半导体器件常用的仿真模拟软件有什么? 有comsol,还有哪些? 以及它们的优缺点或互补。

半导体器件常用的仿真模拟软件有什么? 有comsol,还有哪些? 以及它们的优缺点或互补。,第1张

楼主的提问,就有点带偏别人的感觉,或者,你已经被别人带偏了。

首先,半导体是一门非常专业的学科,半导体器件仿真肯定需要专业的仿真软件,而通用CAE类的软件是无法解决大多数技术细节问题的,comsol, ansys,abaqus,就是通用CAE软件,据我了解前者在低频电磁,电化学,这一块还可以;中者,包含了很多软件,体系庞大却没好好消化,对这个了解的少,不发表意见;后者,材料,结构、岩土用的多;

其次,半导体器件仿真,这行业里站在高处的大牛,还是用TCAD类的软件较多,可以了解下国内主要做半导体的单位,高校、研究所、企业,基本上都是用这些软件,Synopsys的算一个,Crosslight算一个,NEXTNANO算一个,,,,,等等,其实很简单,你把这些软件放在网上一搜别人做的成果就知道哪些软件用的多,出的成果多;

不过,像Synopsys这类自己就做半导体的这类厂家,考虑到知识产权和保密问题,有一定的知识壁垒,所以这类的软件傻贵傻贵。NEXTNANO算是比较学术的一个,很久之前是开源的,现在借助他们的学校和研究所,正在走商业化,毕竟要存活嘛;

如果要学习TCAD软件也不容易啊,运气好的话,可以碰到技术比较过硬,而且还靠谱的厂家或者工程师,还会多帮忙指导指导;如果碰到只顾卖产品,无技术服务,那就惨了,,,,此为后话,一定要擦亮双眼,多做技术沟通和交流。很多技术型的公司非常乐意做技术交流的,双方互相学习共同提高嘛。

国内自己的自主研发的半导体软件,极少啊;国内做大型的工程计算软件,毕竟在前期缺少了知识储备和经验积累,现在别人制裁,就没辙了,哎,扯远了........

我们国家是有自己的EDA软件的,像:华大九天、国微集团、芯华章、广立微、概伦电子、芯和半导体都是国内EDA软件的制造企业。而且就算美国限制了EDA软件,也不可能引起全球芯片暴击。因为它只限制GAAFET 架构的半导体 EDA 软件,也就是针对3nm制程芯片的EDA软件使用。

下面我们来说说EDA的整个市场,它到底是什么样的?

1、EDA的三大巨头

首先,表面看来,EDA指的是芯片上的计算机辅助设计软件,它可以完成芯片的设计、仿真验证,逻辑综合,静态时序分析,版图分析,电路设计,前后仿真等等任务。但是,EDA却是综合了数学、物理、化学等基础科学,及电路、机械、计算、光学、信号处理等尖端技术为一体的软硬件综合产业,并且EDA本身工具链又非常长,光常用的核心工具至少超过10多个大类。

可以这么说,离开了EDA,芯片设计无所谈起。而Synopsys ( 新思科技 ), Cadence ( 铿腾电子 ), Siemens ( 西门子公司 ),这三家公司才可以垄断全球全流程的EDA软件。

为什么它们能垄断EDA软件?原因很简单,EDA软件本身是自带芯片设计仿真验证的,加上芯片届的科技成果高速发展,每家EDA软件的工艺库都需要实时更新的,甚至每周都会升级。

而你的EDA软件只有被人使用的越多,那么它的工艺库也就越全,数据越详实,最终完成的芯片设计图就越可靠,如此,形成良性循环!

因此,2020年,S、C、S这三家公司在全球EDA市场占有率超过77%,而在我们国内,由于缺乏真正能用的EDA,所以这三家EDA巨头的占有率更高,达到了约80%的比例。

二、国内EDA现状

我国的EDA行业起步虽早,由于种种原因,造成了目前国内EDA软件的技术研发优化和产品验证迭代缓慢。目前,我国EDA行业的技术水平与三大EDA巨头之间存在很大差距,自给率很低。

1、销售数据对比:

据统计,2020年,中国EDA市场规模约93.1 亿元,同比增长27.7%,但仅占全球市场份额的9.4%。其中74.4亿元都被S、C、S这三家EDA巨头获取,而国产公司仅获取18亿元。

