一文看懂EDA行业及概念股

风险提示:本文内容参考各研究所相关研报及公开资料(详见附录),不代表本站观点,也不构成任何投资建议。投资者看过本文后做出的任何投资决策与本站无关,市场有风险,投资需谨慎。

相关股票:

华大九天、概伦电子、广立微

芯愿景、芯华章、芯和半导体等企业还未上市。

投资要点:

  • 美国通过限制EDA技术来打击我国高科技产业,也会推动国产EDA的崛起。
  • 2020年全球EDA的市场规模仅为 115亿美元,却支撑着数十万亿美元规模的数字经济。缺少了EDA行业,整个电子信息产业都将崩塌。
  • 全球的EDA软件主要由三家美国企业垄断,市场份额超过70%。国内市场,三大巨头占比78%;华大九天等国产企业发展迅速,市场占比已超过10%。

导读:全文3587字,完整阅读需要十分钟。共分EDA是什么、EDA有什么、EDA为什么重要、EDA技术趋势、EDA市场分析、EDA行业驱动因素、EDA概念股共七个部分,可选择性了解。

8月13日,美国商务部对设计GAAFET(全栅场效应晶体管)结构集成电路所必须的EDA软件实施出口管制,8月15日即生效。EDA属于芯片制造的上游产业,是集成电路产业不可或缺的重要部分,被称为“芯片之母”。该禁令会封锁中国做3nm以下芯片的设计,暂时对产业影响不大,但短暂地封锁了我国芯片企业的上线;同时,禁令也会推动国产EDA企业的崛起。

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一、EDA是什么

EDA(Electronic Design Automation,电子设计自动化)是指利用计算机辅助来完成超大规模集成电路的功能设计、综合、验证、物理设计(包括布局、布线、版图、设计规则检查等)、制造、封装等所有流程的软件工具。随着芯片设计的复杂程度不断提升,不借助 EDA 已经无法完成芯片设计。

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EDA 工具也是连接设计和制造两个环节的纽带和桥梁。一个完整的集成电路设计和制造流程主要包括工艺平台开发、集成电路设计和集成电路制造三个阶段,这三个设计与制造的主要阶段均需要对应的 EDA 工具作为支撑。

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二、EDA有什么

EDA产品线繁多,应用于集成电路各个领域。根据设计产品的不同,可将 EDA 工具分为模拟设计类、数字设计类、晶圆制造类、封装类、系统类等五大类。

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1.模拟设计类。主要是用于模拟芯片设计环节的工具,包括电路设计、电路仿真、版图设计、物理验证、寄生参数提取、射频设计解决方案等产品线。

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2. 数字设计类。主要是用于数字芯片设计环节中的工具,包括功能和指标定义、架构设计、RTL 编辑、功能仿真、逻辑综合、静态时序仿真(STA)、形式验证等工具。

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3. 晶圆制造类。主要协助晶圆厂完成半导体器件和制造工艺的设计,包括晶圆制造类工具包括工艺与器件仿真工具(TCAD)、器件建模工具、工艺设计套件工具(PDK)、计算光刻工具、掩膜版校准工具和良率分析工具等。

4. 其他类见下图

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三、EDA的重要性:杠杆效应大,是信息产业的基石之一

2020年整个EDA的市场规模仅为115亿美元,却支撑着数十万亿美元规模的数字经济。如果缺少了EDA行业,整个电子信息产业都将崩塌。

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四、EDA技术趋势:后摩尔时代技术演进驱动EDA技术应用延伸拓展

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后摩尔时代产业发展路径中,延续摩尔、扩展摩尔、超越摩尔分别从缩小器件尺寸、集成、新材料方面推动芯片性能的提升,而与之相匹配的是对 EDA 更高的要求,包含效率提升,整体解决方案,方法学创新等。 为了满足后摩尔时代对 EDA 提出的更高要求, EDA 产品持续升级,包括更强的计算性能,系统级别的整合方案与分析能力等。

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AI 和云技术促使 EDA 更加智能化和自动化。
1. 云+EDA

随着工艺进步,芯片设计规模愈发庞大,EDA厂商对算力与研发协同的需求也与日俱增。 EDA+云能够带来:1)弹性算力支持;2)算力智能调度;3)便利研发协同,是重要的发展趋势。

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2. AI+EDA

AI为EDA带来的帮助主要体现在设计和验证两个环节:用机器学习的方式快速给出芯片Block最优的布局方案;加速验证过程,缩短芯片设计周期。

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五、EDA市场情况及格局

1. 市场规模及增速

根据ESDAlliance数据,2020年全球EDA市场规模为115亿美元,2010-2020年十年复合增速为8%。根据Verified Market Research数据,2028年全球EDA市场规模有望达到216亿美元。

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与国际市场相比,中国EDA市场规模增速更快。根据赛迪智库数据,2020年我国EDA市场销售额已经达到66亿元,2年复合增速为21.4%。虽然中国EDA市场营收规模增速远高于全球,但国产化率极低,三大国际巨头市场份额占比为78%,国产厂商占比不到15%,国产替代空间广阔。

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3. 国产之路

目前国内大多数芯片设计公司采用进口的EDA来设计芯片,芯片设计的国产化还任重道远。

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我国在十四五规划和2035年远景目标纲要中将集成电路列为7大科技前沿领域攻关的第3位,而EDA位列集成电路之首。

