場(chǎng)對(duì)芯片版圖設(shè)計(jì)服務(wù)及人才的需求。

二是處于發(fā)展初期的芯片設(shè)計(jì)企業(yè)。近年來(lái)，在物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、5G等新興產(chǎn)業(yè)的涌現(xiàn)及下游市場(chǎng)需求的驅(qū)動(dòng)下，國(guó)內(nèi)芯片設(shè)計(jì)企業(yè)數(shù)量大幅增加，以截至2020年底為例，芯片設(shè)計(jì)企業(yè)數(shù)量較2019年底增加了438家，其中，增加數(shù)量最多的為通信、模擬和消費(fèi)電子領(lǐng)域的芯片企業(yè)。另一方面，中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)顯示，截至2020年底，2,218家芯片設(shè)計(jì)企業(yè)中有1,862家人數(shù)少于100人，而發(fā)展初期的芯片設(shè)計(jì)企業(yè)往往會(huì)同時(shí)面臨盈利能力偏弱，專(zhuān)業(yè)人才不足的問(wèn)題，且該類(lèi)企業(yè)對(duì)芯片版圖設(shè)計(jì)的需求一般具有階段性，因此，基于人員長(zhǎng)期工作飽和度和自身培養(yǎng)成本的考慮，會(huì)直接考慮向外部尋求合作，從而增加了市場(chǎng)對(duì)芯片版圖設(shè)計(jì)服務(wù)的需求。

中金企信國(guó)際咨詢公布的《芯片版圖設(shè)計(jì)行業(yè)市場(chǎng)發(fā)展動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)及投資戰(zhàn)略可行性評(píng)估預(yù)測(cè)報(bào)告（2022版）》

除芯片設(shè)計(jì)企業(yè)以外，隨著集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)部分高校和科研院所也加大了在芯片設(shè)計(jì)方面的研發(fā)投入，具有階段性的芯片版圖設(shè)計(jì)服務(wù)采購(gòu)需求。從人才儲(chǔ)備方面，根據(jù)《中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)人才白皮書(shū)(2019-2020年版)》，

截至2019年底，我國(guó)直接從事集成電路設(shè)計(jì)業(yè)的從業(yè)人員規(guī)模為18.12萬(wàn)人，預(yù)計(jì)到2022年前后，人才需求將達(dá)到27.04萬(wàn)人，目前仍有較大的人才缺口。根據(jù)白皮書(shū)，芯片版圖設(shè)計(jì)崗位是芯片設(shè)計(jì)行業(yè)緊缺度前五名的崗位，根據(jù)公司粗略估計(jì)，目前國(guó)內(nèi)全行業(yè)從事芯片版圖設(shè)計(jì)的人員在1萬(wàn)人左右，技術(shù)經(jīng)驗(yàn)積累豐富的人員仍嚴(yán)重不足，已有人員主要分布在各個(gè)芯片設(shè)計(jì)企業(yè)支持自有芯片的研發(fā)設(shè)計(jì)，專(zhuān)門(mén)對(duì)外提供芯片版圖設(shè)計(jì)服務(wù)且較具規(guī)模的企業(yè)很少。

未來(lái)，一方面，國(guó)內(nèi)高端芯片自主研發(fā)并實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代的長(zhǎng)期需求及市場(chǎng)空間巨大，另一方面，新一代信息技術(shù)的發(fā)展也使得各個(gè)行業(yè)對(duì)高性能芯片具有海量需求，因此，芯片版圖設(shè)計(jì)的市場(chǎng)需求預(yù)計(jì)也將持續(xù)擴(kuò)大。

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