目前,国内EDA软件制造企业,包括了华大九天、国微集团、芯华章、广立微、概伦电子、芯和半导体等。其中行业大哥华大九天,在我们国内EDA市场市占率约为6%,2021年营收5.79亿元,位于国内第一位。而同期Cadence营收为200.2亿元,差距巨大。

2、技术层面差距明显:

国产EDA与世界先进公司差距巨大。目前,华大九天EDA只在两个较低端的方面能实现全流程工具,一个是模拟电路设计,另一个则是平板显示电路设计。而在数字电路设计、晶圆制造方面,华大九天EDA还不能实现全流程覆盖。

在全流程的模拟电路设计EDA 工具中,华大九天EDA的仿真工具能支持到5nm量产工艺制程,实际模拟电路设计EDA,可以支持到28nm工艺制程。

综上所述,EDA软件由于其要求水平太高,加上工具链特别长、需要不断更新工具库等等一系列的原因,我们自己的EDA软件虽然有,但是市场占有率不高。但正是有华大九天等等一批国内EDA高科技企业的支撑,我们才设计出我们自己的芯片。

个股行情

研究报告

TMT领域点评:本轮软件与半导体国产化已不同:产品型企业大量增加!

2022-08-04 刘洋/杨海燕/黄忠煌/骆思远 · 上海申银万国证券研究所有限公司

背景一是中美创新竞争方案。申万宏源策略在7 月发布《应对创新竞争法案——申万宏源策略政策研究专题报告》。《2022 年美国竞争法》更像美国科技产业未来的五年规划,是美国科技产业发展举国意识的体现,其中较为详细的阐述了其未来将投资发力的科技领域,同时对未来五年外交战略给出了较为详细的指引。最新的《美国创新竞争法案》由1 个拨款方案和4 个相互独立的法案构成,分别是《芯片和5G 紧急拨款方案》、《无尽前沿法案》

《2021 年战略竞争法案》《确保美国未来法案》以及《应对挑战法案》。

背景二是EDA/管理软件的重要行业事件。1)根据新智元、网易、中国半导体论坛,美国准备对用于设计半导体的特定类型EDA 软件实施新的出口限制。2) 根据亿邦动力网、网易等报道, Salesforce 中国区宣布解散, Salesforce 位于香港的办公室也被关闭。两者分别对应于国产科技的重要分支:EDA 工具和管理软件。

过去国产化的主要特色是政策红利,产品化程度不高。国产基础软硬件产品、政府领域推广、重要行业推广等,都是促进国内软件与半导体的重要政策。这在2014-2015、2019-2020 年引发资本市场热议。但项目类、同质类、集成类公司较多,难以市场化盈利。

本轮软件与半导体国产化的最大变化是:产品型企业明显增加,企业获得较高利润、较强生存能力的概率增加。1)以上述背景二对应的EDA 领域为例,华大九天、概伦电子、广立微的2021 年人均利润为21/12/38 万元。2)以近期拟登陆资本市场的海光信息、龙芯中科为例,2021 年人均利润均为29 万。3)人均利润超过10 万一般人产品型公司的分水岭,其超额的人均效率利于拓展渠道和研发,即可以市场化生存的概率大大增加。

计算得到重要领域国产化的空间、市场化程度和对应标的。1)对于半导体材料/半导体设备/EDA/服务器芯片/服务器/数据库/管理软件/办公软件/CAD+CAE,国内市场空间分别为700 亿/1300 亿/70+亿/400 亿/1600 亿/250 亿/400 亿/200 亿/200 亿元。2)其国产化率分别约为10%/10%/10%-15%/10%/90%/10%/50%/50%/10%-15%。

投资分析意见:本轮的最大变化是产品模式的公司增加了。1)对于EDA,主要为华大九天/概伦电子/广立微。2)对于半导体材料和设备,长川科技/芯源微/至纯科技/北方华创/中微公司/万业企业/和林微纳/立昂微/.3)对于服务器,为中科曙光/浪潮信息等。4)对于服务器或工控芯片,为海光信息/中科龙芯等。5)对办公软件+CAD+CAE,为金山办公/广联达/中望软件等。6)对管理软件,为用友网络/金蝶国际/汉得信息等。

风险:2021 年行业收入趋于降速、薪酬趋于提高,2022 年内存在业绩波动风险。以上有较大的政策波动性、较高的P/E。

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