车载SoC芯片产业链分析（上）-技术圈

本文来自“2024车载SoC芯片产业分析报告”，车载 SoC 芯片的整个产业链可梳理为：上游（IP 核授权和 EDA 软件等设计工具厂商、半导体材料以及设备厂商）、中游（芯片设计、晶圆制造以及封装测试厂商）、下游（Tier1 和主机厂）。

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上游产业分析

芯片设计企业的上游主要包括：IP 核授权和 EDA 软件等设计工具厂商，这些设计工具厂商能够

赋能芯片设计厂商，助力其加快芯片的开发周期和上市时间；晶圆制造和封测企业的上游主要包括：EDA 软件、半导体材料以及半导体设备厂商。

1 芯片 IP

1）什么是芯片 IP

芯片 IP 是由专门的公司针对特定功能需求而开发的、标准的芯片功能模块，特点是经过验证的、成熟可靠的、可重复使用的标准化产品。它的作用在于能够帮助芯片设计公司提升设计效率，缩短开发周期，同时还能降低设计风险、设计成本和开发难度。

一款 SoC 芯片的内部通常都是由不同的功能模块构成。高重复度使用的功能模块就会被设计成标准的“积木”模块 - 芯片 IP。这样，芯片设计公司在做 SoC 芯片设计的时候，对于一些高度标准化的功能模块，可以通过 IP 授权的方式，直接购买一些现成的、合适的“积木”模块进行组合设计。

2）芯片 IP 的分类

在做车载 SoC 芯片设计的时候，芯片设计公司会根据不同的系统规格和应用场景，采用不同类型的 IP 进行组合设计。通常情况下，汽车芯片 IP 可划分为处理器 IP、存储 IP、接口 IP 和安全 IP：

 处理器 IP：CPU、GPU、DSP、ISP、NPU 等 IP。

 存储 IP：包括片外存储 DRAM（外存-动态随机存储器）和片上存储 SRAM（内存-静态随机存储器）两类。比如，DRAM 包括 DDR、LPDDR、GDDR 等。

 接口 IP：包括高速外设接口（例如 PCIE，HBI 等接口）、面向特定应用需求的总线接口（例如MIPI、HDMI、以太网等接口）。

 安全 IP：包括硬件信任根（Hardware Root of Trust）、安全引导和访问控制（Secure boot &access control ）、V2X 安全身份认证（ Secure identification &authentication）等。

3）芯片 IP 市场现状

当前全球核心 IP 主要由 ARM、Synopsys，Cadence 提供，行业集中度较高。现阶段，我国车载 SoC 芯片在设计研发过程中所用的 IP 也大都从国外购买。主要原因在于国内 IP 厂商发展较晚，IP资源池不够丰富且缺乏生态体系。

采用国际头部企业的芯片 IP 的好处在于产品成熟，可靠性好。但问题在于这些 IP 的授权费用较高。并且，从长远来看，这种模式也会对我国国产芯片的自主和安全产生潜在的风险，因此推进关键IP 的国产化是一条必须要走，并且迫在眉睫的路。

2 EDA 工具

1）EDA 定义与分类

EDA（Electronic Design Automation），即电子设计自动化，是指以计算机为工具，设计者通过设计软件来完成集成电路的功能设计、综合、验证、物理设计（包括布局、布线、版图、设计规则检查等）等流程的设计方式。EDA 工具的应用贯穿芯片设计、制造、封装和测试的全部环节。

按照使用对象和场景的不同，可将 EDA 工具分为模拟设计类、数字设计类、晶圆制造类、封装类和系统类五大类别。

2）EDA 工具市场现状

目前 Synopsys、Cadence、Siemens 三家企业在全球 EDA 工具市场占据垄断地位。据集微数据咨询数据显示，在 2022 年，这三家公司占据全球 EDA 市场近八成的份额。

从国内市场来看，排在第一位的是 Cadence，市场占比 29%；其次是 Synopsys，占比为 28%；第三位是 Siemens，占比为 16%。三家国际巨头共占国内市场 70%以上的份额，头部优势明显。国产 EDA 厂商华大九天在国内市场排名第四位，市占率约为 7%。虽然 EDA 国产化进展不错，但受制于海外 EDA 头部企业的深厚技术、经验积累等优势，国产 EDA 厂商依旧面临技术、人才、用户协同等不同方面的挑战。

国外三巨头的优势在于能提供完整的 EDA 工具，覆盖从前端设计、后端设计、仿真/验证直到流片的整套产品，形成了设计闭环。

国内众多的 EDA 公司仍然以点工具产品为主，但同时也在点工具基础上往全链条工具方向拓展。目前，国内 EDA 公司布局验证工具者较多，设计全工具链企业较少。

与国际 EDA 巨头相比，国内 EDA 厂商在产品系统性、技术先进性等方面仍存在一定差距。因此，国内 EDA 企业需要坚持自主创新，持续提升自身在某单点细分领域的优势，进而不断由点及面地拓展产品线，循序渐进，不断拉近与头部企业的差距。

3 半导体原材料

按照原材料的使用场景，半导体原材料可以分为晶圆制造材料和封装材料。其中晶圆制造材料包括硅片、光掩模版、光刻胶、电子特气、溅射靶材、CMP 抛光材料等；封装材料包括封装基板、键合丝、芯片粘结材料、包封材料等。

4 半导体设备

参考芯片生产制造的整个流程，半导体设备可以对应划分为制造设备（前道设备）和封测设备（后道设备）两类。其中，前道设备主要使用于晶圆制造环节，包括光刻机、刻蚀机、离子注入机、薄膜沉积设备、CMP 设备、清洗设备等；后道设备主要用于封装和测试环节，包括在封装环节使用的减薄机、划片机、贴片机、引线键合机等设备，以及在测试环节使用的测试机、探针台、分选机等设备。