대학생

CDNS : What's your EDA?

중앙대학교/VIM

2024.01.13

안녕하세요! 중앙대학교 투자동아리 VIM입니다.

VIM은 Various Investment Method의 약자로 2019년에 시작되어 경제시사상식을 바탕으로 다양한 투자의 대상과 관점에 대해 공부하는 동아리입니다.

1. 기업 연혁 및 CEO

- 1986년 6월 1일에 SDA Systems와 ECAD의 합병으로 설립되었습니다.

- CEO

아니루드 데브간(2021년 12월 15일~)
인텔리전트 시스템 디자인 전략 개발 담당 때 케이던스 전체 시장 규모를 300억 달러로 3배 확대시켰습니다.
2012년부터 근무하여 디지털&사인오프 및 시스템&검증그룹 부사장 겸 본부장
2017년부터 R&D, 영업, 현장 엔지니어링 등 기업전략, 마케팅 및 사업발전 그룹 사장
케이던스 내부에서 다양한 업무를 맡아 업무와 회사에 대한 이해도가 높은 것으로 보입니다.

2. 전방산업

2.1 EDA

EDA(Electronic Design Automation, 전자설계자동화 )란 반도체 제조에 사용되는 전문 소프트웨어로 제조 전 시뮬레이션을 돌려 회로 설계 및 오류를 판단하는 컴퓨터 소프트웨어 프로그램입니다.

칩이 최종 고객에게 전달되는 과정에서 최초의 과정이 회로설계, 이에 필요한 도구를 제공하는 것이 EDA 툴로 어도비, 포토샵과 유사합니다.

EDA Tool 가격은 소프트웨어마다 1~2억원이고, 팹리스는 제품 개발 시에 10~50개의 EDA Tool 사용이 필요합니다.

* 특징

a) EDA 소프트웨어는 고객 입장에서 자주 바꾸기 쉽지 않습니다.

반도체 기술이 발전하는 과정 중에서 새로운 디자인이 나오는 것이 아니라 기존 디자인에서 계속 발전과 혁신되는 구조입니다. 기존 디자인에 대한 라이브러리 및 정보를 보유하고, 관련 내용을 확인하고 테스트 한 결과 값과 축적된 데이터들이 중요합니다.

b) 진입 장벽이 매우 높습니다.

2021년 기준 시높시스 32%, 케이던스 30%, 지멘스 13%로 3사가 과점하는 산업입니다.

c) CAGR

2022년 기준 17조에서 2026년 25조로 규모가 커질 전망입니다.

d) 시장 분포도 및 규모

e) 사용 영역에 따른 EDA 구분(출처 : NH투자증권 리서치본부)

Design
- 반도체 칩 디자인에 필요한 SW
- 팹리스 업체가 주요 고객
- Fusion/Custom Design Platform

Verification
- 반도체 칩 개발 과정에 필요한 SW
- 하드웨어 매출과 관련
- Emulator, Prototyping 하드웨어

Silicon
- 포토마스크 디자인 등 반도체 생산과정에 필요한 SW
- 파운드리 업체가 주요 고객
- TCAD, Mask 합성 툴

2.2 IP

IP란 반도체 기능을 수행하는 설계의 기본단위로 제품 개발 과정에서 사용되는 부품입니다.

* 특징

a) 수익 구조

최초로 개발을 위해 IP를 사갔을 때 일회성 수익 → 해당 IP로 제품 개발에 성공하여 파운드리에서 양산에 들어가면 개당 매출이 발생하는 구조입니다.

b) 시장

출처 : 오픈엣지테크놀로지 IR

c) 트랜드

현재 글로벌 빅테크 기업 및 완성차 업체들이 맞춤형 반도체 칩을 내재화하기 위해 칩 개발을 하고 있는 상황입니다.

d) 분류

3. BM

SystemVerilog : 아이디어를 언어로 작성
Netlist로 Physical Design 수행
Signoff : 타이밍과 전원 확인
결과적으로 파운드리에 보낼 수 있는 레이아웃을 완성

A. Custom IC Design and Simulation

아날로그, 혼합 신호, 맞춤형 디지털, 메모리 및 RF 설계를 위해 트랜지스터 수준까지 회로의 회로도 및 물리적 표현을 생성하는 데 사용됩니다.

B. Digital IC Design and Signoff

정확성을 검증할 수 있는 디지털 회로 또는 IC의 논리적 표현을 생성하는 데 사용됩니다.

C. Functional Verification, including Emulation and Prototyping Hardware

장소 및 경로, 최적화 및 다중 패턴 준비를 포함하여 설계 프로세스의 마지막 단계에서 사용되는 도구로 구성됩니다.

D. IP

셀 라이브러리라고 하는 미리 설계된 특정 블록을 IDM, 파운드리, 팹리스 등에 제공 사용에 따른 라이센스료를 받고, 직접 제품을 생산하지 않습니다.

E. System Design and Analysis

PCB 및 고급 IC 패키지를 개발하고 설계된 대로 작동하는지 분석합니다.

- Allegro : 효율적 설계 및 성능 향상

- Celsius : 열관리 솔루션

4. 투자포인트

A. 빅테크 기업들의 자체 칩 개발

엔비디아의 GPU A100과 H100이 현재 GPU 시장을 90%를 점유한 상태로 수요에 비해 공급이 부족한 상황입니다.

이로 인해 현재 빅테크 기업들이 자체 칩 개발에 힘쓰고 있습니다.

MS : 아테나(AI칩) - 챗GPT처럼 인간의 언어를 이해하고 구사하는 대규모 언어 모델 구동에 최적화(AMD와 협업, 약 2조 7천억원 이상 투자)
오픈AI : AI 칩 제작 위해 인수 가능한 칩 설계 업체 리스트 확보
구글 : 2023년 8월 말 전작 대비 훈련 성능 최대 2배, 추론 성능 2.5배 개선된 AI 칩 ‘TPU v5e’ 공개(종전 칩 성능의 2배 이상, 비용은 1/3 이하)
아마존 : AWS, AI 칩 ‘인퍼런시아’ ‘트레이니엄’ 개발
테슬라 : AI 기반 수퍼컴퓨터 ‘도조’에 직접 설계한 AI 칩 ‘D1’ 탑재(엔비디아 칩과 성능은 같지만 비용은 4분의 1에 불과)

케이던스는 아마존 AWS, MS Azure 기반에서 'Cloudburs'라는 클라우드 환경을 제공하고 있습니다. 또한 삼성전자와 함께 클라우드 설계 플랫폼 출시를 했습니다.

자체 칩 개발이 증가함에 따라 설계 중간마다 회로의 결함을 찾아내는 검증용 EDA 수요가 증가하고 있습니다. 케이던스 2022년 실적 발표에서 검증용 EDA 수요 증가에 대응할 수 없다고 할만큼 수요는 강력합니다.

B. 반도체 산업과 같은 발전 방향

반도체 산업의 방향은 미세화와 고단화입니다. 케이던스는 시놉시스에 비해 반도체 후공정 부문에서 더 뛰어나 패키징 관련 기술 발전에 따른 수혜 강도가 강할 것으로 보입니다.