華大九天研究報告：一站式EDA及相關服務提供商布局多產(chǎn)品領域

華大九天研究報告：一站式EDA及相關服務提供商，布局多產(chǎn)品領域一、國產(chǎn)EDA領域龍頭企業(yè)，產(chǎn)品覆蓋平板顯示/模擬/數(shù)字/制造等多領域1、公司是最早從事EDA研發(fā)的企業(yè)之一，中國電子是最大股東華大九天是一家專注于EDA工具研發(fā)的公司。EDA工具是電子設計自動化（ElectronicDesignAutomation）的簡稱，其廣泛用于集成電路的設計、制造、封裝及測試等各個環(huán)節(jié)，是集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基石。華大九天自2019年成立以來始終專注于EDA工具的研發(fā)。公司前身為中國華大集成電路設計集團有限公司的EDA部門。初始團隊中部分成員曾參與中國第一款具有自主知識產(chǎn)權的全流程EDA系統(tǒng)——“熊貓ICCAD系統(tǒng)”。公司目前已儲備大量EDA工具軟件方面的知識產(chǎn)權、非專利技術工具產(chǎn)品等技術成果，部分技術達到國際領先水平。公司共擁有已授權專利144項和已登記軟件著作權50項。公司在國際市場中位列第二梯隊。EDA行業(yè)是一個市場集中度較高的行業(yè)。全球EDA第一梯隊的企業(yè)包括楷登電子、新思科技和西門子

EDA，這三家公司在行業(yè)具有壟斷性優(yōu)勢地位，占據(jù)全球市場近八成份額。華大九天及另外幾家公司，憑借在部分的領域的全流程工具或者是在局部領域的優(yōu)勢，目前位居全球EDA行業(yè)的第二梯隊。第三梯隊的公司則聚焦于某些特定領域或者用途，整體競爭力與前兩大梯隊還存在比較大的差距。在國內(nèi)的EDA市場，目前也由國際三家第一梯隊的公司占據(jù)主導地位。根據(jù)賽迪智庫的數(shù)據(jù)，在2020年，國際三巨頭占據(jù)了我國EDA市場銷售額中的80%。本土EDA企業(yè)占據(jù)的份額僅為市場的小部分。從本土企業(yè)競爭格局來看，公司在EDA工具軟件領域市場份額居本土EDA企業(yè)首位。雖然目前本土EDA企業(yè)與國際三巨頭有差距，但華大九天在EDA工具軟件領域市場份額居本土EDA企業(yè)首位。華大九天是國內(nèi)最早從事EDA研發(fā)的企業(yè)之一，且始終專注于EDA工具軟件的研發(fā)，為國內(nèi)規(guī)模最大、產(chǎn)品線最完整、綜合技術實力最強的EDA企業(yè)之一。從國內(nèi)的EDA企業(yè)整體來看，國內(nèi)廠商尚未像國際三巨頭一樣實現(xiàn)EDA全流程、全細分領域的覆蓋。華大九天在業(yè)務規(guī)劃上致力于實現(xiàn)EDA全流程、全細分領域的覆蓋，目前在這一目標上已與國內(nèi)其他廠商拉開了明顯差距。根據(jù)賽迪智庫的數(shù)據(jù)，EDA領域國內(nèi)市場總銷售額在2018到2020年分別為2.8億元、4.6億元和7.6億元。公司在本土EDA企業(yè)中，份額占比保持在50%以上，穩(wěn)居第一。公司股東持股相對集中，但無任何一家可單獨控制公司。公司的主要大股東包括中國電子有限、九創(chuàng)匯新、上海建元等。公司的股權相對集中，前兩大股東持股比例之和接近50%。雖然股東持股相對集中，但是并不存在其中一家可以單獨控制公司的情況。在大股東中，中國電子有限與中電金投都是中國電子集團全資子公司，共持有39.62%的股權，其余股東持股比例低于30%。2、公司產(chǎn)品覆蓋平板顯示/模擬/數(shù)字/制造等多領域，下游客戶穩(wěn)定且優(yōu)質(zhì)公司EDA軟件銷售收入的增長主要來自于模擬電路設計全流程EDA工具系統(tǒng)、數(shù)字電路設計EDA工具和晶圓制造EDA工具銷售收入的增長。其中模擬電路設計全流程EDA工具系統(tǒng)和數(shù)字電路設計EDA工具的收入增長主要來源于IC設計公司，以K1及其關聯(lián)方為代表的國內(nèi)主流IC設計公司收入的大幅上升推動業(yè)務的營收增長。晶圓制造EDA工具的增長主要來源于以中芯國際為代表的晶圓制造公司的收入上升。全流程EDA工具系統(tǒng)及晶圓制造EDA工具的銷售額在2018到2021年都有明顯上升，數(shù)字電路設計EDA工具的銷售額在2021年有所下降。銷售額主要集中在全流程EDA工具系統(tǒng)，且該項業(yè)務占比有逐年上升趨勢。公司營收來源可靠，下游客戶穩(wěn)定且優(yōu)質(zhì)。公司為典型的EDA企業(yè)，產(chǎn)品業(yè)務與下游的集成電路設計企業(yè)、晶圓制造企業(yè)和平板廠商等客戶深度綁定。