Рынок программного обеспечения для автоматизации проектирования электроники (EDA) — глобальный размер отрасли, доля, тенденции, возможности и прогноз, сегментированный по типу (компьютерное проектирование (CAE), физическое проектирование и проверка ИС, печатные платы и многокристальные модули (PCB и MCM), интеллектуальная собственность полупроводников (SIP), услуги), по применению (связь, бытовая

Обзор рынка

Глобальный рынок программного обеспечения для автоматизации электронного проектирования (EDA) является жизненно важным и быстро развивающимся сектором в более широкой электронной и полупроводниковой промышленности. Программное обеспечение EDA играет фундаментальную роль в проектировании и разработке сложных интегральных схем (ИС), печатных плат (ПП) и электронных систем, поддерживая технологические достижения в различных областях.

Одним из существенных движущих факторов роста этого рынка является неустанный темп инноваций в электронной промышленности. По мере того, как электронные устройства становятся меньше, мощнее и многофункциональнее, спрос на передовые инструменты EDA резко возрастает. Эти инструменты упрощают сложный процесс проектирования, повышают производительность и обеспечивают надежность и эффективность электронных продуктов. Важность рынка подчеркивается его способностью оптимизировать рабочие процессы проектирования и ускорять время выхода на рынок передовой электроники.

Автомобильный сектор представляет собой важный сегмент конечного пользователя для программного обеспечения EDA. Растущая интеграция электронных компонентов в транспортные средства, обусловленная такими тенденциями, как усовершенствованные системы помощи водителю (ADAS), электромобили (EV) и автономное вождение, значительно укрепила рынок программного обеспечения EDA. Это связано с тем, что инструменты EDA необходимы для проектирования сложной электроники, которая питает эти инновации, способствуя росту автомобильной промышленности.

Однако рынок не лишен проблем. Высокие лицензионные расходы, связанные с усовершенствованными инструментами EDA, могут стать препятствием для входа на рынок для небольших компаний и стартапов. Сложность конструкций полупроводников создает постоянные проблемы, связанные с проверкой, моделированием и верификацией проекта. Проблемы защиты интеллектуальной собственности и кибербезопасности также приобретают большое значение в отрасли.

В ответ на эти проблемы рынок становится свидетелем инноваций и трансформации. Поставщики разрабатывают облачные решения EDA для решения проблем стоимости и масштабируемости, в то время как усилия по исследованиям и разработкам сосредоточены на улучшении функций безопасности и решении сложностей полупроводниковых конструкций следующего поколения.

Ключевые драйверы рынка

Растущий спрос на сложные интегральные схемы

Одним из основных драйверов, подпитывающих глобальный рынок программного обеспечения для автоматизации электронного проектирования (EDA), является растущий спрос на сложные интегральные схемы (ИС) в различных отраслях, включая бытовую электронику, автомобилестроение, аэрокосмическую промышленность и телекоммуникации. Эти ИС питают широкий спектр устройств, от смартфонов до беспилотных автомобилей. Проектирование таких сложных ИС вручную занимает много времени и подвержено ошибкам. Программное обеспечение EDA предоставляет передовые инструменты для проектирования и проверки сложных ИС, ускоряя процесс разработки продукта.

Рост технологий Интернета вещей (IoT) и 5G

Распространение устройств IoT и развертывание сетей 5G обуславливают спрос на программное обеспечение EDA. Устройства IoT требуют специализированных, энергоэффективных и компактных конструкций микросхем, в то время как технология 5G требует высокопроизводительных коммуникационных ИС. Инструменты EDA позволяют разработчикам удовлетворять эти требования, предлагая возможности моделирования, симуляции и оптимизации, адаптированные к приложениям IoT и 5G. По мере того как IoT и 5G продолжают расширяться, программное обеспечение EDA будет играть ключевую роль в формировании связанного мира.

Растущая потребность в функциональной безопасности и надежности

Критически важные для безопасности приложения в автомобильной, аэрокосмической, медицинской и промышленной отраслях требуют ИС с высоким уровнем функциональной безопасности и надежности. Программное обеспечение EDA помогает в разработке этих критически важных ИС, предоставляя надежные инструменты проверки и валидации. Например, автомобильная промышленность в значительной степени полагается на программное обеспечение EDA для разработки современных систем помощи водителю (ADAS) и автономных транспортных средств, где безопасность и надежность имеют первостепенное значение.

