EDA行業(yè)深度報(bào)告：工業(yè)軟件與半導(dǎo)體雙輪驅(qū)動(dòng)-筑造萬(wàn)億產(chǎn)業(yè)根基

1、EDA行業(yè)深度報(bào)告：工業(yè)軟件與半導(dǎo)體雙輪驅(qū)動(dòng)_筑造萬(wàn)億產(chǎn)業(yè)根基1.從輔助設(shè)計(jì)到自動(dòng)化設(shè)計(jì)，EDA 成為芯片產(chǎn)業(yè)鏈支點(diǎn)1.1 集成電路設(shè)計(jì)之腦，萬(wàn)億電子產(chǎn)業(yè)之基EDA是集成電路領(lǐng)域的 CAD 加 CAE，典型的技術(shù)與知識(shí)密集型產(chǎn)業(yè)。電子設(shè)計(jì)自 動(dòng)化（EDA）是利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，來(lái)完成超大規(guī)模集成電路芯片的功能設(shè)計(jì)、 綜合、驗(yàn)證、物理設(shè)計(jì)(布局、布線、版圖、設(shè)計(jì)規(guī)則檢查等)等流程的設(shè)計(jì)方式。從功能 來(lái)看整個(gè)集成電路 EDA 工具通?？梢苑譃槿箢悺?）綜合設(shè)計(jì)工具。主要應(yīng)用于 Fabless 廠，完成系統(tǒng)整合、邏輯綜合、布局布線等各級(jí)設(shè)計(jì)。2）仿真工具。驗(yàn)證設(shè)計(jì) 的正確性并優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，包括

2、電路仿真與驗(yàn)證、物理設(shè)計(jì)規(guī)則檢查等。3）測(cè)試與數(shù)據(jù) 管理工具。主要應(yīng)用于 Foundry 廠，完成測(cè)試芯片的設(shè)計(jì)、提升測(cè)試精度、進(jìn)行制造工藝和成品的數(shù)據(jù)分析等。從底層技術(shù)來(lái)看，EDA 工具需要對(duì)數(shù)千種情境進(jìn)行快速設(shè)計(jì)探索，實(shí)現(xiàn)性能、功耗、面積、成本等芯片物理指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的平衡，需要計(jì)算機(jī)、數(shù) 學(xué)、物理、電子電路、工藝等多種學(xué)科的緊密配合，是典型的技術(shù)與知識(shí)密集型產(chǎn)業(yè)。EDA 是集成電路設(shè)計(jì)發(fā)展的必然選擇，電子產(chǎn)業(yè)的根基技術(shù)。隨著半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā) 展，集成電路的復(fù)雜程度指數(shù)級(jí)上升，現(xiàn)在集成度最高的芯片已經(jīng)集成了數(shù)萬(wàn)億個(gè)晶體 管，未來(lái)芯片的集成度會(huì)越來(lái)越高，人工繪圖已經(jīng)是不可能完成的任務(wù)，因此利用

3、計(jì)算 機(jī)輔助手段解決集成電路設(shè)計(jì)問(wèn)題的 EDA 工具成為 IC 設(shè)計(jì)的必需品。同時(shí) EDA 工具 也是 IC 設(shè)計(jì)企業(yè)降本增效的必然選擇，根據(jù)加州大學(xué)圣迭戈分校 Andrew Kahng 教授 的推測(cè)，EDA 技術(shù)進(jìn)步讓設(shè)計(jì)效率提升近 200 倍，將消費(fèi)級(jí) SoC 的設(shè)計(jì)成本從 77 億美 元降低到 4500 萬(wàn)美元。從應(yīng)用來(lái)看，EDA 工具貫穿電子設(shè)計(jì)的多個(gè)環(huán)節(jié)，覆蓋的環(huán)節(jié) 包括數(shù)字芯片設(shè)計(jì)、模擬設(shè)計(jì)、平板顯示電路設(shè)計(jì)、晶圓制造、封裝測(cè)試、系統(tǒng)仿真等。 從市場(chǎng)價(jià)值來(lái)看，百億美元的 EDA 市場(chǎng)構(gòu)筑了萬(wàn)億電子產(chǎn)業(yè)的根基。應(yīng)用角度：EDA 工具廣泛應(yīng)用于多個(gè)設(shè)計(jì)場(chǎng)景，貫穿芯片設(shè)計(jì)各個(gè)環(huán)節(jié)。EDA

4、 工具 種類繁多，廣泛應(yīng)用于數(shù)字設(shè)計(jì)、模擬設(shè)計(jì)、晶圓制造、封裝、系統(tǒng)五大類場(chǎng)景。以 EDA 工具的主要應(yīng)用場(chǎng)景數(shù)字設(shè)計(jì)為例，其前后端設(shè)計(jì)的多個(gè)環(huán)節(jié)均需要依賴 EDA 工具實(shí) 現(xiàn)，前端設(shè)計(jì)：1）HDL 編碼：將模塊功能以代碼（硬件描述語(yǔ)言）來(lái)描述實(shí)現(xiàn)。2）仿 真驗(yàn)證：檢驗(yàn)編碼設(shè)計(jì)的正確性。3）邏輯綜合：把設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的 HDL 代碼翻譯成門級(jí)網(wǎng) 表。4）靜態(tài)時(shí)序分析（SAT），在時(shí)序上對(duì)電路進(jìn)行驗(yàn)證，檢查電路是否存在建立時(shí)間 和保持時(shí)間的違例。5）形式驗(yàn)證：從功能上對(duì)綜合后的網(wǎng)表進(jìn)行驗(yàn)證。后端設(shè)計(jì)：1)可 測(cè)性設(shè)計(jì)：在設(shè)計(jì)的時(shí)候就考慮芯片自帶的測(cè)試電路。2)布局規(guī)劃：放置芯片的宏單元 模塊，在總體上

5、確定各種功能電路的擺放位置。3)時(shí)鐘樹綜合：時(shí)鐘的布線，時(shí)鐘信號(hào) 在數(shù)字芯片起全局指揮作用，對(duì)稱式地連到各個(gè)寄存器單元時(shí)延遲差異最小。4)布線： 各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)單元之間的走線。產(chǎn)業(yè)鏈角度：芯片是電子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的根本，EDA 是芯片設(shè)計(jì)的最上游。芯片現(xiàn) 在已融入信息社會(huì)的各個(gè)方面，軍、民、商各類電子信息設(shè)備的核心都是芯片，電子信 息技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的根基也是芯片。而 EDA 是芯片設(shè)計(jì)與生產(chǎn)的核心，從整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈來(lái) 看，EDA 是芯片制造的最上游產(chǎn)業(yè)，是銜接集成電路設(shè)計(jì)、制造和封測(cè)的關(guān)鍵紐帶，對(duì) 行業(yè)生產(chǎn)效率、產(chǎn)品技術(shù)水平有重要影響。設(shè)計(jì)方面，設(shè)計(jì)人員必須使用 EDA 工具設(shè)計(jì) 幾十萬(wàn)到數(shù)十億晶體管的復(fù)雜

6、集成電路，以減少偏差、提高成功率及節(jié)省費(fèi)用。制造方 面，基于新材料、新工藝的下一代 EDA 技術(shù)將給集成電路性能提升、尺寸縮減帶來(lái)新的 發(fā)展機(jī)遇。市場(chǎng)角度：EDA 對(duì)芯片制造的作用舉足輕重，是萬(wàn)億電子信息產(chǎn)業(yè)的支點(diǎn)。隨著芯 片工藝水平的精細(xì)，流片的成本越來(lái)越高昂，EDA 技術(shù)成為芯片制造中不可替代的部分。 EDA 技術(shù)可以幫助設(shè)計(jì)者極大地提高效率、縮短設(shè)計(jì)周期、節(jié)省設(shè)計(jì)成本。從 EDA 市 場(chǎng)本身來(lái)看，根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，2020 年 EDA 市場(chǎng)實(shí)現(xiàn) 10%的增速，為近五年 的最高增速，而根據(jù) research and markets 數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)到 2025 年全球 EDA 市場(chǎng)規(guī)模將

7、達(dá)到 145 億美元。從電子行業(yè)來(lái)看，EDA 直接支撐的半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模高達(dá) 700 億美元，再向上更是支撐著萬(wàn)億規(guī)模的數(shù)字經(jīng)濟(jì)，杠桿效應(yīng)接近 200 倍。國(guó)內(nèi)的集成電 路市場(chǎng)相較于全球其他地區(qū)規(guī)模最大、增速最快，EDA 工具的杠桿效應(yīng)更加明顯。1.2 歷經(jīng) 50 年改進(jìn)，從 CAD 發(fā)展為 EDA從 CAD 到現(xiàn)代 EDA，逐漸成為半導(dǎo)體行業(yè)的核心節(jié)點(diǎn)。EDA 發(fā)展至今已經(jīng)成為整 個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)生態(tài)鏈中最上游、最高端的節(jié)點(diǎn)，芯片制造的全流程幾乎都有 EDA 的參 與。回顧 EDA 發(fā)展的 50 年，共經(jīng)歷了四個(gè)發(fā)展階段：第一階段：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）時(shí)代。20 世紀(jì) 70 年代中期，

