2023年华大九天研究报告 国产 EDA 龙头,打造全领域、全流程 EDA 工具链
- 来源:中信证券
- 发布时间:2023/03/06
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华大九天(301269)研究报告:打造EDA全领域+全流程+全球领军。公司概况:稀缺的国产EDA龙头。公司成立于2009年5月,由华大集团的EDA部门发展而来,专注于从事EDA工具软件的开发、销售及相关服务。公司创始人刘伟平博士是“熊猫”EDA项目的参与者,自1993年熊猫EDA发布以来,华大九天承继熊猫技术基因,核心团队已在EDA领域深耕30年。2021年公司收入5.79亿元(yoy+39.7%),2019-2021年CAGR50.1%,主要由于国内EDA行业市场规模持续增长和公司市场份额的不断提升。公司EDA工具覆盖四大领域:模电设计、数电设计、平板设计、晶圆制造。...
公司概览:EDA 国家队,打造全领域、全流程、全球 领军
公司概述:国产 EDA 龙头,打造全领域、全流程 EDA 工具链
历史沿革:传承“熊猫”EDA,从点工具厂商向全领域、全流程迈进。公司成立于 2009 年 5 月,自成立以来一直聚焦于 EDA 工具的研发工作。公司初始团队部分成员曾参 与中国第一款具有自主知识产权的全流程 EDA 系统——“熊猫 ICCAD 系统”的研发工作, 包括公司创始人刘伟平博士。自 1993 年熊猫 EDA 发布算起,公司在 EDA 领域的积累已 有 30 余年。2009 年公司发布第一代时序功耗优化工具;2010 年公司发布一站式版图集 成与分析工具;2011 年公司发布第一代模拟电路设计全流程 EDA 工具系统;2014 年公司 发布平板显示电路设计全流程 EDA 工具系统;2015 年公司发布新一代高性能并行电路仿 真工具;2017 年公司发布高精度时序仿真分析工具、新一代大容量时序功耗优化工具和 平板显示电路异形版图设计工具;2018 年公司推出晶圆制造工程服务业务并发布异构仿 真系统;2019 年公司发布标准单元库特征化提取工具和平板显示电路可靠性分析工具; 2020 年公司发布新一代模拟电路设计全流程 EDA 工具系统和工艺模型提取工具。通过不 断积累与增强自身研发技术实力,公司准确把握了行业技术发展方向,已成为目前国内规 模最大、产品线最完整、综合技术实力最强的 EDA 工具提供商。
技术能力:技术积累深厚,拥有多项核心专利,成果转化率较高。公司围绕主营业务 建立了完备的核心技术体系,并取得多项专利和荣誉资质,涵盖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 工具等领域。截至 2021 年 12 月 31 日,公司及子公司拥有已授权专利 150 项和 已登记软件著作权 67 项,其中与公司核心技术密切相关的 2019-2021 年内申请的已授权 专利 8 项。公司曾荣获“第二届集成电路产业技术创新奖(成果产业化奖)”、“中国半导 体创新产品和技术奖”、“第八届中国电子信息博览会创新奖”等多项荣誉。公司核心技术 转换为经营成果的能力较强,近年来,核心技术收入占比稳定在 97%以上,技术研发具有 较高的成果转化率。

为保持自身的竞争力,公司保持了持续高比例的研发投入。公司 2019~2021 年研发 费用分别为 1.35/1.83/3.05 亿元,占营业收入的比例分别为 52.50%/44.22%/52.57%。公 司建立了一套较为完善的持续创新机制,加强人才的引进和培养,加强产业链上下游的价 值发现等。在保持现有核心技术不断迭代、改进和优化的基础上,公司积极学习吸收、研 究和开发新产品、新技术,及时响应客户和市场需求,补充和完善 EDA 产品和技术解决 方案,逐渐成为在产业链中发挥关键作用的重要平台。