Достижения в полупроводниковой промышленности

Полупроводниковая промышленность постоянно совершенствуется, разрабатывая более мелкие и мощные микросхемы. Закон Мура, который предсказывает удвоение транзисторов на микрочипе примерно каждые два года, все еще остается верным в некоторой степени. Эта быстрая эволюция требует программного обеспечения EDA, которое может идти в ногу с постоянно уменьшающейся геометрией и увеличивающимся количеством транзисторов. Инструменты EDA предоставляют средства для проектирования и проверки интегральных схем нанометрового масштаба, гарантируя, что отрасль остается на переднем крае технологических инноваций.

Переход к облачным решениям EDA

Облачные вычисления преобразили ландшафт EDA. Многие проектные группы внедряют облачные решения EDA по нескольким причинам. Облачные EDA обеспечивают масштабируемость, позволяя проектным группам получать доступ к дополнительным вычислительным ресурсам по мере необходимости, сокращая время выхода на рынок. Они также облегчают сотрудничество между географически распределенными группами, позволяя осуществлять совместную работу в режиме реального времени и обмениваться проектными данными. Кроме того, облачные решения EDA могут снизить общую стоимость владения, устраняя необходимость в локальном оборудовании и обслуживании.

Основные проблемы рынка

Усложнение проектирования

Одной из самых существенных проблем, с которой сталкивается глобальный рынок программного обеспечения для автоматизации электронного проектирования (EDA), является постоянно растущая сложность электронных проектов. По мере того, как электронные устройства становятся меньше и мощнее, проекты, лежащие в их основе, становятся невероятно запутанными. Эта сложность распространяется как на аппаратное, так и на программное обеспечение, что затрудняет для инженеров-конструкторов эффективное управление и оптимизацию своих проектов. Программное обеспечение EDA должно постоянно развиваться, чтобы идти в ногу со сложностью, предлагая передовые инструменты моделирования, имитации и проверки.

Стоимость инструментов EDA

Стоимость инструментов программного обеспечения EDA может стать существенным препятствием для малых и средних предприятий (МСП) и отдельных проектировщиков. Высокие лицензионные сборы и текущие расходы на обслуживание могут истощить бюджеты, ограничивая доступ к критически важным возможностям EDA. Эта проблема особенно выражена на развивающихся рынках и среди стартапов, где доступ к доступным решениям EDA необходим для стимулирования инноваций и конкуренции. Поставщики EDA работают над решением этой проблемы, предлагая более гибкие модели ценообразования и облачные решения, но стоимость остается существенной проблемой.

Сокращение времени выхода на рынок

Темпы технологического прогресса в электронной промышленности привели к сокращению циклов разработки продуктов. Компании испытывают все большее давление, чтобы быстро выводить свою продукцию на рынок, чтобы оставаться конкурентоспособными. Это предъявляет значительный спрос к программному обеспечению EDA для ускорения процесса проектирования при сохранении точности и качества. Для удовлетворения этих требований по времени выхода на рынок требуются постоянные инновации в инструментах EDA для оптимизации рабочих процессов проектирования и повышения производительности.

Интеграция и совместимость

Многие проектные группы полагаются на комбинацию инструментов EDA от разных поставщиков для решения различных аспектов процесса проектирования. Обеспечение бесшовной интеграции и совместимости этих инструментов может быть сложной задачей. Проектировщики часто сталкиваются с проблемами взаимодействия данных, совместимости форматов файлов и синхронизации рабочих процессов. Поставщики EDA должны работать над предоставлением открытых стандартов и функций взаимодействия, чтобы облегчить эти проблемы и позволить проектным группам собрать лучший набор инструментов для своих нужд.