8、隨著 電路集成度的提升，設(shè)計(jì)人員開始嘗試使用 CAD 工具進(jìn)行設(shè)計(jì)工程自動(dòng)化來(lái)替 代手工繪圖，當(dāng)時(shí) CAD 的主要功能是交互圖形編輯、晶體管級(jí)版圖設(shè)計(jì)、布局 布線、設(shè)計(jì)規(guī)則檢查、門級(jí)電路模擬和驗(yàn)證等。第二階段：計(jì)算機(jī)輔助工程（CAED）時(shí)代。EDA 工具功能開始包括自動(dòng)布局布線、定時(shí)分析、邏輯模擬、仿真故障等， 主要對(duì)設(shè)計(jì)電路的功能檢測(cè)問(wèn)題進(jìn)行處理。這個(gè)時(shí)代 EDA 商業(yè)化逐漸成熟，現(xiàn) 在的 EDA 三巨頭 Mentor 、Cadence 和 Synopsys 相繼成立。第三階段：電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）時(shí)代。90 年代之后，硬件語(yǔ)言 的標(biāo)準(zhǔn)化和微電子技術(shù)的突飛猛進(jìn)（芯片可以集成上億晶體管

9、），推動(dòng)了 EDA 設(shè)計(jì)工具的發(fā)展和普及。設(shè)計(jì)師開始從電路設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以高級(jí)語(yǔ)言描述、 系統(tǒng)級(jí)仿真和綜合技術(shù)為特點(diǎn)的 EDA 就此出現(xiàn)，真正實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)的自動(dòng)化。第四階段：現(xiàn)代 EDA 時(shí)代。隨著大規(guī)模集成電路、計(jì)算機(jī)和電子系統(tǒng) 設(shè)計(jì)技術(shù)的不斷發(fā)展， EDA 技術(shù)在多種產(chǎn)業(yè)廣泛應(yīng)用，從設(shè)計(jì)、性能測(cè)試、特 性分析、產(chǎn)品模擬等，都可在 EDA 環(huán)境下進(jìn)行開發(fā)與驗(yàn)證。同時(shí)隨著智能手機(jī)、 4G/5G、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展，射頻 EDA 軟件迎來(lái)了發(fā)展的黃金階段。1.3 超高技術(shù)壁壘帶來(lái)超高毛利率，EDA 產(chǎn)業(yè)模式獨(dú)特EDA 產(chǎn)業(yè)技術(shù)壁壘高筑，EDA 軟件業(yè)務(wù)享受近 90%毛利率。正如前文所說(shuō)，EDA

10、 是算法密集型產(chǎn)業(yè)，需要對(duì)數(shù)千種情境進(jìn)行快速設(shè)計(jì)探索，涉及計(jì)算機(jī)、數(shù)學(xué)、物理等 多基礎(chǔ)學(xué)科的結(jié)合應(yīng)用。這種基礎(chǔ)學(xué)科技術(shù)的不斷突破和應(yīng)用，需要通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的技術(shù) 研發(fā)投入和專利積累來(lái)實(shí)現(xiàn)。目前，頭部企業(yè)對(duì) EDA 的長(zhǎng)期高強(qiáng)度的技術(shù)研發(fā)投入成為 其保持長(zhǎng)久競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵之一，成熟的 EDA 企業(yè)紛紛形成了極高的技術(shù)壁壘。過(guò)去十年 間，世界頭部 EDA 企業(yè) Cadence 和 Synopsys 的研發(fā)投入始終保持在 30%以上。另一 方面，超高的研發(fā)投入與技術(shù)壁壘讓行業(yè)內(nèi)的企業(yè)享受到了近 90%的毛利率，行業(yè)內(nèi)頭 部企業(yè) Synopsys 和 Cadence 的總體毛利率常年維持在 80%左右，并呈

11、現(xiàn)持續(xù)上升的 趨勢(shì)。商業(yè)模式從 License 授權(quán)，到 IP 核和硬件加速器，EDA 企業(yè)服務(wù)范圍不斷擴(kuò)大。 EDA 行業(yè)的商業(yè)模式不斷創(chuàng)新，由單一 EDA 軟件的銷售演進(jìn)到現(xiàn)在的 License 證書授 權(quán)、IP 核（Intellectual Property)以及仿真加速器的三部分銷售。1）License 證書授權(quán)： 標(biāo)準(zhǔn) EDA 軟件包，售價(jià)昂貴，下游客戶通常需要購(gòu)買多套 license 才能滿足需求，三年 license 費(fèi)用高達(dá)百萬(wàn)美金。而隨著半導(dǎo)體工藝和 EDA 技術(shù)的不斷進(jìn)步，客戶需要重復(fù) 購(gòu)買，使 EDA 行業(yè)的利潤(rùn)得到很大程度上的保障。2）IP 核：把擁有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的電路設(shè)計(jì)

12、方案整合為一體，構(gòu)成集成電路的基本單位，這些基本單位被以功能擴(kuò)展包的形式出 售。不同功能的 IP 被組合起來(lái)可以構(gòu)造不同功能晶片的基礎(chǔ)系統(tǒng)。3）加速器：加快仿 真速度，提升客戶產(chǎn)品完成效率。1.4 EDA 企業(yè)的三大發(fā)展動(dòng)能：收并購(gòu)、政策支持、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同收購(gòu)和并購(gòu)：EDA 企業(yè)擴(kuò)張的核心手段，促使產(chǎn)品由點(diǎn)及面快速完善?；仡?EDA 的過(guò)去 50 年，由于 EDA 工具種類繁多、分工精細(xì)、領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)壁壘高筑的特點(diǎn)，行業(yè) 內(nèi)的三巨頭均是在某一特定領(lǐng)域崛起后依靠收并購(gòu)來(lái)拓展自己的產(chǎn)品線，依靠技術(shù)+資 本的雙重力量，在擴(kuò)充加強(qiáng)產(chǎn)品線的同時(shí)將潛在的挑戰(zhàn)者“扼制”在萌芽狀態(tài)。自三巨 頭成立以來(lái)至今，Syn

13、opsys 進(jìn)行了近百次的收購(gòu)，Cadence 本身就是并購(gòu)形成，50 年 間進(jìn)行了超過(guò) 70 次的收購(gòu)，Mentor Graphics 則進(jìn)行了近 50 次的收購(gòu)。從市場(chǎng)規(guī)模也 可以看出收并購(gòu)最頻繁的 Synopsys 占有了全球最多的市場(chǎng)份額。具體來(lái)看，有多次重 要的收購(gòu)導(dǎo)致了三巨頭現(xiàn)在的市場(chǎng)格局，比如，2001 年 Synopsys 收購(gòu) Avanti，一舉補(bǔ) 齊了數(shù)字集成電路 EDA 全流程技術(shù)，獲得了后端布局布線近四成的市場(chǎng)；2008 年 Synopsys 又通過(guò)收購(gòu) Synpicity 成功進(jìn)入 FPGA 和快速增長(zhǎng)的原型市場(chǎng)。政策支持：EDA 行業(yè)發(fā)展的護(hù)道者，美國(guó)政府每年在 E

14、DA 行業(yè)投入數(shù)千萬(wàn)美金。 EDA 行業(yè)規(guī)模小、技術(shù)難卻不可或缺，是實(shí)現(xiàn)復(fù)雜芯片設(shè)計(jì)的必要工具，因此政府的支 持成為行業(yè)發(fā)展的重要保障。自 1980 年 EDA 初步商業(yè)化開始，以美國(guó)為首的發(fā)達(dá)國(guó)家 就從未停止過(guò)對(duì) EDA 領(lǐng)域的支持。美國(guó)政府方面，主要由國(guó)家科學(xué)基金（NSF）和半導(dǎo) 體研究共同體（SRC）為 EDA 研究保駕護(hù)航，兩者交互配合，彌合創(chuàng)新前段由于知識(shí)需 求和商業(yè)關(guān)注的巨大差距形成的“創(chuàng)新死亡谷”。NSF 的主要任務(wù)是促進(jìn)突破性的發(fā)現(xiàn)， 幫助企業(yè)克服創(chuàng)新研究的初期階段，1984 年到 2015 年，NSF 支持了 1190 個(gè)與 EDA 相 關(guān)的課題。而 SRC 則是 NSF 的