目前公司已積累了K1、上海華虹（集團）有限公司、京東方科技集團股份有限公司、惠科股份有限公司、上海兆芯集成電路有限公司、TCL科技集團股份有限公司等知名集成電路設計企業(yè)、晶圓制造企業(yè)和平板廠商客戶。公司近幾年積極擴寬銷售渠道，挖掘了上百家新客戶。3、國產(chǎn)替代背景下公司營收穩(wěn)健增長，研發(fā)效率不斷提升得益于EDA行業(yè)增長及公司不斷開拓市場，公司營收和凈利增長較快。2018至2021年公司營業(yè)收入分別為1.51、2.57、4.15、5.79億元，2019年較上年同比增長70.59%，2020年較上年同比增長61.26%，2021年較上期同比增長39.66%。歸母凈利潤分別為0.49、0.57、1.04和1.39億元，2019年較上年同比增長17.80%，2020較上年同比增長81.18%，2021年較上期同比增長34.52%。公司的營收和凈利增長的速度迅猛。公司營業(yè)收入增長的主要原因是國內(nèi)EDA行業(yè)持續(xù)增長，同時公司在國內(nèi)的市場份額也不斷增加。目前全球的集成電路及EDA行業(yè)的發(fā)展持續(xù)向好，我國集成電路產(chǎn)業(yè)保持著高速增長的態(tài)勢，國內(nèi)EDA行業(yè)迎來持續(xù)良好增長。雖然國內(nèi)的EDA行業(yè)目前仍舊由國際三巨頭占據(jù)絕對主導地位，但華大九天目前緊隨三大巨頭之后，約占國內(nèi)市場的6%。公司營業(yè)收入集中于EDA銷售。華大九天作為一家專注于EDA工具研發(fā)與銷售的企業(yè)，在近四年主營業(yè)務收入80%以上皆來自于EDA軟件的銷售，其余部分則來自于技術開發(fā)服務。公司的兩項業(yè)務均發(fā)展迅速，EDA軟件銷售收入近四年復合增長率達54.03%，技術開發(fā)服務近四年復合增長率達81.50%。公司營業(yè)收入按地區(qū)來看，主要集中在境內(nèi)。最近四年境內(nèi)營收占比都在90%以上，但境外營收占比在逐年提升。目前公司營業(yè)收入絕大部分還是依靠國內(nèi)市場。但公司積極拓展國際業(yè)務，公司于2018年9月設立美國子公司，2020年11月設立韓國子公司，報告期內(nèi)持續(xù)開拓境外業(yè)務，境外收入呈增長趨勢，境外客戶主要集中在北美和亞洲其他國家和地區(qū)。報告期內(nèi)公司來自境外的主營業(yè)務收入分別為153萬元、982萬元、2,863萬元和4,014萬元，占主營業(yè)務收入比例分別為1.07%、3.88%，7.05%和7.07%，呈現(xiàn)快速上升趨勢。公司境外收入的快速提升也增加了公司未來發(fā)展的潛力。EDA行業(yè)為技術驅(qū)動型行業(yè)，研發(fā)費用是公司主要成本。公司近四年的期間費用率為90.5%、89.3%、75.6%、81.9%。期間費用率處于較高水平。期間費用率較高的原因主要為公司高強度的研發(fā)投入導致的高研發(fā)費用率。近四年公司研發(fā)費用率分別為49.8%、52.5%、44.2%、52.6%。公司非常重視建設自身的技術壁壘，對主營產(chǎn)品持續(xù)加大投入。2020年，公司的研發(fā)費用率略有下降，主要原因是公司此前的研發(fā)投入已經(jīng)顯示出了較大成效，營收出現(xiàn)較大幅度增長。公司管理活動的規(guī)模效應逐漸顯現(xiàn)，管理費用率也有較為明顯的下降。2020年研發(fā)費用和管理費用率的下降兩者共同導致了2020年期間費用率的下降。公司擁有高水平的研發(fā)團隊。公司研發(fā)與技術人員數(shù)量達494人，研發(fā)與技術人員占公司總人數(shù)比例達74.85%。截至2021年12月31日，公司總人數(shù)660人，多數(shù)擁有研究生學位，員工中博士學位人數(shù)為51人，碩士學位人數(shù)為351人。公司共有五位核心技術人員領導公司的研發(fā)工作，他們擁有深厚的相關資歷背景，對公司主要產(chǎn)品的研發(fā)具有重要、突出的貢獻。研發(fā)能力受認可，公司不斷承擔重大科研項目。公司強大的研發(fā)團隊和研發(fā)實力獲得了國家層面的認可，自成立以來承擔了許多重大科研項目，擁有諸如“先進EDA工具平臺開發(fā)項目”、“EDA工具系統(tǒng)開發(fā)及應用項目”、“超低電壓高精度時序分析技術項目”等國家級科研攻關項目經(jīng)歷。由于公司在技術水平上和管理水平上的不斷提升，公司凈利率有所回升，凈利潤增長提速。2018-2021年，公司的凈利率分別為32.2%、22.2%、25.0%、24.0%。公司凈利潤增長速度較快，2018-2021年，公司凈利潤分別為0.49、0.57、1.04、1.39億元，凈利潤增速由2019年的17.8%上升至2020年的81.2%，出現(xiàn)跨越式的上升。