1)人员结构:研发人员占比超 7 成,硕士及以上学历占比超 6 成。截至 2021 年末, 公司员工总数 660 人,其中博士及以上学位人数为 51 人,硕士学位人数为 351 人,硕士 及以上学历员工占比超 60%。公司研发与技术人员数量达 494 人,占总人数比例达 75%。
2)项目经验丰富。公司目前已成为国内规模最大、产品线最完整、综合技术实力最 强的 EDA 企业,也是“EDA(电子设计自动化)国家工程研究中心”的依托单位。公司 自成立以来承担了许多重大科研项目,牵头承担了四项国家级 EDA 科研项目,具有丰富 的研发经验和技术积累。
业务结构:公司 EDA 工具覆盖模电设计、数电设计、平板设计、晶圆设计四大领域。 EDA 是一个较为宽泛的概念,其中全定制模拟电路设计、半定制数字电路设计为其主流的 应用领域,且各个领域的各个环节均需要使用对应的工具。 公司目前在全定制模拟电路设计、FPD 平板设计领域已有较为完善的产品和技术积累, 在数字电路设计领域处于快速突破阶段。公司模拟电路设计全流程 EDA 工具系统是全球 领先的模拟电路设计全流程 EDA 解决方案之一,部分工具达到国际领先水平;平板显示 电路设计全流程 EDA 工具系统是全球领先的商业化全流程设计系统,多项技术达到国际 领先水平,国内市场占有率近 9 成;数字电路和晶圆制造等方面的部分工具也具有独特的 技术优势,部分工具达到国际领先水平。

客户结构:覆盖国内外一线客户,大客户收入贡献较高。公司的下游客户主要包括集 成电路设计企业、晶圆制造企业、平板厂商等。目前公司服务全球 400 多家客户,与国内 外主要集成电路设计企业、晶圆制造企业、平板厂商建立了良好的业务合作关系,并通过 持续的技术优化和产品迭代稳定与深化客户合作。过去三年,公司对头部大客户的收入依 存度相对较高,K1、上海华虹半导体等国内一线 IC 设计和面板设计公司常年居于公司前 五大客户之列,公司产品在国内市场的竞争力较强。大客户收入占比相对高是 EDA 行业 的普遍情况,全球 EDA 龙头 Synopsys 第一大客户的收入贡献占比在 2019 年和 2020 年 也分别达到 12.8%和 12.4%。
研发机制:公司设立研发中心作为研发工作的总体牵头部门。研发中心下设的第一中 心负责数字电路设计相关领域工具和仿真工具的开发;第二中心负责模拟电路设计相关领 域工具和平板显示电路设计相关领域的工具开发;第三中心负责晶圆制造领域工具开发及 技术开发服务。同时,研发中心下设的产品规划部参与产品功能设计,负责研发端与客户 端的沟通及对产品进行反馈跟踪;质量检验组负责对产品进行功能及性能测试验证、质量 管理。
管理团队:核心人员具备电子与计算机专业背景,深耕集成电路行业公司,研发管理 经验丰富。1)刘伟平为公司创始人,任董事长,先后于复旦大学和清华大学获得半导体 物理与半导体器件硕士和计算机博士学位,具有半导体和软件双重专业背景,曾任北京集 成电路设计中心和北京中电华大电子设计有限责任公司高管,负责研发和公司管理。2) 杨晓东任公司总经理,同样具有清华大学微电子学士和美国加利福尼亚大学圣地亚哥分校 电子与计算机工程专业博士的复合学科背景,曾任美国升阳微系统工程师和新思科技工程 师,以及北京华天中汇科技有限公司研发部副总经理,具有行业巨头的研发工作经验。
股权结构:国资股东背书,无实控人,中国电子为最大股东
股权结构:国资股东强力背书,同时兼具管理层决策的灵活性优势。1)截至 2022Q3 末,中国电子集团全资子公司中国电子有限和中电金投分别直接持有公司 21.22%和 12.84% 的股份,合计持有 34.06%的股份,拥有较强的信用和国资背书。2)公司无控股股东和实 际控制人。由于股东股权较为分散,公司股东任何一方均无法单独以其持有的股份所享有 的表决权控制本公司半数以上表决,公司的经营决策权主要由管理团队掌握,有助于保持 公司经营管理上的专业性和灵活性。3)九创汇新为华大九天的员工持股平台,成立于 2016 年,持股比例 17.63%,员工持股平台便于对员工实施激励措施,提升团队凝聚力和战斗 力。