15、接棒者，主要關(guān)注研究成果的初步商業(yè)化，聚焦芯片設(shè) 計(jì)領(lǐng)域，每年將大約 2000 萬(wàn)美元的資金投向 EDA 研究領(lǐng)域。全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展：EDA 進(jìn)步的基礎(chǔ)，EDA、Fabless 和 Foundry 是芯片制造的 鐵三角。從整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)看，EDA 產(chǎn)品開發(fā)模式為鐵三角模式，EDA 的進(jìn)步背后是整個(gè) 產(chǎn)業(yè)鏈能力的提升。在這個(gè)三角中，第一個(gè)頂點(diǎn)為 EDA 廠商，其為 Fabless 提供支持； 第二個(gè)頂點(diǎn)是 Foundry 廠商，通過(guò) Foundry 廠在工藝文件、工藝參數(shù)（PDK）上的支持， EDA 廠商才能將設(shè)計(jì)出的曲線與實(shí)際流片曲線進(jìn)行擬合，吻合度越好說(shuō)明工具越成熟； 第三個(gè)頂點(diǎn)是 Fable

16、ss，其是 EDA 工具的主要使用者，EDA 的研發(fā)重點(diǎn)在于解決設(shè)計(jì) 過(guò)程中遇到的問(wèn)題，而新的問(wèn)題來(lái)源都是新工藝和復(fù)雜設(shè)計(jì)，F(xiàn)abless 廠商復(fù)雜設(shè)計(jì)的 演進(jìn)會(huì)帶給 EDA 廠商新的機(jī)會(huì)和改進(jìn)空間。1.5 產(chǎn)業(yè)鏈升級(jí)疊加政策助力，國(guó)內(nèi) EDA 行業(yè)有望取得突破國(guó)內(nèi)市場(chǎng)仍以海外三巨頭為主，國(guó)產(chǎn)企業(yè)嶄露頭角。2020 年，Cadence、Synopsys 和 Siemens EDA 三家公司仍占據(jù)了國(guó)內(nèi) EDA 行業(yè)的主導(dǎo)地位，合計(jì)市占率為 77%，三 巨頭的技術(shù)水平、產(chǎn)品完成度和豐富度仍舊大幅領(lǐng)先國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)。從國(guó)內(nèi)企業(yè)來(lái)看， 國(guó)產(chǎn) EDA 企業(yè)逐步發(fā)力，2020 年，華大九天在國(guó)內(nèi) EDA

17、市場(chǎng)以 6%的市占率排名第 四，已經(jīng)超過(guò)另外兩大海外大廠 Ansys 和 Keysight；概倫電子也初步打入市場(chǎng)，占據(jù)國(guó) 內(nèi)市場(chǎng) 1.4%的份額。國(guó)內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，奠定國(guó)產(chǎn) EDA 發(fā)展的土壤。從產(chǎn)業(yè)鏈角度看，芯片制造主 要分為芯片設(shè)計(jì)、芯片制造、封裝/測(cè)試三個(gè)環(huán)節(jié)，目前我國(guó)已經(jīng)在多個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)了自主 可控。具體來(lái)看：1）芯片設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)：從技術(shù)能力來(lái)看，華為海思等 Fabless 廠商已經(jīng)進(jìn) 入世界前列；2）芯片制造環(huán)節(jié)：我國(guó)在國(guó)際上有明顯的競(jìng)爭(zhēng)力，在世界營(yíng)收前十的晶圓 廠中，中芯國(guó)際位居第五，華虹集團(tuán)位居第八；3）芯片封裝測(cè)試環(huán)節(jié)：我國(guó)在封裝測(cè)試 方面競(jìng)爭(zhēng)力較強(qiáng)，世界營(yíng)收前十的封裝測(cè)試廠中

18、，長(zhǎng)電科技位居第三、通富微電位居第 五，華天科技位居第六。從市場(chǎng)角度看，一方面，國(guó)際技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)激烈，芯片全產(chǎn)業(yè)鏈的 國(guó)產(chǎn)化替代大有可為，EDA 是其中的重要一環(huán)；另一方面，下游電子產(chǎn)品市場(chǎng)發(fā)展迅速， 手機(jī)、電腦、智能車、IoT 產(chǎn)品等市場(chǎng)對(duì)芯片的需求不斷增長(zhǎng)，推動(dòng)了整個(gè)芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā) 展。我們認(rèn)為，當(dāng)下國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈逐漸完備、下游需求景氣度高漲，我國(guó)已經(jīng)具備了 EDA 技術(shù)發(fā)展的土壤。國(guó)內(nèi) EDA 市場(chǎng)快速發(fā)展，相關(guān)人才儲(chǔ)備逐步上升。從國(guó)內(nèi)市場(chǎng)來(lái)看，Synopsys、 Cadence 和 Mentor Graphics（Siemens EDA）三大國(guó)際 EDA 廠商主導(dǎo)市場(chǎng)，但國(guó)內(nèi) 本土品牌持續(xù)發(fā)力，

19、在部分領(lǐng)域已經(jīng)實(shí)現(xiàn)突破，整體份額持續(xù)上升。根據(jù)賽迪顧問(wèn)數(shù)據(jù)， 國(guó)產(chǎn) EDA 工具銷售額在 2018-2020 年呈現(xiàn)逐年增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。2020 年，國(guó)產(chǎn) EDA 工具 實(shí)現(xiàn) 9.1 億元的銷售額，其中境外銷售為 1.5 億元，境內(nèi)銷售額為 7.6 億元。此外，國(guó) 內(nèi) EDA 企業(yè)持續(xù)吸納 EDA 相關(guān)人才，2018 年至 2020 年，我國(guó) EDA 企業(yè)人才由 700 人增長(zhǎng)至 2000 人，為未來(lái)我國(guó) EDA 行業(yè)的持續(xù)技術(shù)突破打下了良好的基礎(chǔ)。政策力度持續(xù)加大，為 EDA 技術(shù)的發(fā)展保駕護(hù)航。20 世紀(jì)八十年代，國(guó)內(nèi)就開始 了 EDA 的研究，但為了在集成電路領(lǐng)域不被國(guó)外落下，不得不暫緩國(guó)內(nèi)

20、 EDA 軟件的發(fā) 展，使用國(guó)外的 EDA 軟件。現(xiàn)階段，我國(guó)面臨更嚴(yán)峻的國(guó)際技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)，集成電路設(shè)計(jì)和 EDA 工具再次成為了政策支持的重中之重。2016 年，國(guó)家陸續(xù)出臺(tái)集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域 的重點(diǎn)布局事項(xiàng)和相關(guān)稅收優(yōu)惠政策。2019 年，國(guó)家再次對(duì)集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域進(jìn)行了稅 收優(yōu)惠，隨后開展了 2019-2022 制造業(yè)設(shè)計(jì)能力提升專項(xiàng)行動(dòng)。2020 年，國(guó)務(wù)院發(fā)布 了新時(shí)期促進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干政策，從財(cái)稅政策、投融資 政策、研究開發(fā)政策、進(jìn)出口政策、人才政策、知識(shí)產(chǎn)權(quán)政策、市場(chǎng)應(yīng)用政策、國(guó)際合 作政策八大方面為 EDA 行業(yè)助力。需求、供給、政策三重共振，國(guó)產(chǎn) EDA 處

21、在爆發(fā)前夕。需求方面，國(guó)產(chǎn)集成電路領(lǐng) 域經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，已有了世界領(lǐng)先的 Fabless 和 Foundry 廠商，保障了對(duì)國(guó)產(chǎn) EDA 工 具的需求；供給方面，我國(guó) EDA 企業(yè)初步嶄露頭角，人才儲(chǔ)備逐漸豐富，未來(lái)技術(shù)迭代 有望加速；政策方面，國(guó)家接連出臺(tái)大力度的支持政策，為集成電路設(shè)計(jì)開辟發(fā)展的綠 色通道。綜上我們認(rèn)為，在三重因素共振的背景下，國(guó)產(chǎn) EDA 有望加速崛起。2. Synopsys：EDA 行業(yè)全球龍頭，三大業(yè)務(wù)板塊齊頭并進(jìn)2.1 EDA 行業(yè)的領(lǐng)頭者，布局全鏈 EDA 產(chǎn)品Synopsys 是全球 EDA 龍頭企業(yè)，通過(guò)收并購(gòu)實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展。Synopsys 目前是全 球排名第