二、EDA行業(yè)國產(chǎn)替代前景廣闊，政策支持持續(xù)加碼1、EDA是集成電路產(chǎn)業(yè)支柱，EDA行業(yè)國產(chǎn)替代趨勢向好EDA軟件工具是集成電路行業(yè)的上游重要支撐。集成電路產(chǎn)業(yè)鏈主要包括：上游支撐層、中游制造層及下游應用層等。公司所從事的EDA行業(yè)是貫穿集成電路行業(yè)的重要組成部分。EDA工具銜接集成電路設計、制造和封測，對集成電路行業(yè)的生產(chǎn)效率、產(chǎn)品技術水平有重要影響。從集成電路設計的角度看，設計人員需使用EDA工具設計幾十萬到數(shù)十億晶體管的復雜集成電路，以減少設計偏差、提高流片成功率及節(jié)省流片費用等。因此，EDA行業(yè)的發(fā)展和整個集成電路行業(yè)緊密相連。每年EDA市場表現(xiàn)情況與集成電路設計企業(yè)營收狀況具有高度一致性。從集成電路制造的角度看，芯片制造工藝不斷演進，而新材料、新工藝相關的下一代制造封測EDA技術將給集成電路性能提升、尺寸縮減帶來新的發(fā)展機遇。集成電路行業(yè)市場巨大，中國市場規(guī)模逐年提升。2020年EDA行業(yè)的全球市場規(guī)模超過70億美元，支撐著數(shù)十萬億美元規(guī)模的數(shù)字經(jīng)濟。中國相關行業(yè)亦發(fā)展迅速，EDA行業(yè)對集成電路的杠桿效應很強。從EDA到整個數(shù)字經(jīng)濟行業(yè)的關系呈現(xiàn)“倒三角”形狀。全球和中國的集成電路市場規(guī)模均呈上升趨勢，但增長速度有所分化。根據(jù)世界半導體統(tǒng)計組織（WSTS）統(tǒng)計，從2014年到2020年，全球集成電路市場規(guī)模從2,773億美元提升至3,612億美元，年均復合增長率達為4.50%。根據(jù)中國半導體行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，從2014年到2020年，中國集成電路市場規(guī)模從3015億元提升至8848億元，年均復合增長率達19.65%，增速顯著高于全球市場的增速。目前，集成電路行業(yè)是國家大力發(fā)展的行業(yè)，發(fā)展速度較快。且行業(yè)國產(chǎn)替代的空間和潛力很大，未來有望持續(xù)保持較高增速。受集成電路行業(yè)帶動，全球尤其是中國EDA行業(yè)發(fā)展持續(xù)向好。根據(jù)賽迪智庫數(shù)據(jù)，近年全球EDA工具總銷售額保持穩(wěn)定上漲，2018年、2019年和2020年分別實現(xiàn)總銷售額65.2億美元、65.3億美元和72.3億美元。而在全球集成電路及EDA行業(yè)發(fā)展持續(xù)向好、我國集成電路產(chǎn)業(yè)保持高速增長的大背景下，我國2018年、2019年和2020年EDA行業(yè)總銷售額分別為44.9億元、55.2億元和66.2億元，保持良好增長態(tài)勢。其中，2020年我國自主EDA工具企業(yè)在本土市場營業(yè)收入約為7.6億元，同比增幅65.2%，增速遠高于市場平均增速，說明國產(chǎn)企業(yè)的市場地位不斷提高。全球數(shù)字經(jīng)濟、電子系統(tǒng)等相關領域長期發(fā)展向好，這將對半導體相關領域產(chǎn)生積極的發(fā)展促進作用。未來驅(qū)動EDA工具市場規(guī)模增長的積極因素包括全球半導體市場規(guī)模的持續(xù)擴張、晶圓制造產(chǎn)能的連續(xù)提升、芯片復雜度提升帶來的設計工具算力需求增加、晶圓工藝制程提升對制造類工具要求增加、先進封裝技術創(chuàng)新發(fā)展帶來的EDA工具應用需求提升以及產(chǎn)權保護力度的增加等，多個潛在增長點將為全行業(yè)發(fā)展帶來新機遇和新動能。2、EDA行業(yè)具有較高的技術壁壘、人才壁壘，人才研發(fā)為立身之本EDA行業(yè)具有較高的人才壁壘。EDA行業(yè)是典型的技術驅(qū)動型產(chǎn)業(yè)，人才是EDA行業(yè)中企業(yè)的核心競爭力。EDA處于多學科交叉領域，需要大量綜合性人才。EDA算法的起點和終點是半導體工藝等物理問題，解決工具的開發(fā)是數(shù)學問題，應用對象是芯片設計實現(xiàn)的具體問題，涉及與晶圓廠、設計企業(yè)等的協(xié)同。因此從事EDA工具開發(fā)需要工程師同時理解數(shù)學、芯片設計、半導體器件和工藝，對綜合技能要求很高。培養(yǎng)一名EDA研發(fā)人才，從高校課題研究到從業(yè)實踐的全過程往往需要10年左右的時間。EDA行業(yè)中存在先發(fā)優(yōu)勢。先進入并發(fā)展壯大、積累雄厚人才隊伍的企業(yè)能夠依靠完備的研發(fā)體系和在行業(yè)的領先地位不斷吸引優(yōu)秀的人才加入。