Безопасность проектирования и защита интеллектуальной собственности (ИС)

Поскольку электронные проекты становятся все более ценными и сложными, риск кражи интеллектуальной собственности и нарушений безопасности проектирования увеличивается. Защита конфиденциальных проектных данных и ИС является первостепенной задачей для проектных групп и организаций. Поставщики программного обеспечения EDA должны предлагать надежные функции безопасности, включая шифрование, контроль доступа и управление цифровыми правами, чтобы защитить ценные проектные активы. Эта проблема требует постоянной бдительности и адаптации для решения возникающих угроз кибербезопасности.

Основные тенденции рынка

Растущее внедрение ИИ и машинного обучения в программное обеспечение EDA

Программное обеспечение для автоматизации электронного проектирования (EDA) демонстрирует значительную тенденцию к интеграции технологий искусственного интеллекта (ИИ) и машинного обучения (МО). Инженеры-конструкторы используют алгоритмы ИИ/МО для автоматизации и оптимизации различных этапов процесса проектирования, включая проверку, тестирование и оптимизацию проекта. Алгоритмы машинного обучения могут анализировать большие наборы данных для выявления недостатков проекта, снижения энергопотребления и повышения общей производительности. Ожидается, что эта тенденция ускорит инновации в проектировании полупроводников и приведет к созданию более эффективных и надежных электронных продуктов.

Рост в разработке систем на кристалле (SoC) и интегральных схем (IC)

Поскольку потребительская электроника, автомобильная промышленность и устройства IoT продолжают развиваться, растет спрос на сложные разработки систем на кристалле (SoC) и интегральных схем (IC). Программное обеспечение EDA играет решающую роль в реализации этих передовых разработок, предоставляя инструменты для моделирования, имитации и проверки. Тенденция к миниатюризации и повышению функциональности электронных устройств обуславливает потребность в более сложных решениях EDA, которые могут справиться со сложностями современных разработок микросхем.

Акцент на проектировании с низким энергопотреблением и энергоэффективности

Энергоэффективность является первостепенной задачей в современных электронных продуктах. Программное обеспечение EDA адаптируется к этой тенденции, предлагая инструменты и функции, которые поддерживают проектирование с низким энергопотреблением. Проектировщики внедряют энергосберегающие технологии как на аппаратном, так и на программном уровне, чтобы продлить срок службы батареи и снизить потребление энергии в различных приложениях, таких как мобильные устройства, носимые устройства и датчики Интернета вещей. Программное обеспечение EDA с расширенными возможностями анализа и оптимизации энергопотребления становится необходимым для достижения этих целей.

Облачные решения EDA и удаленная совместная работа

Облачные вычисления оказали значительное влияние на рынок программного обеспечения EDA. Многие проектные группы переходят на облачные решения EDA, чтобы воспользоваться преимуществами масштабируемых ресурсов, гибкости и возможностей совместной работы. Облачные инструменты EDA облегчают удаленную совместную работу между географически распределенными группами, позволяя инженерам беспрепятственно работать вместе над сложными проектами. Эта тенденция особенно актуальна в современных глобализированных и удобных для удаленной работы рабочих средах.

Фокус на безопасности и защите интеллектуальной собственности

Усложнение электронных конструкций привело к повышению обеспокоенности по поводу защиты интеллектуальной собственности (ИС) и безопасности дизайна. Поставщики программного обеспечения EDA решают эти проблемы, включив в свои инструменты надежные функции безопасности. Это включает в себя шифрование файлов проекта, контроль доступа и механизмы управления цифровыми правами (DRM) для защиты ценных активов интеллектуальной собственности. По мере роста потребности в безопасных средах проектирования программные решения EDA, предлагающие комплексные функции безопасности, будут приобретать известность на рынке.

Сегментарные аналитические данные

Типовые аналитические данные

Сегмент автоматизированного проектирования (CAE)

Инструменты CAE предлагают широкий спектр возможностей, таких как конечно-элементный анализ (FEA), вычислительная гидродинамика (CFD) и электромагнитное моделирование, что позволяет инженерам оценивать поведение сложных электронных систем в различных условиях эксплуатации.

Программное обеспечение CAE находит применение в различных отраслях, включая автомобилестроение, аэрокосмическую промышленность, производство электроники и потребительскую электронику. Он помогает инженерам-конструкторам решать отраслевые проблемы, связанные с безопасностью, эффективностью и производительностью.