22、一的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA) 解決方案提供商和芯片接口 IP 供應(yīng)商。從公司產(chǎn) 品結(jié)構(gòu)來(lái)看，公司歷經(jīng)三個(gè)發(fā)展階段：1）初創(chuàng)期，專注于邏輯綜合工具。1986 年， Synopsys 前身 Optimal Solutions, Inc.成立，專注于邏輯綜合工具，開創(chuàng)了一個(gè)自上而 下設(shè)計(jì)定義的時(shí)代。1987 年到 1989 年，Synopsys 的營(yíng)收從 13 萬(wàn)美元增長(zhǎng)至 730 萬(wàn) 美元，實(shí)現(xiàn) 55 倍的高速增長(zhǎng)。2）擴(kuò)張期，快速豐富產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。1990 年，公司意識(shí)到無(wú) 法依靠一個(gè)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)持續(xù)發(fā)展，于是公司在隨后的十年中進(jìn)行了 20 起相關(guān)領(lǐng)域收購(gòu)，并 逐漸在邏輯綜合、模擬和測(cè)試三個(gè)技術(shù)領(lǐng)域確立

23、了公司的領(lǐng)先地位。3）成熟期，確立全 球龍頭地位。2002 年，公司收購(gòu) Avant，成為全球第一家可以提供頂級(jí)前后端完整 IC 設(shè) 計(jì)方案的 EDA 工具供應(yīng)商。2008 年，公司成為全球龍頭并保持至今。為下游多個(gè)領(lǐng)域賦能，客戶覆蓋全球各類頭部企業(yè)。公司作為 EDA 行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者，在 芯片到軟件等多個(gè)領(lǐng)域與全球領(lǐng)先科技公司合作緊密，共同開發(fā)電子產(chǎn)品和軟件應(yīng)用。 從覆蓋的行業(yè)來(lái)看，除了半導(dǎo)體、電子系統(tǒng)領(lǐng)域外，公司客戶還覆蓋電子、金融服務(wù)、 媒體、汽車、醫(yī)藥、能源和工業(yè)等不同行業(yè)。具體到客戶來(lái)看，公司客戶包括所有半導(dǎo) 體設(shè)計(jì)頭部企業(yè)、醫(yī)療企業(yè) Rally、IoT 企業(yè) Palma Ceia Sem

24、iDesign 等各領(lǐng)域公司。2.2 營(yíng)業(yè)收入穩(wěn)健增長(zhǎng)，高研發(fā)費(fèi)用率保障公司技術(shù)優(yōu)勢(shì)公司營(yíng)收持續(xù)增長(zhǎng)，2021 前三季度實(shí)現(xiàn)近五年最快增速。2017 年至 2020 年，公 司營(yíng)收穩(wěn)定增長(zhǎng)，從 27 億美元增長(zhǎng)至 37 億美元，CAGR 實(shí)現(xiàn) 11%，遠(yuǎn)高于行業(yè) 7%的 CAGR。具體來(lái)看，2019 年公司營(yíng)收增速下滑至 7.7%，主要系行業(yè)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)加劇以及國(guó) 際競(jìng)爭(zhēng)所致，2020 年和 2021 前三季度公司營(yíng)收為 37 億美元和 31 億美元，同比增長(zhǎng) 9.7%和 15%，增速回升，主要系 2020 年后互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算的發(fā)展擴(kuò)大了電子產(chǎn)品的應(yīng) 用范圍，刺激了芯片和軟件設(shè)計(jì)公司的業(yè)務(wù)增長(zhǎng)。從凈

25、利潤(rùn)來(lái)看，公司凈利潤(rùn)受稅收影 響較大，2017 年和 2018 年的增速波動(dòng)均是稅收政策改變和稅收處罰所致。去除 2017 年影響，其他年份的凈利潤(rùn)增速保持在 20%左右。EDA 是公司主要收入來(lái)源，IP 業(yè)務(wù)有望成為未來(lái)增長(zhǎng)點(diǎn)。分業(yè)務(wù)來(lái)看：1）EDA 業(yè) 務(wù)是公司收入的主要來(lái)源，2017 年至 2021Q3，公司 EDA 業(yè)務(wù)營(yíng)收持續(xù)增長(zhǎng)，但營(yíng)收 占比由 2017 年的 66%下降至 2021 前三季度的 56%；2）IP 業(yè)務(wù)是公司業(yè)績(jī)的新增長(zhǎng) 點(diǎn)，2017年至2020年，公司IP業(yè)務(wù)收入由7.6億美元增長(zhǎng)至12億美元，實(shí)現(xiàn)CAGR17%。 收入占比由 2017 年 28%提升至 2021

26、 前三季度的 34%。3）軟件完整性是公司新發(fā)展業(yè) 務(wù)，2017 年至 2020 年其業(yè)務(wù)營(yíng)收由 1.6 億美元增長(zhǎng)至到 3.7 億美元，占比由 6%增長(zhǎng) 至 10%。我們預(yù)計(jì) IP 業(yè)務(wù)將逐步成為 Synopsys 新的增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)力。分地區(qū)來(lái)看，公司以 亞洲為主的其他市場(chǎng)收入不斷提升，營(yíng)收占比由2017年的39%增長(zhǎng)至2021H1的43%。 美國(guó)地區(qū)的營(yíng)收占比有所縮減，由 2017 年的 50%下降至 2021H1 的 46%。高毛利業(yè)務(wù)占比逐年提升，公司毛利率逐步優(yōu)化。由于所處軟件行業(yè)的特點(diǎn)，公司 毛利率一直維持高位，近 10 年來(lái)一直保持在 75%以上。2020 年和 2021 前三季度分

27、別 為 78%和 79%。我們認(rèn)為這主要受益于 IP 業(yè)務(wù)占比的提升，IP 業(yè)務(wù)由于后期維護(hù)的成 本較低，毛利率高于 EDA 業(yè)務(wù)，其占比的不斷提升驅(qū)動(dòng)公司毛利率增長(zhǎng)。同時(shí)，公司凈 利率也在逐步優(yōu)化，由 2017 年的 5%提升至 2020 年的 18%。研發(fā)費(fèi)用率維持 30%以上，保障公司高技術(shù)壁壘。公司身處技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，技術(shù) 創(chuàng)新是核心競(jìng)爭(zhēng)力。2017 年到 2021Q3 期間，公司不斷增加研發(fā)投入，用于新產(chǎn)品的研 發(fā)和現(xiàn)有產(chǎn)品功能的維護(hù)和升級(jí)。公司研發(fā)費(fèi)用率一直在 30%以上，主要原因是研發(fā)人 員增加導(dǎo)致的薪酬變化以及設(shè)備成本和咨詢顧問(wèn)費(fèi)用的增加。截至到 2020 年，公司已 經(jīng)擁有

28、3300 多項(xiàng)已批準(zhǔn)專利。2.3 EDA 軟件為根，三大業(yè)務(wù)協(xié)同發(fā)展EDA 行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者，設(shè)計(jì)、驗(yàn)證和制造全流程覆蓋。公司是全球 EDA 行業(yè)的龍頭， 所有世界領(lǐng)先的半導(dǎo)體企業(yè)都在使用公司的 EDA 工具。從產(chǎn)品來(lái)看，公司 EDA 產(chǎn)品主 要分為三大部分：1）設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)包含 Fusion Design Platform（融合設(shè)計(jì)）、Custom Design Platform（定制設(shè)計(jì)） 和 Silicon Lifecycle Management Platform（硅生命周期管理）三 大平臺(tái)，以及 3DIC 設(shè)計(jì)、機(jī)器學(xué)習(xí)/ AI 設(shè)計(jì)、物理實(shí)現(xiàn)、RTL 設(shè)計(jì)與綜合、signoff、 流程自動(dòng)

29、化、測(cè)試自動(dòng)化、FPGA 設(shè)計(jì)等產(chǎn)品。2）驗(yàn)證工具可以驗(yàn)證整個(gè)系統(tǒng)，快速發(fā) 現(xiàn) SoC bug。公司的驗(yàn)證工具主要包括仿真、靜態(tài)和形式驗(yàn)證、AMS 驗(yàn)證、驗(yàn)證 IP、原 型設(shè)計(jì)、FPGA 驗(yàn)證等功能；3）制造類工具可以幫助晶圓廠進(jìn)行工藝驗(yàn)證，進(jìn)行良率管 理，實(shí)現(xiàn)效率、功耗、良率等指標(biāo)之間的平衡。IP 核需求量迅速上升，公司是最全面的 IP 供應(yīng)商。隨著更多的功能匯聚到單個(gè)設(shè) 備甚至單個(gè)芯片中，芯片設(shè)計(jì)變得越來(lái)越復(fù)雜，IP 塊的需求量正在迅速增加。公司提供 最大和最廣泛的 IP 解決方案組合，2020 財(cái)年公司 IP 平臺(tái)的收入已經(jīng)超過(guò) 9 億美元，占 公司總體收入的 33%。具體來(lái)看，公司的