因此新進入EDA行業(yè)的企業(yè)在研發(fā)人才的儲備和引入人才能力方面存在較大的劣勢。EDA行業(yè)人才規(guī)模不斷提升。根據(jù)賽迪智庫數(shù)據(jù)，2018-2020年我國EDA行業(yè)人才總規(guī)模分別為約2,800人、3,700人和4,400人，其中供職于本土企業(yè)的分別約700人、1,400人和2,000人。2020年，在行業(yè)、市場共同發(fā)力下，我國EDA行業(yè)從業(yè)人員數(shù)量大幅增加，同比增長約20%。其中2020年我國本土EDA企業(yè)總人數(shù)約2,000人，同比增長超過40%，占全國EDA行業(yè)總從業(yè)人數(shù)近一半的比重，較2019年提升近8個百分點。這一發(fā)展趨勢表明本土EDA引才和留住人才的能力不斷提高，人才越來越青睞本土EDA企業(yè)。3、國家政策大力扶持國內(nèi)EDA產(chǎn)業(yè)，助力行業(yè)持續(xù)健康發(fā)展集成電路在半導體行業(yè)舉足輕重，支持政策不斷出臺。集成電路產(chǎn)業(yè)是信息技術產(chǎn)業(yè)的核心，是支撐經(jīng)濟社會發(fā)展和保障國家安全的戰(zhàn)略性、基礎性和先導性產(chǎn)業(yè)。在美國不斷對中國進行技術遏制的背景下，我國發(fā)展集成電路行業(yè)的緊迫性和戰(zhàn)略意義越來越高。近年來，我國政府陸續(xù)出臺了大批鼓勵性、支持性政策法規(guī)，投入了大量社會資源，為集成電路產(chǎn)業(yè)及軟件產(chǎn)業(yè)的升級和發(fā)展營造了良好的環(huán)境和政策支持。受益于政策的大力扶持，公司獲得了大量政府補助和優(yōu)惠。報告期內(nèi)，公司在“其他收益”科目確認的政府補助分別為0.44億元、0.54億元和0.70億元。公司報告期內(nèi)獲取的政府補助絕大部分與主營業(yè)務相關，主要包括各項與EDA軟件研發(fā)項目相關的國家或地方補助、軟件增值稅即征即退和增值稅加計抵減及其他專項補助等。未來隨著國家對集成電路產(chǎn)業(yè)及EDA行業(yè)重視程度的不斷加強以及公司研發(fā)的不斷深入，預計公司所獲得的研發(fā)項目專項經(jīng)費、研發(fā)投入補助等存在穩(wěn)定性與可持續(xù)性。三、公司EDA產(chǎn)品線覆蓋較廣，部分領域技術處于行業(yè)領先公司的產(chǎn)品線較為齊全，部分技術已經(jīng)達到行業(yè)領先水平。公司目前具備了模擬電路設計全流程EDA工具系統(tǒng)、數(shù)字電路設計EDA工具、平板顯示電路設計全流程EDA工具系統(tǒng)以及晶圓制造EDA工具的核心技術，且實現(xiàn)了相關技術的產(chǎn)業(yè)化應用。公司部分產(chǎn)品的技術達到國際領先水平。1、模擬電路設計全流程EDA工具系統(tǒng)：電路仿真工具最高可支持5nm量產(chǎn)工藝制程模擬集成電路設計是指對模擬電路進行結構設計、版圖設計、功能和物理驗證的全過程。模擬電路設計的全過程都需要使用EDA工具，公司提供的EDA工具系統(tǒng)包括原理圖編輯工具、版圖編輯工具、電路仿真工具、物理驗證工具、寄生參數(shù)提取工具和可靠性分析工具等。公司在目前已經(jīng)擁有的模擬電路設計全流程EDA工具系統(tǒng)中，電路仿真工具支持最先進的5nm量產(chǎn)工藝制程，達到國際領先水平；其他模擬電路設計EDA工具支持28nm工藝制程，與已支持5nm先進工藝的同類領先工具存在一定差距。公司模擬電路設計EDA工具中的多項產(chǎn)品達到國內(nèi)領先水平，其中電路仿真工具ALPS和異構仿真系統(tǒng)ALPS-GT更達到了國際領先水平。（1）原理圖和版圖編輯工具Aether原理圖和版圖編輯工具向集成電路設計人員提供豐富原理圖、版圖編輯功能以及良好的設計環(huán)境。該工具支持根據(jù)不同的電路類型的設計需求和不同工藝的物理規(guī)則設計原理圖和版圖。同時該工具在傳統(tǒng)編輯環(huán)境基礎上，增加了設計數(shù)據(jù)庫管理模塊、版本管理模塊、仿真環(huán)境模塊和外部結構模塊等。原理圖和版圖編輯工具Aether的主要關鍵技術具體如下：

模擬版圖布線技術：模擬版圖自動布線技術能通過平板搜索算法完成版圖自動連線，結合手動編輯連線功能，可實現(xiàn)交互式與自動化相結合的模擬電路版圖布線。原理圖驅(qū)動版圖技術：該技術可通過自動匹配、自動連接和自動生成算法，實現(xiàn)基于原理圖的初版版圖自動生成功能。此外，該技術可自動建立原理圖單元與版圖單元的對應關系，支持版圖隨原理圖同步更新。（2）電路仿真工具ALPS和異構仿真系統(tǒng)ALPS-GT電路仿真即通過數(shù)學方法模擬電路工作，是分析電路功能和性能最重要的技術手段。電路仿真ALPS通過創(chuàng)新的大規(guī)模矩陣智能求解技術和基于CPU-GPU異構系統(tǒng)的仿真加速技術，可突破電路仿真的性能和容量瓶頸，支持數(shù)千萬器件規(guī)模的電路仿真，使得仿真性能顯著提升。ALPS和ALPS-GT產(chǎn)品可集成到公司原理圖和版圖設計平臺中。電路仿真工具ALPS和異構仿真系統(tǒng)ALPS-GT的主要關鍵技術具體如下：