融资历程:国家队站台,助力成长。根据天眼查数据,公司成立至今完成 5 轮融资。 据招股书,2018 年 8 月份,国中创投、中国电子、国家集成电路产业投资基金、深创投 等机构向公司投资 2.2 亿元;2019 年 12 月的融资中,九创汇新、中小企业基金、深创投 及中电金投等共同出资 2.92 亿元。2022 年 7 月 29 日,公司完成深交所上市。

商业模式:产品许可授权为主,技术开发服务为辅
采购模式:包括单一来源采购、询价采购和招标。公司提供工具软件及服务,业务流 程不涉及生产环节,主要采购需求包括委托开发、房租物业、软硬件设备、外购产品、测 试服务、技术服务等。公司的采购模式分为单一来源采购、询价采购和招标三种。针对某 些领域仅有唯一企业能够提供相关服务的,公司选择单一来源采购;对于存在多家企业能 够提供相关服务的,公司选择询价或招标两种采购模式。对于软硬件、委托开发、测试服 务和技术服务等采购需求,主要由需求部门提出采购申请,经相关各级领导审批后,由具 体负责采购的部门进行采购。
销售模式:公司目前通过直销的方式进行销售。公司设立营销中心,负责市场推广及 营销工作。公司一方面通过产品质量和服务质量等方面的优势吸引客户,另一方面通过行 业会议、网络、展览等渠道对产品进行市场推广。 盈利模式:授权模式为主,技术服务模式为辅。公司主要盈利模式如下:(1)技术开 发服务业务主要按具体项目向客户收取服务费用,一般按照项目工作量和技术难度等因素 综合定价。随着行业技术不断革新,工艺要求不断提升,客户不断提出新的产品和服务需 求,使得公司能够持续盈利。(2)EDA 软件的盈利模式为授权模式,即公司向客户销售指 定版本的软件,并收取合同约定期间的授权费。根据授权期间的不同,又可分为永久期限 授权和固定期限授权。客户根据自身业务需求,选择不同期限授权的 EDA 软件。对软件 换代需求不迫切的企业,通常采购永久期限授权软件;对软件换代需求迫切的企业,通常 采购固定期限授权软件。公司的固定期限授权通常为 1-3 年,根据客户自身需求及与公司 的协商,合同可约定在固定期限内提供一次或多次授权。多次授权模式下,公司分次向客 户提供 license,于每次提供 license 后取得收货(安装)确认单,并确认收入。

公司 EDA 软件销售价格主要根据软件授权期限长短、软件模块类别和数量、购买软 件套数、产品市场竞争力、客户性质与合作关系等因素与客户协商确定:(1)授权期限与 收取的授权费用正相关,即授权期限越长,授权费用越高,但并非完全的线性关系;(2) 公司开发的同一工具软件项下,通常有若干可选择模块,不同客户根据自身业务需求选择 需要购买的模块,最终软件销售价格等于客户选购的各模块价格的总和;(3)客户往往需 要在同一合同项下购买多套软件,用于在不同的机器上使用,公司会参考客户一次性购买 的软件套数给予一定程度优惠。此外,公司亦会考虑产品的市场竞争力、与客户的合作历 史、客户性质(如商业客户、科研院所、高校等)等,协商确定销售价格。
财务分析:收入利润高速增长,高研发投入构筑核心壁垒
营收与利润均高速增长,2021 年收入达到 5.79 亿元,归母净利润 1.39 亿元。公司 在 2018-2021 年实现营业总收入 1.51/2.57/4.15/5.79 亿元,YoY+70.2%/61.5%/39.5%, 主要由于国内 EDA 行业的持续增长和公司市场份额的不断提升。虽然国内 EDA 行业仍由 国际三巨头占据主导地位,但赛迪智库数据显示,公司占国内 2020 年 EDA 市场份额约 6%,紧随国际三巨头之后,成为国内市场第四大 EDA 工具企业。公司在 2018-2021 年实 现归母净利润 0.49/0.57/1.04/1.39 亿元,YoY+16.3%/82.5%/33.7%。公司与国内外主要 集成电路设计企业、晶圆制造企业、平板厂商建立良好的业务合作关系,并通过持续的技 术优化和产品迭代稳定与深化客户合作,具备较高的盈利能力和持续发展的空间。