30、DesignWare IP 包括邏輯庫(kù)、嵌入式存儲(chǔ)器、 模擬 IP、接口 IP、安全 IP 和嵌入式處理器，并且提供芯片架構(gòu)、子系統(tǒng)、信號(hào)/電源完 整性、原型設(shè)計(jì)套件和硅晶初啟支持。2021 年公司再次推出了業(yè)界首個(gè)面向 PCI Express 6.0（高速串行計(jì)算機(jī)擴(kuò)展總線標(biāo)準(zhǔn)）的完整 IP 解決方案。EDA 業(yè)務(wù)持續(xù)外延，發(fā)展軟件完整性平臺(tái)。公司的軟件完整性平臺(tái)可以將完整性、 安全性、質(zhì)量和遵從性測(cè)試構(gòu)建到客戶的軟件開發(fā)生命周期和供應(yīng)鏈中。主要包括四大 功能：1）靜態(tài)分析，可以找到代碼中的關(guān)鍵缺陷和漏洞；2）軟件組成分析，分析第三 方或者開源代碼，保障代碼安全性和合規(guī)性；3）動(dòng)態(tài)分析，測(cè)試

31、運(yùn)行應(yīng)用程序，發(fā)現(xiàn)安 全漏洞；4）安全服務(wù)，構(gòu)建軟件安全計(jì)劃的戰(zhàn)略分析?？傮w來(lái)說(shuō)，對(duì)內(nèi)可以保證代碼一 致性和合規(guī)性，并自動(dòng)檢測(cè)代碼漏洞；對(duì)外可以抵御惡意軟件發(fā)起的網(wǎng)絡(luò)攻擊。3. Cadence：行業(yè)長(zhǎng)期領(lǐng)跑者，從 EDA 到電子設(shè)計(jì)流程全覆蓋3.1 EDA 行業(yè)長(zhǎng)期領(lǐng)導(dǎo)者，持續(xù)打造全鏈產(chǎn)品線合并度過(guò)難關(guān)、收購(gòu)做大做強(qiáng)，三十年 EDA 行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者。Cadence 由 SDA 和 ECDA 于 1988年合并而成，是一家電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化、半導(dǎo)體技術(shù)解決方案和設(shè)計(jì)服務(wù)供應(yīng)商， 主要包含功能驗(yàn)證、數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)與驗(yàn)收、定制集成電路設(shè)計(jì)與仿真、系統(tǒng)互聯(lián)與 分析和 IP 五大業(yè)務(wù)。按照公司業(yè)務(wù)布局劃分，公

32、司發(fā)展主要分為以下幾個(gè)階段：1）設(shè)計(jì)軟件布局階段：1988 年公司成立，次年公司收購(gòu) Tangent Systems，推出時(shí)序驅(qū)動(dòng) ASIC 布局和布線工具，隨后進(jìn)行多次收購(gòu)，打造了業(yè)內(nèi)首批系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)技術(shù)。2）仿真 業(yè)務(wù)布局階段：1998 年公司收購(gòu) Quickturn，成功立足仿真硬件和軟件市場(chǎng)。3）IP 業(yè) 務(wù)布局階段：2011年公司推出業(yè)界首款 DDR4 和寬帶 I/O IP 解決方案 ，并收購(gòu) Denali Software，獲得其存儲(chǔ) IP 和 VIP，并通過(guò)后續(xù)的持續(xù)收購(gòu)擴(kuò)展公司在高速接口、模擬/混 合信號(hào)和 DSP 領(lǐng)域的 IP 產(chǎn)品。4）全線升級(jí)階段：近年來(lái)，公司不斷推動(dòng)其產(chǎn)品

33、更新升 級(jí)。2013 年，公司聯(lián)合 ARM 推出用于 TSMC 16nm FinFET 工藝的處理器。2017 年， 公司推出 Virtuoso 系統(tǒng)設(shè)計(jì)平臺(tái)，提供 IC、封裝和電路板間的無(wú)縫設(shè)計(jì)流程并于 2021 年推出新一代 Vision DSP 產(chǎn)品 P1 和 Q8。3.2 公司營(yíng)收加速上升，盈利能力持續(xù)改善公司營(yíng)收持續(xù)增長(zhǎng)，稅前利潤(rùn)穩(wěn)步提升。從營(yíng)收來(lái)看，公司營(yíng)收從 2017 年的 19 億 美元增長(zhǎng)至 2020 年的 27 億美元，CAGR 達(dá)到 12.4%，遠(yuǎn)超整體行業(yè)增速。2021H1 公 司實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入 15 億美元，同比增速進(jìn)一步加快達(dá) 17%。近年來(lái)公司業(yè)績(jī)的加速增長(zhǎng) 主要系

34、下游電子產(chǎn)品需求增多，刺激了廠商對(duì)于芯片和設(shè)計(jì)軟件的需求。從盈利能力來(lái)看，公司凈利潤(rùn)增速波動(dòng)較大，主要系收并購(gòu)帶來(lái)的所得稅波動(dòng)所致。除去稅收影響， 2017 年至 2020 年，公司稅前利潤(rùn)由 3.2 億美元增長(zhǎng)至 6.3 億美元，CAGR 達(dá)到 25%。 2021H1 公司稅前利潤(rùn)達(dá)到 3.9 億美元，同比增長(zhǎng) 37%，增速持續(xù)遠(yuǎn)高于營(yíng)收增速，公 司獲利能力不斷增強(qiáng)。五大業(yè)務(wù)協(xié)同發(fā)展，海外市場(chǎng)不斷擴(kuò)大。從業(yè)務(wù)構(gòu)成來(lái)看，各項(xiàng)分拆業(yè)務(wù)增速與總 體營(yíng)收增速保持一致，各項(xiàng)業(yè)務(wù)營(yíng)收占比基本穩(wěn)定，其中，定制集成電路設(shè)計(jì)與仿真、 數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)與驗(yàn)收和功能驗(yàn)證是公司三大主營(yíng)業(yè)務(wù)，營(yíng)收占比均在 20%以上

35、。分 地區(qū)來(lái)看，公司亞洲市場(chǎng)收入不斷提升，營(yíng)收占比由 2017 年的 27%增長(zhǎng)至 2021H1 的 31%。歐洲、中東和非洲地區(qū)的營(yíng)收占比有所縮減，由 2017 年的 20%下降至 2021H1 的 17%。毛利率持續(xù)保持高位，凈利率增長(zhǎng)顯著。從毛利率來(lái)看，公司毛利率多年來(lái)一直維 持在 88%以上，高于 Synopsys、Mentor 等同業(yè)公司。從凈利率來(lái)看，2017-2021H1 期 間，公司凈利率由 11%增長(zhǎng)至 23%，提升了 12pct。2019 年，由于收并購(gòu)引起公司稅收 有所波動(dòng)，去除此影響，公司凈利率逐步提升，獲利能力不斷增強(qiáng)。高研發(fā)費(fèi)用率保障公司行業(yè)地位，技術(shù)進(jìn)步加速產(chǎn)品迭

36、代。近年來(lái) Cadence 不斷加 大研發(fā)投入，研發(fā)費(fèi)用率一直保持在 40%左右，高于 Synopsys、Mentor 等同業(yè)公司。 這使得公司產(chǎn)品更新迅速，例如 2021 年公司再次推出新一代的 Vision DSP 產(chǎn)品 P1 和 Q8。從營(yíng)收數(shù)據(jù)來(lái)看，公司高投入高回報(bào)的策略收效顯著，公司營(yíng)收增速不斷攀升， 2021H1 公司營(yíng)收增速達(dá) 17%。3.3 五大產(chǎn)品線齊頭并進(jìn)，持續(xù)保持技術(shù)領(lǐng)先性集成電路和射頻/微波的自動(dòng)化設(shè)計(jì)：大幅提升復(fù)雜設(shè)計(jì)仿真效率。公司的定制集成 電路/模擬/射頻設(shè)計(jì)應(yīng)用范圍廣泛，包括晶體管級(jí)模擬、混合信號(hào)、定制數(shù)字、內(nèi)存和 RF 設(shè)計(jì)等。主要技術(shù)包括：1）Virtuos

37、o System Design Platform：面向集成電路和封裝設(shè) 計(jì)的 統(tǒng)一化“系統(tǒng)感知”平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)跨芯片、封裝和電路板并行設(shè)計(jì)，節(jié)省時(shí)間并 最大程度地減少錯(cuò)誤；適合集成多種結(jié)構(gòu)電路類型（包括射頻、模擬和數(shù)字系統(tǒng)）的設(shè) 計(jì)。2）Custom/Analog Advanced Node：面向 20nm 及以下工藝定制/模擬設(shè)計(jì)的創(chuàng)新 功能，實(shí)現(xiàn)硅片質(zhì)量、設(shè)計(jì)效率、準(zhǔn)確預(yù)測(cè)的全面提升。3）混合信號(hào)解決方案：實(shí)現(xiàn)了 技術(shù)流程的統(tǒng)一、模擬與數(shù)字設(shè)計(jì)的協(xié)同等功能。4）光電設(shè)計(jì)：集成電子/光子設(shè)計(jì)自動(dòng) 化環(huán)境，可在單一流程中提供完整的光電集成電路解決方案。數(shù)字設(shè)計(jì)與 signoff 平臺(tái)：加速設(shè)計(jì)