大規(guī)模矩陣智能求解技術：矩陣求解為電路仿真工具的核心技術。公司開發(fā)的大規(guī)模矩陣智能求解技術根據(jù)電路中不同模塊的矩陣特點，從數(shù)十種算法中自動選擇最優(yōu)矩陣求解算法，顯著提升矩陣求解效率?；贑PU-GPU異構系統(tǒng)的仿真加速技術：該技術根據(jù)GPU的運算架構特點，對電路仿真算法中器件計算、矩陣求解等運算量較大的模塊采用GPU進行計算，通過適配GPU高速智能求解器，對不同性質(zhì)的矩陣自動選擇最優(yōu)儲存結構和求解算法，提升了電路仿真效率。（3）物理驗證工具Argus物理驗證工具是用來檢查電路設計版圖與制造加工及版圖設計與電路設計之間的一致性的重要工具。公司開發(fā)的物理驗證工具Argus可針對模擬電路設計開發(fā)的層次化并行物理驗證。針對模擬電路設計版圖圖形的特點，該產(chǎn)品開發(fā)了基于邊的掃描線技術和版圖預處理技術等，提升了檢查和分析版圖設計錯誤的效率。該產(chǎn)品可集成到公司原理圖和版圖設計平臺。物理驗證工具Argus的主要關鍵技術具體如下：

基于幾何圖形邊的掃描線技術：該技術主要應用于各類幾何圖形的計算處理，為模擬電路設計版圖驗證工具采用的重要算法之一。公司在傳統(tǒng)的掃描線技術基礎上開發(fā)了基于幾何圖形邊的掃描線技術，通過倒序樹算法和自適應掃描線算法實現(xiàn)了對版圖中各種不規(guī)則幾何圖形的快速掃描計算，大幅提升了掃描線算法的精度和效率。版圖預處理技術：版圖預處理是提高物理驗證效率的重要技術手段，主要包括版圖數(shù)據(jù)讀取和層次預處理。公司研發(fā)的版圖預處理技術通過版圖索引算法、多線程數(shù)據(jù)讀取算法、高效的版圖層次結構分析和層次提升算法，實現(xiàn)了快速的版圖數(shù)據(jù)讀取和層次預處理。（4）寄生參數(shù)提取工具RCExplorer寄生參數(shù)提取工具可提取出包含寄生參數(shù)的電路網(wǎng)表，用于電路的各項性能分析和版圖后仿真。公司研發(fā)的寄生參數(shù)提取工具RCExplorer支持晶體管級和單元級寄生參數(shù)提取，根據(jù)不同的精度要求，提供了三維高精度提取模式和準三維快速提取模式。同時該工具提供了基于版圖的點到點寄生參數(shù)計算和時延分析功能。RCExplorer工具可集成到公司原理圖和版圖設計平臺中。寄生參數(shù)提取工具RCExplorer的主要關鍵技術具體如下：

電阻網(wǎng)絡快速提取技術：集成電路版圖中金屬圖形會產(chǎn)生寄生電阻。公司開發(fā)的電阻網(wǎng)絡快速提取技術術通過大規(guī)模版圖快速切割算法、不規(guī)則圖形的平行邊切割算法、圖形連接性快速判定算法以及電阻網(wǎng)絡的等效約減算法等，實現(xiàn)了大規(guī)模版圖電阻網(wǎng)絡的快速提取?；谶吔缭胤ǖ钠⒎址匠糖蠼饧夹g：偏微分方程求解是集成電路寄生參數(shù)提取面臨的核心技術問題。公司開發(fā)了基于邊界元素法的偏微分方程求解技術。該技術通過基于邊界元素法的區(qū)域分解加速算法、自適應網(wǎng)格劃分算法以及高效的迭代求解算法，實現(xiàn)了高精度的寄生參數(shù)提取。2、數(shù)字電路設計EDA工具：部分點工具已實現(xiàn)突破并且達到行業(yè)領先水平數(shù)字電路設計是指電路功能設計、邏輯綜合、物理實現(xiàn)以及電路和版圖分析驗證的過程。這些過程都需相應的EDA工具。公司的數(shù)字電路設計EDA工具具體包括單元庫特征化提取工具Liberal、單元庫/IP質(zhì)量驗證工具Qualib、時序仿真分析工具XTime、時序功耗優(yōu)化工具XTop以及版圖集成與分析工具Skipper等。公司目前已發(fā)布的數(shù)字電路設計EDA工具中，單元庫/IP質(zhì)量驗證工具、高精度時序仿真分析工具、時序功耗優(yōu)化工具、版圖集成與分析工具和時鐘質(zhì)量檢視與分析工具均可支持目前國際最先進的5nm量產(chǎn)工藝制程，處于國際領先水平；單元庫特征化提取工具開發(fā)完成時間較短，目前可支持40nm量產(chǎn)工藝制程，與同類國際領先工具仍存在一定差距。整體來看，公司已發(fā)布的數(shù)字電路設計EDA工具中，除個別工具外均達到國際領先水平，可支持5nm量產(chǎn)工藝制程。同時，公司在數(shù)字電路EDA工具中應用的多項技術已經(jīng)達到了國際或者國內(nèi)領先的水平，在行業(yè)內(nèi)具有較大的優(yōu)勢。（1）單元庫特征化提取工具Liberal和單元庫/IP質(zhì)量驗證工具Qualib單元庫特征化提取工具Liberal提供了一套自動提取標準單元庫時序和功耗特征化模型的解決方案，用于數(shù)字電路設計的時序和功耗分析。該工具通過內(nèi)置的高精度電路仿真引擎對標準單元進行仿真分析，精確地提取時序和功耗特征值，形成標準單元庫特征化模型。同時，通過高效的分布式并行調(diào)度技術，進一步提升了單元庫特征化提取的性能。單元庫特征化提取工具Liberal的主要關鍵技術具體如下：

