반도체 설계 자동화 EDA-시장규모, 전망, 트렌드, 관련 기업, 미국주식 (케이던스, 시놉시스, 지멘스)

반도체를 생산하기 위한 공정, 장비, 소재 등 물리적인 하드웨어 영역뿐만 아니라 설계, 검증을 위한 소프트웨어 분야도 중요하다. 반도체 설계의 핵심인 EDA 소프트웨어를 알아보고 시장규모, 전망, 관련기업, 트렌드를 살펴본다.

 

1. 개요

전자 설계 자동화란 반도체 제조 전 시뮬레이션을 돌려 회로 설계 및 오류를 판단하는 컴퓨터 소프트웨어 프로그램으로 이를 통해 문제 상황을 분석하고 해결하는 것을 말한다. 영어로 Electronic Design Automation(이하 EDA) 이라 불리며, EDA는 반도체를 디자인하는데 걸리는 시간을 감소시킬 뿐만 아니라 오류 범위를 제한 할 수 있다. EDA는 반도체 칩을 설계하는 데 쓰이는 필수 소프트웨어로 자리 잡았으며 치열한 반도체 기술 경쟁 속에서 EDA의 역할이 더욱 중요해지고 있다. 

2. 시장 규모와 전망

스마트폰 자동차 컴퓨터 등 다양한 산업군에서 분야에서 반도체를 필요로 하기에 반도체 생산량은 증가하고 있다. 이에 따라 반도체 설계가 다양해 지고, 반도체 기업들은 설계, 제조, 검증의 시간을 줄이고 자동화를 위한 도구로 EDA를 접목하고 있다.

 

반도체 설계 시장 규모에 따라 EDA의 시장 규모도 함께 증가하는데 2022년 반도체 설계 시장 규모는 630억 달러이다. EDA 시장 규모는 반도체 설계 시장 규모의 20% 정도지만 EDA 툴의 수요량 증가폭이 크기 때문에 앞으로 비중은 더 커질 것으로 예상된다. 시장조사업체 EMIS에 따르면 연평균 9.46%로 성장해 2026년의 EDA 시장 규모는 183억 7000만 달러에 이를 것으로 전망된다.

EDA 시장 규모 및 전망 (자료:EMIS, 출처:Kotra해외뉴스)

그리고 2020년 기준 전세계 모든 EDA의 시장 중에서 북미 시장의 EDA시장 점유율은 거의 절반인 42%를 차지했다.

 

3. 동향과 관련 기업

3.1. 시장동향

EDA 소프트웨어는 진입장벽이 상당히 높아 스타트업이 시장에 진입하기가 어렵다. 실제로 EDA 기업 중 상위 10개사가 전체 시장의 68% 정도 비중을 차지하며 그중 시놉시스, 케이던스, 지멘스가 전체 시장에서 차지하는 비중이 54%이다. 이 3사가 EDA 시장을 독점하고 있다고 해도 과언이 아니다. 설립된지 모두 30년이 넘은 기업들이고 삼성전자, TSMC, 인텔 등 반도체 제조 기업이 고객이다. 반도체 기술이 발전하는 과정이 갑자기 새로운 디자인이 나오는 게 아니라 기존 디자인에서 발전 및 혁신되는 것이기 때문에 고객 입장에서 새로운 EDA 소프트웨어 공급자를 바꾸기 쉽지 않다. 

 

3.2. 관련 기업

3.2.1. 시놉시스 (Synopsys)

시놉시스는 1986년에 설립되었으며 EDA 시장의 선두주자라고 할 수 있다. 반도체 칩 및 시스템 엔지니어들에게 디자인을 하는데 필요한 툴(EDA)을 제공하고 필요에 따라 기존에 디자인된 모듈(IP) 등을 제공한다. 

3.2.2. 케이던스 (Cadence)

케이던스는 반도체, 전자기반 산업체에 필요한 디자인 서비스와 기술을 제공하는 응용 소프트웨어(EDA) 개발 및 공급하는 업체이다. 전 세계를 대상으로 EDA를 비롯한 지적재산관 형태의 검증 및 반도체 및 전자 시스템 산업을 위한 지적재산권의 디자인 업무를 제공한다.

3.2.3. 지멘스EDA (Siemens)

지멘스EDA는 1981년에 설립된 Mentor Graphics가 2017년 지멘스(Siemens) 그룹에 인수 합병돼 이름이 변경되었다. 시스템 및 설계 툴, 방법론 및 흐름, IP 등을 포함한 전자 설계 자동화를 위한 소프트웨어 및 하드웨어 분야 관련 기술을 전문으로 하는 기업이다.

 

4. 트렌드

4.1. 인공지능 머신러닝 적용

EDA 분야는 새로운 혁신적인 방식을 도입해가면서 발전을 이루고 있는데 반도체 설계에 AI 활용이 점차 활성화되면서 그에 필요한 데이터를 체계적으로 관리, 분석하기 위한 플랫폼, 컴퓨팅 클러스터에 대한 요구사항도 지속적으로 증가하고 있다. EDA가 현재 가진 유일한 단점은 기존에 있는 디자인을 이해하지 못해 완전히 새로운 제품을 제조하는 과정에만 사용할 수 있다는 점이다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 현재 많은 EDA 기업에서 머신러닝을 적용시키고 있다. 머신러닝이 접목된 EDA는 디자인의 높은 정확도와 효율성을 가지고 있어 더 넓은 범위의 디자인을 가능케하고, 또한 디자인하는 데 비용도 비용 절감할 수 있다.

 

4.2. 클라우드 서비스화

기존에는 EDA 소프트웨어 자체를 단일 패키치 형식으로 구매했다면, 이제는 클라우드 서비스를 이용해 제공하는 방향으로 트렌드가 변화될 것으로 보인다. 클라우드 서비스를 이용해 반도체를 설계하는 팹리스 기업에 제공되며 EDA 기업은 이에 대한 구독료를 받는 형식이다. 반도체 업체 입장에서 반도체 설계를 위해 대규모의 컴퓨팅 인프라를 구축할 필요가 없어져 반도체 설계 투자 비용 자체를 절감할 기회가 생긴다. 실제로 시놉시스는 최근 마이크로소프트 클라우드 서비스를 통해 EDA를 제공하기 시작했다.

 

참고: 클라우드란 - 기술 개념, 산업 전망, 클라우드 주식 우상향 이유, 관련주

 

 

자료 참고 및 출처:

美 반도체 설계의 미래, 전자설계자동화(EDA) 시장 (2022.9.2, 코트라해외시장뉴스)

반도체 설계 자동화의 핵심, EDA 트렌드 (2021.10.6, 삼성SDS)