38、周期提升設(shè)計(jì)質(zhì)量。數(shù)字設(shè)計(jì)和驗(yàn)證產(chǎn)品用于 創(chuàng)建可以在實(shí)施之前經(jīng)過(guò)正確性驗(yàn)證的數(shù)字電路或 IC 的邏輯表示，從集成流程開始，在 設(shè)計(jì)的架構(gòu)級(jí)抽象與詳細(xì)的物理實(shí)現(xiàn)約束之間取得平衡。其主要功能包括缺陷檢測(cè)和糾 正、預(yù)測(cè)性改善和設(shè)計(jì)收斂、功耗驗(yàn)證、平衡功耗性能和面積、管理約束和跨時(shí)鐘設(shè)計(jì) 以及完整的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。signoff 可以借助集成引擎和大規(guī)模并行的云就緒流程，提升設(shè)計(jì) 準(zhǔn)確度并加快設(shè)計(jì)收斂。2021 年，公司再次推出完全基于機(jī)器學(xué)習(xí)的數(shù)字設(shè)計(jì)軟件 Cerebrus，鞏固數(shù)字設(shè)計(jì)領(lǐng)域領(lǐng)導(dǎo)地位。驗(yàn)證工具：最快的引擎和最智能的全面驗(yàn)證管理工具。公司的功能驗(yàn)證產(chǎn)品主要用 于在定制和模擬設(shè)計(jì)之后驗(yàn)證設(shè)計(jì)的

39、電路或者產(chǎn)品能否按預(yù)期運(yùn)行，進(jìn)而保證電路制造 的可行性，大大降低失誤的成本。公司的驗(yàn)證工具可以充分提升設(shè)計(jì)質(zhì)量，滿足各種應(yīng) 用和驗(yàn)證要求，主要包括形式與靜態(tài)驗(yàn)證、仿真、模擬、計(jì)劃與管理、驗(yàn)證 IP、Debug 分析、軟件驅(qū)動(dòng)驗(yàn)證、系統(tǒng)級(jí) IP 驗(yàn)證等功能。IC 封裝設(shè)計(jì)與分析工具：實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)與流程統(tǒng)一。公司的 Allegro Package Designer Plus 和 OrbitI Interconnect Designer 工具提供了世界一流的跨平臺(tái)設(shè)計(jì)規(guī)劃與優(yōu)化，以 及單裸片和多裸片的先進(jìn)封裝與模塊布局平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和提升精準(zhǔn)度，在綜合環(huán) 境中加快設(shè)計(jì)過(guò)程，包括全面的電氣和熱分析以

40、及 IC/封裝協(xié)同設(shè)計(jì)。PCB 設(shè)計(jì)與分析：簡(jiǎn)化從概念到投產(chǎn)的復(fù)雜設(shè)計(jì)流程。公司 PCB 設(shè)計(jì)與分析工具 打破了物理隔閡和設(shè)計(jì)領(lǐng)域的局限性，加速?gòu)?fù)雜的多電路板 PCB 系統(tǒng)設(shè)計(jì)。公司整個(gè) PCB 設(shè)計(jì)與分析產(chǎn)品矩陣包括前端原理圖設(shè)計(jì)、后端電路板 Layout 和布線、庫(kù)與設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)流程管理、模擬信號(hào)仿真、SI/PI 分析等產(chǎn)品，形成了多電路板 PCB 系統(tǒng)設(shè)計(jì)、PDN 設(shè)計(jì)、3D 系統(tǒng)設(shè)計(jì)、IC/封裝/PCB 協(xié)同設(shè)計(jì)解決方案。4. Mentor Graphics：EDA 技術(shù)的先行者，核心產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)突出4.1 EDA 行業(yè)的先行者，被西門子收購(gòu)協(xié)同發(fā)展電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)先行者，與西門子實(shí)現(xiàn)合作

41、共贏。公司提供完整的軟件和硬件 設(shè)計(jì)解決方案，客戶主要為高精尖行業(yè)，如軍工，航空，半導(dǎo)體等。從公司業(yè)務(wù)發(fā)展來(lái)看，可以分為四個(gè)階段：1）公司創(chuàng)立。1981 年，Mentor Graphics 在美國(guó)成立。1983 年，收購(gòu)了自動(dòng)化設(shè)計(jì)公司 CADI，同年發(fā)布交互式仿真軟件 MSPICE。2）快速發(fā)展。 1983年，公司開始拓展海外市場(chǎng)，先后在英國(guó)、法國(guó)、西德、日本等地區(qū)建立分公司。 隨后，Mentor 加快了新產(chǎn)品的發(fā)布，幾乎每個(gè)月都會(huì)發(fā)布一款新產(chǎn)品。1988 年，公司 收入突破 3 億美元，當(dāng)時(shí)全球 EDA 市場(chǎng)規(guī)模約為 9 億美元，公司占據(jù)了三分之一。3） 陷入困境。1989 年，公司開發(fā)的

42、新一代設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件 Mentor Graphics 8.0，完成時(shí) 間逾期，導(dǎo)致市場(chǎng)規(guī)模迅速萎縮。1991年，公司首次出現(xiàn)季度虧損，并裁掉了 15%的員 工。4）被西門子收購(gòu)。在之后的幾年，公司通過(guò)大量的收購(gòu)鞏固了公司行業(yè)地位，但戰(zhàn) 略失誤使得公司出現(xiàn)多年虧損，整體業(yè)績(jī)?cè)鏊僖苍诜啪彛?016年公司被西門子收購(gòu)成為西門子 EDA 部門。營(yíng)收增速出現(xiàn)一定波動(dòng)，與西門子合力未來(lái)業(yè)績(jī)有望持續(xù)向好。2006 年至 2015 年 Mentor 營(yíng)收增速波動(dòng)較大，但除去 2008 年與 2015 年，公司營(yíng)收整體增速始終維持在 8%左右，并有改善趨勢(shì)，符合行業(yè)整體增速。從盈利能力來(lái)看，公司 2008 年與

43、 2010 年 出現(xiàn)虧損，隨后盈利出現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)，并逐漸穩(wěn)定，整體盈利水平在一億元左右。2016 年之后公司被 Siemens 收購(gòu)后，成為 Siemens EDA 部門。我們認(rèn)為，通過(guò)與 Siemens 的協(xié)同，公司未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)力有望加強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)份額的快速增長(zhǎng)。研發(fā)費(fèi)用率穩(wěn)步上升，獲取持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)力。Mentor 2012 年以來(lái)，研發(fā)費(fèi)用率穩(wěn)定抬 升，銷售費(fèi)用率持續(xù)下降。從研發(fā)費(fèi)用角度，Mentor 研發(fā)費(fèi)用主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一 方面是對(duì)已有產(chǎn)品的持續(xù)改進(jìn)和新產(chǎn)品的開發(fā)，另一方面在于通過(guò)兼并收購(gòu)來(lái)擴(kuò)大現(xiàn)有 產(chǎn)品，并尋求新的業(yè)務(wù)領(lǐng)域。由 Mentor 年報(bào)可知，員工薪酬和兼并收購(gòu)費(fèi)用是研發(fā)費(fèi)用

44、的主要組成部分，公司對(duì)核心技術(shù)研發(fā)人員的高投入與兼并收購(gòu)是公司在 EDA 市場(chǎng)中 長(zhǎng)期取得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的重要原因。從銷售費(fèi)用角度，銷售費(fèi)用絕對(duì)值相對(duì)穩(wěn)定，在公司營(yíng) 收穩(wěn)步增長(zhǎng)的情況下，銷售費(fèi)用率有所下降。此外，公司海外市場(chǎng)持續(xù)擴(kuò)大，公司銷售 費(fèi)用率的降低一定程度上能夠反應(yīng)公司在 EDA 市場(chǎng)具有銷售渠道優(yōu)勢(shì)，并且其海內(nèi)外 市場(chǎng)進(jìn)一步成熟，有利于銷售費(fèi)用率的降低。4.2 領(lǐng)先的后端設(shè)計(jì)工具，西門子助力布局三大業(yè)務(wù)方向國(guó)際領(lǐng)先的后端設(shè)計(jì)工具，西門子助力全方位發(fā)展。Mentor Graphics 的優(yōu)勢(shì)在于 Calibre signoff 和 DFT 環(huán)節(jié)。DFT(Design For Test)是電路