基于電路功能的激勵自動生成技術：激勵是指向電路輸入的電壓和電流，起推動電路工作的作用。公司開發(fā)的基于電路功能的激勵自動生成技術根據(jù)電路特性自動生成所需的激勵?；谠摷夹g生成的激勵進行仿真，即可得到單元的時序和功耗特征值。分布式并行調(diào)度技術：單元庫特征化提取需要執(zhí)行數(shù)百萬次仿真，仿真時間決定了特征化提取的性能。公司開發(fā)的高效的分布式并行調(diào)度技術自動將多個仿真任務分發(fā)到多臺服務器，每個仿真任務通過內(nèi)部控制啟動多個仿真進程，每個進程采用多線程來進一步提高仿真并行度，大幅度縮減了整體仿真時間。公司的單元庫/IP質(zhì)量驗證工具Qualib提供了全面的單元庫/IP質(zhì)量分析驗證方案。該工具可提供基于規(guī)則的單元庫/IP質(zhì)量檢查功能、基于特征化模型的單元庫性能趨勢分析功能和基于仿真的可靠性、敏感性分析功能等，全面地檢視和分析單元庫/IP的質(zhì)量和性能。單元庫/IP質(zhì)量驗證工具Qualib的主要關鍵技術具體如下：

基于規(guī)則的單元庫/IP質(zhì)量檢查技術：公司開發(fā)的基于規(guī)則的單元庫/IP質(zhì)量檢查技術建立了一套全面的單元庫/IP質(zhì)量檢查規(guī)則集，基于該規(guī)則集對不同工藝節(jié)點、不同設計類型的單元庫/IP進行檢查，并預估單元庫/IP集成后的潛在風險，為用戶全面分析檢查單元庫/IP質(zhì)量提供了技術支撐。基于特征值的單元庫性能評估技術：單元時序庫包含了每個單元、每條通路在不同條件下的時序和功耗數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)規(guī)模極其龐大。公司開發(fā)的基于特征值的單元庫性能評估技術從海量的時序庫數(shù)據(jù)中自動提取特征值，并計算每個單元的性能評分，再換算成單元庫的整體評分，實現(xiàn)了單元庫性能的快速評估。（2）高精度時序仿真分析工具XTime高精度時序仿真分析工具XTime提供了面向先進工藝和低電壓設計的高精度時序仿真分析方案。該工具提供高精度時序仿真校驗功能、電壓/溫度靈敏度分析功能、快速工藝偏差分析功能和老化仿真分析功能等，方便設計師分析電路時序可靠性。高精度時序仿真分析工具XTime的主要關鍵技術具體如下：

基于時序路徑的網(wǎng)表與激勵自動生成技術：大規(guī)模數(shù)字電路設計包含大量的時序路徑，需要對這些時序路徑進行高精度時序仿真，自動生成仿真網(wǎng)表和激勵。公司開發(fā)的基于時序路徑的網(wǎng)表與激勵自動生成技術根據(jù)時序路徑連接關系、單元的電路網(wǎng)表以及寄生參數(shù)信息，自動生成時序路徑的仿真網(wǎng)表；基于單元庫的功能定義推導得到每個端口的輸入激勵?；谠摷夹g生成的網(wǎng)表和激勵進行仿真，即可得到時序路徑的仿真結果?；跁r序路徑的可靠性分析技術：通過對時序路徑進行仿真可以更精確的評估電路的時序可靠性。公司開發(fā)的基于時序路徑的可靠性分析技術集成了考慮電壓降的時序仿真校驗、電壓/溫度掃描、工藝偏差仿真以及老化仿真等多種可靠性分析方法。這些方法實現(xiàn)了對時序路徑的可靠性分析功能。（3）時序功耗優(yōu)化工具XTop時序和功耗優(yōu)化是指通過技術手段改進電路的時序和功耗、滿足設計指標的過程。時序功耗優(yōu)化工具XTop通過創(chuàng)新的層次設計數(shù)據(jù)并行處理技術、動態(tài)時序建圖技術和增量布局技術等，顯著提高了時序和功耗優(yōu)化的效率和質(zhì)量。（4）版圖集成與分析工具Skipper版圖集成與分析工具Skipper通過基于索引的版圖數(shù)據(jù)并行讀取技術、版圖數(shù)據(jù)內(nèi)存鏡像技術和圖形索引技術等，實現(xiàn)了超大規(guī)模版圖的快速處理。該工具提供了快速版圖集成功能、批量版圖數(shù)據(jù)處理功能、并行線網(wǎng)追蹤功能、點到點電阻分析功能等，提高了分析和處理超大規(guī)模版圖數(shù)據(jù)的效率。版圖集成與分析工具的主要關鍵技術具體如下：