从发展现状看:由于海外EDA产品在各环节的功能和易用性表现参差不齐,用户需要借助第三方软件进行调整优化;各类EDA工具之间在平台、操作系统、组件协作方面的数据交互难度大,设计成果无法实现高效转换及复用。由此,国内形成了众多提供针对某一细分环节工具的、高兼容性的EDA厂商。部分厂商也在积极向更多环节延伸,国产EDA产品力在逐步增强。

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4. 国产发展的要素

复盘美国EDA产业的发展规律、以及国内EDA行业发展历程,四大要素深刻影响着国内 EDA 行业整体的发展,即人才、技术、政策和生态。

  • 人才是核心:总量上显著落后于海外 EDA 企业,海外人才归国带来积极变化;
  • 技术研发是动力:以提供点工具为主,新工艺革命带来弯道超车机会;
  • 政策支持是基石:政策影响巨大,国家对 EDA 行业重视程度正在提升;
  • 生态协同是保障:产业生态建设制约国内 EDA 行业发展,并购之下国内 EDA 生态有望建立。

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六、国内市场驱动因素:受益行业高景气+国产化,开启蓝海市场

  • 全球半导体行业步入新一轮创新周期,带动芯片设计和EDA软件需求。继个人电脑、智能手机后,全球半导体行业开启第三轮上行周期,其最主要的变革力量源自于5G 通信、物联网、汽车电子等。
  • 芯片集成度和复杂度持续提升将为EDA工具发展带来新需求。
  • 中国集成电路产业崛起,国内厂商深度受益国产替代。国家政策持续加码发展集成电路产业,EDA国产化进程有望加速。近年来,在外部环境日益严峻的背景下,国务院及各地方政府陆续出台了大批鼓励性、支持性政策法规,集成电路产业国产化有望打开国内 EDA 厂商成长空间。

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七、EDA相关概念股

目前国内已出现了华大九天、概伦电子、广立微等优秀本土EDA 厂商,其中部分点工具已在国际上形成一定的竞争力,如华大九天的FPD 工具、概伦电子的器件建模工具、广立微的良率控制工具等。芯愿景还未上市。

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1 . 华大九天:国内综合实力最强的EDA龙头

国内稀缺的能够实现模拟电路设计全流程的本土EDA企业,也是国际领先的平板显示电路全流程EDA企业。公司成立于2009年5月,成立以来一直聚焦EDA工具的研发工作。经过多年发展,已经成为国内规模最大、产品线最完整、综合技术实力最强的本土EDA企业,也是“大规模集成电路CAD国家工程研究中心”的依托单位。

华大九天主要产品包括模拟电路设计全流程EDA工具系统、数字电路设计EDA工具、平板显示电路设计全流程EDA工具系统和晶圆制造EDA工具等EDA软件产品。

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公司主营业务包括EDA软件销售和技术开发服务。2021年,公司实现营业收入约5.8亿元,同比增长约40%;实现归母净利润约1.4亿元,同比增长约34%。2022年Q1,公司实现营业收入约1亿,同比增长约52%;实现归母净利润约0.1亿元,同比增长约64%。

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2. 概伦电子:深耕器件建模与电路仿真,具有国际竞争力

公司专注于器件建模与电路仿真两大环节,逐步在全球范围内取得较为稳固的市场地位。公司成立于2010年,成立以来一直专注于EDA工具的自主设计和研发,在器件建模和电路仿真两大关键环节掌握了具备国际市场竞争力、自主可控的EDA核心技术,能够支持 7nm/5nm/3nm等先进工艺节点和FinFET、FD-SOI等各类半导体工艺路线,构建了较高的技术壁垒。
公司的EDA产品主要可分为制造类EDA工具和设计类EDA工具两大类:

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营业收入高速增长,20年净利扭亏为盈。2021年营业收入为1.94亿元,同比增加41%。2019-2021年公司净利润分别为-8.77亿元、0.28亿元和0.28亿元,2019年亏损是由于公司计提较多股权支付费用导致。

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3. 广立微:EDA 软件与晶圆级电性测试设备供应商

集成电路EDA软件与晶圆级电性测试设备供应商,专注于芯片成品率提升和电性测试快速监控技术。公司成立于2003年,之后便在集成电路成品率提升领域深耕多年。公司依托软件工具授权、软件技术开发和测试机及配件三大主业,提供 EDA 软件、电路 IP、WAT 测试设备以及与芯片成品率提升技术相结合的全流程解决方案,在集成电路从设计到量产的整个产品周期内实现芯片性能、成品率、稳定性的提升。目前,公司先进的解决方案已成功应用于180nm-4nm工艺技术节点。

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2021年,公司营业收入1.98亿元,复合增速达73%,增长迅猛;净利润0.64 亿元,复合增速83%,与收入保持同步增长态势。

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参考研报:

  1. 《概伦电子:概伦电子首次公开发行股票并在科创板上市招股说明书》
  2. 《华大九天:首次公开发行股票并在创业板上市招股说明书》
  3. 《东吴证券-计算机应用行业:深思美国EDA强盛之路,坐看国产EDA星火燎原-211231》
  4. 《方正证券-华大九天(301269)公司深度报告:中华EDA,翱翔九天-220809》
  5. 《华福证券-EDA行业研究框架-220809》
  6. 华泰证券、方正证券、民生证券等券商EDA相关研报

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