45、和芯片設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，其 使芯片變得容易測(cè)試，大幅度節(jié)省芯片測(cè)試的成本；Calibre 是 DFM(Design For Manufaturing)產(chǎn)品，主要應(yīng)用于物理驗(yàn)證，使得設(shè)計(jì)者可以自由選擇受光刻影響最小的 設(shè)計(jì)流程。Siemens 的 PLM 業(yè)務(wù)收購(gòu) Mentor Graphics 后成立了西門子數(shù)字工業(yè)軟件 公司(Siemens PLM + Siemens EDA)，打破工程學(xué)科之間的障礙，搭建了全面、集成的 軟件和服務(wù)組合平臺(tái) Xcelerator，志在打造全面的數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)。西門子收購(gòu) Mentor Graphic，相互協(xié)同實(shí)現(xiàn)雙贏。對(duì)于 Mentor Graphics 來(lái)說(shuō)：

46、被 Siemens 收購(gòu)，一方面可以獲得資金支持，緩解經(jīng)營(yíng)壓力；另一方面可以協(xié)同 Siemens 原有產(chǎn)品服務(wù)，依托西門的渠道以及集團(tuán)級(jí)和合作，自上而下迅速開拓市場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù) 的加速發(fā)展。對(duì)于 Siemens 來(lái)說(shuō)：收購(gòu) Mentor 幫助 Siemens 把業(yè)務(wù)拓展到嵌入式軟 件、SoC 設(shè)計(jì)和 EDA 工具等領(lǐng)域，從行業(yè)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域和生產(chǎn)階段方面對(duì)“數(shù)字工 廠”戰(zhàn)略進(jìn)行了補(bǔ)充，囊括 CAD、CAM 和 EDA 業(yè)務(wù)，形成完整的軟件布局。此外， Mentor 為許多大型 OEM 和供應(yīng)商提供 AutoSAR 等平臺(tái)和集成工程服務(wù)，因此通過(guò)收 購(gòu)，Siemens 能夠借 Mentor 之力，

47、把握汽車電子化機(jī)遇。完成收購(gòu)后，西門子在數(shù)字 工廠行業(yè)的市場(chǎng)份額從 2017 年第一季度的 4%，迅速上升到 2018 年第二季度的 20%。三大業(yè)務(wù)線共舉，持續(xù)打造全流程 EDA 工具。目前，Siemens EDA 產(chǎn)品所覆蓋的 設(shè)計(jì)流程包括:1）集成電路設(shè)計(jì)、驗(yàn)證和制造。產(chǎn)品能夠使用 AI 驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)功率、性能、 面積和功能的平衡，滿足從 C+原型到數(shù)字孿生所有級(jí)別的驗(yàn)證。2）集成電路封裝設(shè)計(jì) 和驗(yàn)證。產(chǎn)品使用完整的 2.5/3D IC 集成、設(shè)計(jì)和驗(yàn)證解決方案，快速、準(zhǔn)確、高容量完 成驗(yàn)證，提高產(chǎn)品性能。3）PCB 系統(tǒng)設(shè)計(jì)和制造。公司產(chǎn)品包括從單個(gè) PCB 的無(wú)縫擴(kuò) 展到系統(tǒng)設(shè)計(jì)，從個(gè)

48、人到企業(yè)級(jí)的集成和優(yōu)化以及從設(shè)計(jì)到制造的整個(gè)流程。5.獨(dú)具優(yōu)勢(shì)的 EDA 廠商：Keysight 和 Ansys5.1Keysight：專精通信設(shè)計(jì)和器件建模 EDA 軟件專注于測(cè)試測(cè)量領(lǐng)域，通信設(shè)計(jì)和器件建模領(lǐng)域 EDA 的領(lǐng)導(dǎo)者。Keysight 專注于 電子和光信號(hào)的測(cè)試測(cè)量，提供跨行業(yè)全流程的相關(guān)解決方案，硬件類產(chǎn)品包括電信號(hào) 測(cè)試儀器儀表、網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀器、網(wǎng)絡(luò)安全硬件以及光學(xué)儀器以及各類儀器的附件及技術(shù) 支持；軟件類產(chǎn)品的主要包括 PathWave 系列設(shè)計(jì)和測(cè)試一體化軟件以及其他應(yīng)用軟件 和編程環(huán)境軟件。目前，公司客戶已遍布全球，包括高通、英偉達(dá)、西門子、特斯拉等 全球多行業(yè)的龍頭企

49、業(yè)。公司旗下的 Keysight EEsof EDA 是通信產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域領(lǐng)先的 電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）軟件供應(yīng)商，其開發(fā)的軟件產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)射頻、微波、器件建 模和信號(hào)處理設(shè)計(jì)，覆蓋商用無(wú)線、國(guó)防電子系統(tǒng)（ESL）、信號(hào)完整性、射頻混合信號(hào)、 器件建模、射頻和微波設(shè)計(jì)等應(yīng)用領(lǐng)域。2020 年，公司總體營(yíng)收規(guī)模達(dá) 42 億美元。軟件硬件服務(wù)三位一體，打造跨行業(yè)全流程解決方案。公司提供市場(chǎng)領(lǐng)先的硬件、 軟件、服務(wù)于一體的解決方案，囊括仿真、原型系統(tǒng)、驗(yàn)證、制造、優(yōu)化全工作流程， 服務(wù)于通信、網(wǎng)絡(luò)安全、自動(dòng)駕駛、國(guó)防、IoT 多個(gè)下游行業(yè)。PathWave 系列軟件平臺(tái)：涵蓋產(chǎn)品全生命周期的設(shè)計(jì)與測(cè)

50、試需求的一體化平臺(tái)。 該軟件將模擬、制作原型、實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)、優(yōu)化五個(gè)階段進(jìn)行整合，形成全周期的軟件支 持。主要包括以下四款軟件：1）先進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件（ADS），配有豐富程序庫(kù)以及設(shè)計(jì) 指南的電路設(shè)計(jì)和仿真軟件，將 EM 仿真、電路設(shè)計(jì)和版圖功能整合到一起，覆蓋從設(shè) 計(jì)到封裝的全過(guò)程。iconicRF 團(tuán)隊(duì)就曾利用 PathWaveADS 快速評(píng)估基站蜂窩性能，并 進(jìn)行射頻和毫米波功率放大器設(shè)計(jì)優(yōu)化。2）設(shè)計(jì)軟件（Empro），用于三維元器件的電 磁建模和仿真的軟件，能夠分析元器件的 3DEM 效應(yīng)。3）射頻合成軟件（Genesys）， 面向印刷電路板和子系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員的射頻和微波電路合成與仿真軟件

51、。4）系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件 （SystemVue），面向系統(tǒng)架構(gòu)師和算法開發(fā)人員的系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)和仿真軟件。該軟件能為 開發(fā)者提供基礎(chǔ)的構(gòu)建模塊，并自動(dòng)完成代碼生成和模型編譯。5.2Ansys：專注于工程仿真 EDA 軟件專注于各類仿真業(yè)務(wù)，業(yè)界唯一完整系統(tǒng)、電路和電磁場(chǎng)全集成化設(shè)計(jì)平臺(tái)供應(yīng)商。 Ansys 成立于 1970 年，專注于工程仿真軟件和技術(shù)。ANSYS 電子自動(dòng)化設(shè)計(jì)（EDA） 軟件，來(lái)自于著名的 Ansoft 公司，提供業(yè)界唯一完整的系統(tǒng)、電路和電磁場(chǎng)全集成化設(shè) 計(jì)平臺(tái)，完成從部件設(shè)計(jì)、電路仿真優(yōu)化到系統(tǒng)仿真驗(yàn)證的全過(guò)程。ANSYS 的 EDA 產(chǎn) 品在高頻和低頻電磁場(chǎng)仿真、時(shí)域/頻域非線

52、性電路仿真、機(jī)電一體化設(shè)計(jì)技術(shù)等方面始 終處于領(lǐng)導(dǎo)地位，廣泛應(yīng)用于各類高性能電子設(shè)備的設(shè)計(jì)，包括了航空航天、集成電路、 通訊、汽車、船舶等領(lǐng)域，覆蓋了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與寬帶部件，雷達(dá)、通信與電子對(duì)抗系統(tǒng)， 集成電路（IC），印刷電路板（PCB），醫(yī)療電子系統(tǒng)，汽車電子系統(tǒng)等多個(gè)方面。軟件許可維系公司營(yíng)收高增長(zhǎng)，維護(hù)服務(wù)提升產(chǎn)品附加值。Ansys 近五年?duì)I收穩(wěn)定 增長(zhǎng)，由 2016 年的 9.8 億美元增長(zhǎng)至 2020 年的 17 億美元，實(shí)現(xiàn) CAGR 11.2%。2020 年?duì)I收同比增速放緩主要受疫情與中美技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的影響。伴隨疫情形式好轉(zhuǎn)，2021H1 公 司營(yíng)收進(jìn)入恢復(fù)期。分業(yè)務(wù)看，軟件許可與維護(hù)