基于索引的版圖數(shù)據(jù)并行讀取技術：隨著版圖規(guī)模越來越大，需具備快速讀取海量版圖數(shù)據(jù)的能力對版圖集成與分析。公司開發(fā)的基于索引的版圖數(shù)據(jù)并行讀取技術在版圖首次讀取時自動生成索引文件，基于該索引文件分段并行讀取版圖數(shù)據(jù)，大幅提升了版圖讀取性能。同時，通過獨創(chuàng)的內(nèi)存壓縮算法，將讀入的版圖數(shù)據(jù)進行內(nèi)存壓縮，有效降低了內(nèi)存消耗。版圖數(shù)據(jù)內(nèi)存鏡像技術：版圖分析階段經(jīng)常需要多人協(xié)作分析同一版圖。公司開發(fā)的版圖數(shù)據(jù)內(nèi)存鏡像技術在版圖數(shù)據(jù)讀入前，自動檢查內(nèi)存中是否已存在相同的版圖數(shù)據(jù)。如果已存在，則自動從當前內(nèi)存中鏈接版圖數(shù)據(jù)。用戶可對鏈接的版圖數(shù)據(jù)進行編輯，生成獨立的編輯內(nèi)存鏡像，多人編輯的結果可通過內(nèi)存數(shù)據(jù)同步算法實時共享。圖形索引技術：快速定位圖形區(qū)域或追蹤查找某一具體圖形需要高效的圖形索引技術。公司開發(fā)的快速圖形索引技術對版圖中的圖形進行分段索引并建立相鄰關系?；谠摷夹g開發(fā)的并行、批量圖形追蹤查詢功能，實現(xiàn)了查詢性能僅依賴于最大圖形規(guī)模的查詢時間。3、平板顯示設計全流程EDA工具系統(tǒng)：類似于模擬設計工具，具有優(yōu)勢客戶基礎平板顯示電路設計與模擬電路的設計理念、設計過程和設計原則有一定的相似性。公司在已有模擬電路設計工具的基礎上，結合平板顯示電路設計的特點，開發(fā)了全球領先的平板顯示電路設計全流程EDA工具系統(tǒng)。（1）平板顯示電路設計原理圖和版圖編輯工具AetherFPD平板顯示電路設計專用的原理圖和版圖編輯工具AetherFPD為平板顯示電路設計提供了最重要的設計開發(fā)環(huán)境。原理圖編輯工具主要用于對平板顯示電路設計的像素單元、控制單元等電路模塊進行原理圖設計。其不僅支持傳統(tǒng)的平板顯示電路設計的原理圖編輯，還通過技術創(chuàng)新支持了異形屏顯示設計的電路原理圖設計，可根據(jù)異形形狀的定義自動生成電路原理圖。版圖編輯工具提供了適用于平板顯示電路設計的版圖編輯環(huán)境，特別是異形屏顯示設計的版圖編輯，滿足了手表（圓形屏等）、手機（水滴屏等）、汽車儀表盤（曲線屏等）等消費電子領域?qū)ζ桨屣@示電路設計的特殊要求。該工具通過創(chuàng)新的旋轉(zhuǎn)單元編輯技術、異形填充技術以及平板顯示電路設計自動布局布線技術，幫助設計師高效完成滿足異形形狀和設計規(guī)則約束的版圖設計，提高了異形版圖設計的效率和質(zhì)量。平板顯示電路設計物理驗證工具ArgusFPD的主要關鍵技術具體如下：

旋轉(zhuǎn)單元編輯技術：單元編輯是版圖編輯工具的重要功能，需要底層數(shù)據(jù)支撐以完成單元圖形的創(chuàng)建、編輯、查找以及連接追蹤等復雜操作。公司開發(fā)的旋轉(zhuǎn)單元編輯技術，設計了支持任意角度單元的底層數(shù)據(jù)架構，通過特殊算法實現(xiàn)了任意角度單元的擺放和編輯，滿足了異形平板顯示電路設計的需求。異形填充技術：異形平板顯示電路設計比較復雜，如圓形屏、水滴屏等，像素區(qū)域都是不規(guī)則圖形。公司開發(fā)的異形填充技術通過對任意形狀版圖進行自動規(guī)劃和計算，實現(xiàn)了滿足設計規(guī)則約束的異形平板版圖的自動生成，顯著提升了異形平板顯示電路的版圖設計效率。平板顯示電路設計自動布局布線技術：平板顯示產(chǎn)品的發(fā)展對版圖設計提出了越來越苛刻的窄邊框和高屏占比要求。為此，公司開發(fā)的平板顯示電路設計自動布局布線技術通過異形區(qū)域自動布局算法，解決了端口非矩形排布的難題，同時通過多種特殊布線算法，實現(xiàn)了異形屏設計自動布線。（2）平板顯示電路設計物理驗證工具ArgusFPD平板顯示電路設計物理驗證工具ArgusFPD針對異形屏顯示設計的特點開發(fā)了圓弧及任意角度旋轉(zhuǎn)圖形的高精度器件提取和規(guī)則檢查技術，保證了物理驗證的精度，解決了不規(guī)則電路和版圖的驗證。此外，針對平板顯示電路設計高重復陣列式設計特點，通過設計規(guī)則違例識別和聚類技術，提升了檢查和分析設計違例的效率。ArgusFPD可與公司平板顯示電路設計的電路原理圖和版圖編輯工具集成。平板顯示電路設計物理驗證工具ArgusFPD的主要關鍵技術具體如下。設計規(guī)則違例識別和聚類技術：為解決平板顯示電路設計版圖中存在著大量重復性圖形、任意角度擺放的圖形以及多邊形等問題，公司開發(fā)了設計規(guī)則違例識別和聚類技術。