一、集成电路设计定义及概述
1、集成电路可分为设计、制造和封装测试三大板块，其中设计水平的高低决定了芯片产品的功能、性能和成本。
2016年之前我国集成电路主要以封测为主，随着国内设计领域持续投入，2016年我国设计领域首次超过封测领域，设计和封测分别占比37.92%和36.08%，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。
2021年中国集成电路销售额结构占比情况
资料来源：CSIA，华经产业研究院整理
2、设计流程
集成电路设计业务环节总体可分为前端设计和后端设计两部分。前端设计是指在设计师拿到具体需求之后，首先根据具体需求定义相关的功能模块与规格，从架构层面上设计能满足特定需求的功能，之后实现相应的设计；逻辑综合后就进入后端，这一阶段主要是将更高层级的描述转化为门级网表，之后再进行DFT测试并进行物理层面的设计，在工艺、功耗等环节签核完毕之后，EDA的设计工作基本已经完成，可以进入具体的封装与测试阶段。
数字芯片设计流程
资料来源：芯华章，华经产业研究院整理
二、集成电路整体现状
我国集成电路发展较晚，整体相较国际顶尖水平仍有部分差距，尤其是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。随着汽车电子、物联网、智能家居、工业自动化等需求扩张，我国集成电路规模将快速扩张，但短期内受限高端技术被封锁，进口来源仍是关键。
2012-2021年中国集成电路产量及增长率
资料来源：国家统计局，华经产业研究院整理
2013-2021年中国集成电路进出口数量情况
资料来源：海关总署，华经产业研究院整理
三、集成电路产业链现状
1、集成电路产业链
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。
集成电路产业链简图
资料来源：中芯国际招股书，华经产业研究院整理
2、应用分布
从产品应用分布来看，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%。
2020年中国集成电路设计行业产品应用分布
资料来源：ICCAD，华经产业研究院整理
四、集成电路设计产业现状
1、市场规模
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，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年中国集成电路设计销售规模及增长率
资料来源：CSIA，华经产业研究院整理
2、企业数量
随着我国集成电路行业的高速发展，收获了众多资本的青睐，越来越多的企业进军该行业。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。
2011-2021年中国集成电路设计行业企业数量变动
资料来源：ICCAD，华经产业研究院整理
相关报告：华经产业研究院发布的《2022-2027年中国集成电路设计行业发展监测及投资战略研究报告》；
3、区域分布
就区域分布而言，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%。
2020年中国集成电路设计行业区域分布占比
资料来源：ICCAD，华经产业研究院整理
4、软件规模
中国拥有全球规模最大、增速最快的集成电路市场，在全球集成电路及EDA行业发展持续向好大背景下，我国EDA行业也迎来了爆发期，2020年全年行业总销售额约为66.2亿元，同比增长19.9%，实现连续增长。其中，我国自主EDA工具企业在本土市场营业收入约为7.6亿元，同比增幅65.2%。
2018-2020年中国EDA市场规模及增长率
资料来源：公开资料整理
五、集成电路设计竞争格局
1、市场集中度
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。
2020年全球集成电路设计市场格局占比
资料来源：公开资料整理
EDA是芯片设计与生产的核心，目前国内中国EDA市场增速高于全球，国产化率极低。就竞争格局而言，2020年Synopsys，Cadence和Siemens EDA为我国前三大EDA供应商，合计营收市场份额占比为77.70%，国产厂商占比不到15%，其中华大九天为国内EDA龙头。
2020年中国EDA营收市场份额占比情况
资料来源：公开资料整理
2、华大九天经营现状
华大九天作为国内EDA龙头，整体技术相较国际Synopsys，Cadence和Siemens EDA前三大EDA供应商仍有差距，但整体经营状况良好，毛利水平在90%左右，2019-2021年营收占比研发分别为52.5%、44.22%和52.57%，预估上市后市值超百亿元。政策补贴背景下，有望突破国际EDA软件垄断现状。
2018-2021年华大九天营收及毛利率变动
资料来源：华大九天招股书，华经产业研究院整理
华大九天在模拟电路设计和平板显示电路设计两个方面实现了全流程EDA工具系统，但在数字电路设计和晶圆制造方面尚不能实现全流程覆盖。在模拟电路设计全流程 EDA 工具系统中，仅有仿真工具支持5nm量产工艺制程，其他模拟电路设计EDA工具只支持28nm工艺制程，与国际一流水准有着不小的差距。数字电路设计EDA工具中有5款可以支持5nm量产工艺，1款（单元化特征提取工具）支持40nm量产工艺。
全球和华大九天可支持相关工具最高量产工艺制程
资料来源：华大九天招股书，华经产业研究院整理
华经产业研究院对中国集成电路设计行业发展现状、市场供需情况等进行了详细分析，对行业上下游产业链、企业竞争格局等进行了深入剖析，最大限度地降低企业投资风险与经营成本，提高企业竞争力；并运用多种数据分析技术，对行业发展趋势进行预测，以便企业能及时抢占市场先机；更多详细内容，请关注华经产业研究院出版的《2022-2027年中国集成电路设计行业发展前景及投资战略咨询报告》。