53、服務(wù)是 ANSYS 的兩大收入模式。2018 年起，軟件許可收入占比存在明顯的下降，而維護(hù)服務(wù)收入提升，主要原因系：2018 年 起，公司將維護(hù)服務(wù)與公司軟件許可業(yè)務(wù)直接綁定，軟件售后收入被直接劃歸入維護(hù)服 務(wù)收入，使得維護(hù)服務(wù)收入占比提升。公司技術(shù)壁壘高筑，綜合毛利率維持高位。2016 至 2019 年，公司綜合毛利呈穩(wěn)步 上升趨勢(shì)，從 2016 年的 85%增長(zhǎng)至 2019 年的 89%，2020 年與 2021 年有所下降，分 別為 87%/84%。Ansys 綜合毛利率的變動(dòng)主要來(lái)源于維護(hù)服務(wù)毛利率的變動(dòng)，軟件許可 毛利率因其軟件固有屬性以及公司技術(shù)壁壘，長(zhǎng)期保持高毛利率，在 95%上

54、下波動(dòng)。維 護(hù)服務(wù)毛利率在 2020 年降低 2.3%，主要原因系：該業(yè)務(wù)屬性決定其作業(yè)難以遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)， 受疫情負(fù)面影響較大，在降低業(yè)務(wù)收入的同時(shí)提高了營(yíng)業(yè)成本。此外美元匯率走弱也帶 來(lái)了維護(hù)服務(wù)成本的增加。2021H1 維護(hù)服務(wù)毛利率進(jìn)一步降低可能受該業(yè)務(wù)的季節(jié)性 波動(dòng)影響。高研發(fā)投入保證長(zhǎng)久活力，加大投入快速拓展全球市場(chǎng)。2016 至 2020 年公司研發(fā) 費(fèi)用與研發(fā)費(fèi)用率穩(wěn)中有升，研發(fā)費(fèi)用率由 2016 年 18.5%增長(zhǎng)至 2020 年 21.1%，為 公司產(chǎn)品更新與迭代帶來(lái)長(zhǎng)久活力。銷售、行政及一般費(fèi)用作為期間費(fèi)用，其費(fèi)用率總 體也保持上升趨勢(shì)，主要原因系，公司近年來(lái)旨在拓寬全球市場(chǎng)，

55、一方面，拓寬市場(chǎng)需 要更多銷售、管理等費(fèi)用投入以及外匯變動(dòng)引起的財(cái)務(wù)費(fèi)用波動(dòng)；另一方面公司規(guī)模擴(kuò) 大，人員增加等因素提高了公司的管理成本。電子仿真業(yè)務(wù)：行業(yè)頂尖的模擬仿真軟件。公司的電子產(chǎn)品組合可以實(shí)現(xiàn)電源完整 性和信號(hào)完整性分析、電磁干擾和兼容性分析、無(wú)線和射頻分析、熱管理、電機(jī)分析、 電子可靠性仿真等功能，幫助企業(yè)最大限度地降低測(cè)試成本，確保合規(guī)性，大幅減少產(chǎn) 品開發(fā)時(shí)間。主要產(chǎn)品包括 Ansys EMA3D Cable、Ansys Motor-CAD、Ansys HFSS、 Ansys Nuhertz FilterSolution、Ansys Icepak、Ansys Q3D Extra

56、ctor、Ansys Maxwell 、 Ansys SIwave。半導(dǎo)體仿真業(yè)務(wù)：全面的多物理 EM/IR、熱和電磁仿真引擎。Ansys 半導(dǎo)體產(chǎn)品提供一套全面的多物理 EM/IR、熱和電磁仿真發(fā)動(dòng)機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)電源完整性 signoff、動(dòng)態(tài) 降電壓分析、2.5D 和 3D 電熱 signoff、電源功效分析和優(yōu)化、硅的電磁分析等功能。主 要產(chǎn)品包括 Ansys Exalto、Ansys RaptorH、Ansys Pathfinder、Ansys RedHawk-SC、 Ansys Path FX、Ansys RedHawk-SC Electrothermal、Ansys Pharos、A

57、nsys TotemSC、Ansys PowerArtist、Ansys VeloceRF。6.百花齊放的國(guó)內(nèi) EDA 市場(chǎng)6.1 華大九天：國(guó)內(nèi)唯一的全流程 EDA 工具企業(yè)國(guó)產(chǎn) EDA 龍頭，打造全流程 EDA 工具。華大九天成立于 2009 年，是國(guó)內(nèi)最早從 事 EDA 工具研發(fā)的公司，其前身是中國(guó)華大集成電路設(shè)計(jì)集團(tuán)的 EDA 部門，核心成員 曾參與中國(guó)第一款自主全流程 EDA 系統(tǒng)“熊貓 ICCAD 系統(tǒng)”的研發(fā)工作。在歷經(jīng) 十余年的發(fā)展后，公司目前已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)規(guī)模最大、產(chǎn)品線最完整，綜合實(shí)力最強(qiáng)的國(guó) 產(chǎn) EDA 企業(yè)。從產(chǎn)品側(cè)來(lái)看，公司旗下的 EDA 工具覆蓋了數(shù)字電路、模擬電路、

58、平板 顯示電路和晶圓制造等領(lǐng)域。其中，在液晶平板顯示領(lǐng)域，公司可提供全流程設(shè)計(jì)工具， 且具有全球競(jìng)爭(zhēng)力；在模擬電路領(lǐng)域，公司是我國(guó)目前我唯一能夠提供全流程 EDA 工具 的本土企業(yè)；在數(shù)字電路領(lǐng)域，公司也在時(shí)序分析、版圖集成等方面擁有諸多具有特色 的點(diǎn)工具。從用戶側(cè)來(lái)看，公司近年來(lái)也在市場(chǎng)拓展方面取得了一定的進(jìn)展，諸如京東 方、兆芯集成、TCL 等國(guó)內(nèi)知名集成電路設(shè)計(jì)和面板制造企業(yè)均為公司的前五大客戶。下游需求擴(kuò)張疊加公司能力邊界拓展，業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)步入快車道。2018/2019/2020 年公 司營(yíng)業(yè)收入分別為 1.50/2.57/4.15 億元，19/20 年同比增長(zhǎng) 70.6%/61.3%。同

59、時(shí)公司 18/19/20 年凈利潤(rùn)分別為 0.49/0.57/1.04 億元，19/20 年同比增長(zhǎng) 16.3%/82.5%。我們 認(rèn)為，公司業(yè)績(jī)高速增長(zhǎng)的主要原因包括：1）國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢(shì)頭良好，集成電路 設(shè)計(jì)需求量不斷提升，公司充分受益于下游需求的爆發(fā)；2）公司能力邊際持續(xù)拓展，近 年來(lái)在數(shù)字、模擬、面板等領(lǐng)域均持續(xù)有新產(chǎn)品發(fā)布；3）國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程提速，公司作為國(guó) 內(nèi) EDA 龍頭，陸續(xù)開拓了一系列國(guó)內(nèi)優(yōu)質(zhì)客戶。充分享受 license 模式下高毛利屬性，近三年毛利率維持高位。公司近三年毛利率 始終維持在 85%以上，18/19/20 年分別為 95.35%/88.65%/88.68%。我

60、們認(rèn)為，公司毛 利率水平較高，主要系公司的商業(yè)模式由軟件授權(quán)和技術(shù)服務(wù)開發(fā)結(jié)合而成，前者以 license 銷售為主，邊際成本接近于 0，因此毛利率也始終穩(wěn)定在 100%的水平。同時(shí)， 我們發(fā)現(xiàn)公司近年來(lái)毛利率發(fā)生了些許下滑，這主要是因?yàn)?，隨著專業(yè)技術(shù)開發(fā)水平的 提升，公司逐步拓展了對(duì)外的專業(yè)軟件定制開發(fā)業(yè)務(wù)， 該服務(wù)定制化屬性較強(qiáng)，因此毛 利率較低，進(jìn)而隨著量的上升拉低了公司整體毛利率。但我們認(rèn)為，定制開發(fā)幫助公司 拓展了業(yè)務(wù)范圍和客戶群體，從長(zhǎng)期來(lái)看有利于公司發(fā)展。公司以研發(fā)驅(qū)動(dòng)為導(dǎo)向，契合產(chǎn)業(yè)演進(jìn)趨勢(shì)。作為半導(dǎo)體設(shè)計(jì)的最上游，EDA 始終 是一個(gè)研發(fā)驅(qū)動(dòng)型的行業(yè)。放眼全球，諸如 Syno