主营业务拆分:包括 EDA 软件销售和技术开发服务。 1)EDA 软件销售:驱动公司增长的核心业务,以销售公司自主研发的四大类 EDA 工 具软件为主。公司 2018-2021 年 EDA 软件销售收入占营收比重 92.93%、84.67%、84.96%、 85.61%,是公司最主要的收入来源,复合增长率达 54%。EDA 软件销售收入包括全流程 EDA 系统、数字电路设计 EDA 工具、晶圆制造 EDA 工具,2021 年占 EDA 销售收入的比 例分别 72.36%、17.96%、9.68%,全流程 EDA 系统贡献了主要收入。 2)技术开发服务:受益于合同金额和客户增长,业务收入快速提升。基于在集成电 路领域多年积累的经验和能力,以及建立的自动化设计服务流程,公司为集成电路设计和 制造客户提供技术开发服务,2018-2021 年技术开发服务收入占营收比重分别为 7.07%、 15.33%、15.04%、14.39%,收入复合增长率达 102%,主要原因是公司的单笔服务合同 平均金额不断提升以及大量新客户开拓。
盈利能力较强,综合毛利率近 90%,始终保持较高水平。公司在 2018-2021 年综合 毛利率分别为 91.41%、87.68%、87.33%、89.36%,基本保持稳定。由于 EDA 软件为标 准化产品,不针对特定客户,相应开发成本全部计入期间研发费用,因此毛利率保持 100%。技术开发服务以定制化服务为主,需要投入的人工成本和委外费用较大,毛利相对较低, 公司 2018-2021 年技术开发服务毛利率分别为 34.25%、25.96%、24.74%、34.62%。 研发费率保持在 50%左右,高投入支撑公司产品领先与业务扩张,管理和销售费率保 持下降趋势。公司销售费用从 2018 年的 2480 万元增长至 2021 年的 8937 万元,大多数 主要客户均与公司具有较长的合作历史,客户粘性较大,服务成本相对较低,公司销售费 率从 2018 年的 16.45%降至 2021 年的 15.43%;管理费用从 2018 年 3733 万元增长至 2021 年 8016 万元,公司管理活动的规模效应开始凸显,近年来管理费用率持续下降,从 2018 年的 24.76%下降至 13.84%;研发费用从 2018 年 7510 万元增长至 2021 年 3.05 亿元,2018-2021 年研发费率为 49.81%、52.50%、44.22%、52.57%,公司保持对研发 的高投入,且研发费用均在发生当期进行费用化处理,未进行资本化。

净利率相对稳定,但受非经常影响较大,经营现金流表现良好。整体上看,公司呈现 出高毛利、高研发投入、低销售费用的特征,过去三年整体净利润率维持在 25%左右的水 平,经营杠杆释放下净利润实现较快增长。但公司净利润受非经常损益影响较大,扣非后 净利润水平不高,2019-2021 年,公司归母非经常性损益金额分别为 4446.37 万元、 6,342.88 万元、8,606.80 万元,主要为各类政府补助。集成电路产业是信息技术产业的核 心,近年来国家陆续出台了大批鼓励性、支持性法规和政策,为集成电路产业及 EDA 行 业的升级和发展营造良好的政策和制度环境,未来随着国家对集成电路产业及 EDA 行业 重视程度的不断加强以及公司研发的不断深入,我们预计公司获得的各项政府补助存在稳 定性与可持续性。同时由于公司是典型的产品型公司,经营回款周期相对较短,因此表现 出良好的经营性现金流,过去三年经营性现金流和净利润保持相当或大于净利润水平。