該技術通過對平板顯示電路設計版圖特有的設計規(guī)則違例進行歸類處理，大幅提升了設計人員的查錯效率。（3）平板顯示電路設計寄生參數(shù)提取工具RCExplorerFPD平板顯示電路設計寄生參數(shù)提取工具RCExplorerFPD可用于高精度平板顯示電阻電容提取。其采用基于陣列的電阻和電容提取技術以及基于有限元方法的高精度電阻計算技術等，在保證寄生參數(shù)提取精度的同時，極大的提升了計算效率。同時，針對AMOLED設計的金屬網(wǎng)格和觸控筆等新一代觸控技術，利用三維建模技術，并通過區(qū)域分解、方程組稀疏化等算法提升了三維場求解器的速度，滿足了AMOLED設計對電阻電容提取的需求。RCExplorerFPD可與公司平板顯示電路設計的電路原理圖和版圖編輯工具集成。平板顯示電路設計寄生參數(shù)提取工具RCExplorerFPD的主要關鍵技術具體如下：

基于陣列的電阻和電容提取技術：為解決隨著平板顯示分辨率越來越高與設計尺寸越來越大，平板顯示電路的全版圖電阻電容提取越發(fā)耗時的問題，公司開發(fā)了基于陣列的電阻和電容提取技術。該技術通過分析層次式版圖的可復用陣列圖形，將大規(guī)模陣列版圖轉(zhuǎn)化為重復的小規(guī)模的單元版圖，再快速地提取陣列版圖的電阻電容?；谟邢拊椒ǖ母呔入娮栌嬎慵夹g：為解決平板顯示電路設計版圖中存在大量非規(guī)則圖形的問題，公司研發(fā)了基于有限元方法的高精度電阻計算技術。該技術對平板顯示電路設計版圖中的復雜圖形進行智能網(wǎng)格劃分，使用有限元方法提取電阻網(wǎng)絡，通過求解該網(wǎng)絡精確計算指定端口間的電阻值。計算結果用于版圖后仿真和電路可靠性分析，幫助設計師預測工藝對產(chǎn)品電學和光學指標的影響，減少設計迭代，提高產(chǎn)品良率。三維建模技術：平板顯示電路設計工藝中，每層金屬線都是非平面結構，金屬連線的三維結構非常復雜。為了精確分析電路的電學特性，需要對金屬線的三維結構進行精確建模。公司開發(fā)的三維建模技術根據(jù)平板顯示電路設計工藝結構的特點，通過基于面的數(shù)據(jù)建模方式，研發(fā)了平面圖形和工藝數(shù)據(jù)相結合的三維建模算法，可以快速創(chuàng)建各種復雜工藝的三維結構。（4）平板顯示電路設計可靠性分析工具ArtemisFPD平板顯示電路設計可靠性分析工具ArtemisFPD主要包括電壓降分析，電遷移分析和熱分析等功能。針對平板顯示電路設計的版圖特點，該工具通過全面板熱電分析技術實現(xiàn)了對大規(guī)模網(wǎng)絡的電流和電壓快速計算，大幅提升了平板顯示電路設計可靠性分析的效率。此外，該工具還提供了數(shù)據(jù)快速裝載和查詢功能，用于電壓、電流、溫度等數(shù)據(jù)的分析查詢。平板顯示電路設計可靠性分析工具ArtemisFPD的主要關鍵技術具體如下：

全面板熱電分析技術：為解決由寄生電阻電容造成的電壓降、熱傳導效應對平板顯示電路設計的影響日趨嚴重，造成了電學和光學缺陷的問題，公司研發(fā)了全面板熱電分析技術。該技術通過分析平板顯示電路版圖中的高重復性陣列圖形，縮減數(shù)據(jù)規(guī)模，通過高效優(yōu)化算法快速求解節(jié)點電壓和電流，從而實現(xiàn)了全面板可靠性分析。4、晶圓制造EDA工具：覆蓋器件模型提取和存儲器編譯開發(fā)等工具公司針對晶圓制造廠的工藝開發(fā)和IP設計需求，提供了相關的晶圓制造EDA工具，包括器件模型提取工具、存儲器編譯器開發(fā)工具、單元庫特征化提取工具、單元庫/IP質(zhì)量驗證工具、版圖集成與分析工具以及模擬電路設計全流程EDA工具等，為晶圓制造廠提供了重要的技術支撐。（1）器件模型提取工具XModel器件模型是工藝器件功能與性能的數(shù)學表征，它利用數(shù)學方程、等效電路及工藝數(shù)據(jù)擬合等方法對器件電流電壓關系等進行精確描述，是電路仿真的重要基礎。公司器件模型提取工具XModel為設計師提供了高效的模型提取解決方案，支持硅基金屬氧化物器件、硅基高壓器件、分立器件和新型第三代半導體等不同類型的器件模型提取。該工具提供了器件測試數(shù)據(jù)處理和分析、典型特征模型提取、版圖效應模型提取、工藝角模型提取、統(tǒng)計和失配模型提取、模型庫驗證分析等功能，為晶圓制造廠的器件模型提取和驗證提供了重要支撐。器件模型提取工具XModel的主要關鍵技術具體如下：

器件模型參數(shù)擬合技術：公司開發(fā)的器件模型參數(shù)擬合技術通過器件模型模板，將不同類型的器件測試數(shù)據(jù)進行分類、轉(zhuǎn)換并建立實測數(shù)據(jù)和仿真數(shù)據(jù)的實時對比圖表，基于對比圖表中的數(shù)據(jù)，通過迭代優(yōu)化算法，實現(xiàn)了高效的模型參數(shù)擬合。（2）存儲器編譯