Программное обеспечение CAE часто легко интегрируется с другими инструментами EDA, такими как программное обеспечение для проектирования ИС и компоновки печатных плат. Эта интеграция оптимизирует процесс проектирования, позволяя инженерам переносить проектные данные между различными программными модулями.

Application Insights

Сегмент бытовой электроники

Бытовая электроника характеризуется коротким жизненным циклом продукта и быстрым технологическим прогрессом. Это требует использования инструментов EDA для проектирования и разработки передовых компонентов, таких как высокопроизводительные процессоры, микросхемы памяти, датчики и дисплеи.

Современные устройства бытовой электроники многофункциональны и высокоинтегрированы, включающие различные функции, такие как подключение, датчики и дисплеи с высоким разрешением. Программное обеспечение EDA играет ключевую роль в бесшовной интеграции этих функций, обеспечивая при этом общую надежность и производительность устройства.

Устройства бытовой электроники должны предлагать исключительный пользовательский опыт и эстетику. Инструменты EDA помогают создавать удобные интерфейсы, оптимизировать энергопотребление и улучшать эстетику продукта.

Региональные данные

Северная Америка доминирует на мировом рынке программного обеспечения для автоматизации электронного проектирования (EDA) в 2022 году. Северная Америка, особенно Соединенные Штаты, является домом для значительной концентрации высокотехнологичных компаний, включая производителей полупроводников, поставщиков электронных компонентов и технологических гигантов, таких как Intel, NVIDIA и Qualcomm. Эти компании являются основными потребителями программного обеспечения EDA для проектирования и разработки передовых электронных продуктов. Непосредственная близость поставщиков программного обеспечения EDA к этим лидерам отрасли способствует прочным партнерствам и сотрудничеству, стимулируя внедрение инструментов EDA.

Северная Америка имеет надежную экосистему для научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР) в секторах электроники и полупроводников. Известные университеты, научно-исследовательские институты и инновационные центры, такие как Кремниевая долина, постоянно раздвигают границы электронного проектирования. Компании-разработчики программного обеспечения EDA часто сотрудничают с этими организациями для разработки и тестирования своих программных решений, используя интеллектуальный капитал и инновационную культуру региона.

Доступность венчурного финансирования в Северной Америке внесла значительный вклад в рост стартапов EDA и инновационных программных решений. Новые компании в сфере EDA часто получают финансовую поддержку от венчурных капиталистов, что позволяет им выводить на рынок прорывные технологии. Эта динамичная экосистема поощряет предпринимательство и способствует конкуренции, стимулируя инновации в программном обеспечении EDA.

Северная Америка может похвастаться процветающей полупроводниковой промышленностью, в которой такие компании, как Intel, AMD и Texas Instruments, играют ключевую роль. Проектирование и производство полупроводников требуют передовых инструментов EDA для эффективного создания сложных интегральных схем. Присутствие этих полупроводниковых гигантов стимулирует спрос на программное обеспечение EDA, обеспечивая сильную клиентскую базу в регионе.

Последние разработки

• В феврале 2023 года Ansys расширила сотрудничество с Microsoft, чтобы повысить доступность решений для моделирования на платформе облачных вычислений Microsoft Azure. Это обеспечивает клиентам независимый от местоположения доступ на основе браузера. Это также углубляет приверженность Ansys предоставлению облачного доступа к передовым решениям для моделирования.
• В январе 2023 года компания Siemens Digital Industries запустила Questa — программное обеспечение для верификации IQ, которое помогает группе логической верификации преодолевать трудности, связанные со сложностью проектирования ИС. Questa работает на основе искусственного интеллекта и помогает ускорить завершение верификации, оптимизировать ресурсы и оптимизировать прослеживаемость.

Ключевые игроки рынка

• Cadence Design Systems, Inc.
• Synopsys, Inc.
• Siemens Digital Industries Software
• Ansys, Inc.
• Keysight Technologies, Inc.
• Mentor, a Siemens Business
• Silvaco, Inc.
• Zuken, Inc.
• Altium Limited
• Dassault Systèmes