行业分析:自主可控势在必行,EDA 市场机遇已打开
行业概览:集成电路需求旺盛,催化 EDA 行业稳定增长
集成电路产业已是我国重点发展的战略性行业,发展前景广阔。集成电路是指将晶体 管等有源器件和电阻器、电容器等无源元件,通过电路互连,集成在半导体晶片上,封装 在一个外壳内、执行特定功能的电路或系统。集成电路可实现对输入信息的快速加工和处 理,具备集成度、成本、可靠性、性能及寿命等诸多方面的优势。随着集成电路技术的发 展,由其装配的电子设备亦出现小型化、智能化、高性能、低能耗等趋势。最近半个世纪 以来,集成电路已融入信息社会发展的各个方面,集成电路产业的高速发展助推了电子信 息技术产业的跨越式发展。 产业链:EDA 是集成电路产业上游最重要的细分领域之一。随着集成电路产业的发 展,设计规模越来越大,制造工艺日趋复杂,设计师依靠手工难以完成相关工作,必须依 靠 EDA 工具完成电路设计、版图设计、版图验证、性能分析等工作。EDA 是指利用计算 机辅助设计软件,完成超大规模集成电路芯片的功能设计、综合、验证、物理设计等流程 的设计方式。EDA 软件作为集成电路领域的上游基础工具,贯穿于集成电路设计、制造、 封测等环节,是集成电路产业的战略基础支柱之一。

市场需求:EDA 市场受下游需求拉动持续增长,未来前景广阔。在全球数字经济、 电子系统等相关领域长期向好的发展带动下,应用市场将对半导体相关领域带来积极的发 展促进作用,并为 EDA 工具的推广与应用形成良好市场环境。未来数年,驱动 EDA 工 具市场规模增长的积极因素包括全球半导体市场规模的持续扩张、晶圆制造产能的连续提 升、芯片复杂度提升带来的设计工具算力需求增加、晶圆工艺制程提升对制造类工具要求 增加、先进封装技术创新发展带来的 EDA 工具应用需求提升以及产权保护力度的增加等。 EDA 产业特点:高壁垒、高垄断、高投入。具体体现如下:1)寡头垄断,技术壁垒 高。2)属于典型的投资周期长、见效慢的基础性产业:①算法密集型大型软件系统,需 要长期的技术积累;②研发周期长、产业化周期长,需要持续不断的资金投入。3)需要 建立产业生态圈,得到产业链上下游的全力支持。4)并购整合是发展的重要手段。EDA 巨头致力于平台化发展,打造 IC 设计产品闭环,实现全流程服务。随着 IC 规模和种类的 扩大,IC 设计流程日趋复杂、环节众多。EDA 厂商一面大力投入研发,不断巩固细分领 域工具的优势,打造高集成度的综合平台;一面通过积极并购向空白领域延伸,三巨头累 计参与的并购次数超过 200 次,经历多年研发+数十次并购才实现了 IC 设计全流程的覆盖。
市场空间:全球市场近百亿美元,国内市场前景广阔
全球 IC 市场规模近 4000 亿美元,其中 EDA 市场规模超 70 亿美元。根据 WSTS 数 据,2020 年全球集成电路市场规模为 3612.26 亿美元,2014-2020 年 CAGR 为 4.50%, 总体保持稳定增长。EDA 作为 IC 行业上游核心环节,受 IC 行业景气度影响。根据 ESD Alliance 数据,2020 年全球 EDA 工具总销售额为 115 亿美元,2015-2020 年全球 EDA 软件市场规模稳定上升,CAGR 为 8.07%,高于集成电路整体市场规模的增速。全球 EDA 市场主要由 Synopsys、Cadence、Mentor Graphics 三大 EDA 厂商主导,其合计市占 率超过 60%。

国内 IC 市场规模已突破 8000 亿元,其中 EDA 规模约百亿人民币,中国半导体行业 协会预计 2025 年国内 EDA 市场将达到 185 亿元。受益于全球半导体产业链第三次转移, 中国下游场景需求旺盛拉动半导体销量,我国集成电路市场规模增速高于全球平均水平。 根据中国半导体行业协会数据,2020 年中国集成电路市场规模为 8848 亿元,2014-2020 年 CAGR 为 19.65%,高于世界平均水平。我国集成电路技术积累与欧美等发达国家存在 差距,在国家战略推动+新兴产业拉动下(AI、大数据、云计算、IoT),本土集成电路企 业能力有望提升,加速提升份额。 受限于 EDA 软件技术研发和产品验证迭代缓慢、行业生态发展和支撑落后等因素影 响,我国 EDA 软件和世界先进水平具有一定差距,但政策支持、贸易摩擦、行业需求、 人才回流等各方面利好因素下,我国 EDA 企业有望加速成长。根据中国半导体行业协会 数据,2020 年中国 EDA 工具总销售额为 93.1 亿元(yoy +28%),2018-2020 年 CAGR 为 17.6%,是全球增速最快的地区,其预计 2025 年国内 EDA 市场规模将达到 185 亿元, 对应 2020-2025 年复合增速达 14.7%。
2020 年,国内 EDA 市场中本土企业销售额 6.76 亿元。根据赛迪顾问数据,2018-2020 年,中国本土企业 EDA 工具销售额为 2.46/3.98/6.76 亿元,CAGR 为 65.77%,本土 EDA 企业增长迅猛。中国 EDA 行业中 85%以上市场份额被国际 EDA 厂商占据,国产化率低于 10%,国内本土 EDA 企业增长空间广阔。
竞争格局:国外三巨头主导,本土企业加速追赶
全球:Synopsys、Cadence、SiemensEDA 三足鼎立,行业集中度高。通过多年来 的研发投入和行业整合并购,三家厂商已建立起较为完善的行业生态圈,形成了较高的行 业壁垒和用户粘性,近年来市场份额维持稳定。第二梯队包括在某些领域具备全流程覆盖 能力,并在细分环节具有优势的厂商,如华大九天(面板设计、模拟电路仿真)、Altium(PCB 设计),PDFSolutions(良率)、ANSYS(电路仿真)。第三梯队厂商大多仅能提供特定环 境的点工具,大部分的国产厂商仍处于第三梯队。

中国 EDA 起步较早,受国内国际两方面影响未大规模推广,近年来涌现众多优秀公 司。受到巴统早期禁运的影响,我国于 1993 年推出自主研发的熊猫 EDA 软件;1994 年 禁运解除后,“造不如买”的思想导致熊猫 EDA 软件未被广泛推广。2008 年后,EDA 行 业重新受到国家重点扶持,国内 EDA 领域诞生了华大九天、概伦电子等一批优质企业。 其中,华大九天销售额占本土 EDA 企业销售的一半以上。2020 年,华大九天在国内市场 的占有率超过 Ansys,获得 5.9%的市场份额,仅次于 EDA 三巨头。
提供点工具企业众多,公司在国产 EDA 企业中拥有明显优势,打造全领域、全流程、 全球领军。中国 EDA 软件大多以点工具为突破口,少有 EDA 厂商拥有针对某种半导体产 品的全流程解决方案,与下游代工厂、芯片设计厂商构筑生态体系者寥寥。公司作为本土 EDA 龙头企业,是国内唯一拥有特定领域全流程解决方案的 EDA 公司,未来有望通过“自 研+并购”的模式,实现以点带面的发展,在其他领域实现全流程工具的覆盖。
趋势推演:新技术引领新变革,国产 EDA 力量正在崛起
新技术的发展趋势进一步带来新的行业机遇。设计方法学和新技术的应用对 EDA 工 具提出了新的要求,为 EDA 行业提供新的增长点,也为业内优质企业提供了发展机遇。 中国 EDA 公司还都年轻,可以用更少的包袱、更少的代价来使用更先进的架构如异构运 算、超并行、AI+等创新技术,实现更具竞争力的产品;5G/AI/大数据/云计算/AIoT 等新兴产业的兴起,给国内 EDA 企业带来更多的机会。
1)后摩尔时代技术演进驱动 EDA 技术应用延伸拓展。如芯粒技术将不同工艺节点和 不同材质的芯片通过 3D 集成等技术封装形成系统芯片,实现了新形式的 IP 复用,这一过 程需要 EDA 工具提供全面支持。后摩尔时代,技术从单芯片的集成规模、功能集成、工 艺、材料等方面的演进驱动着 EDA 技术的进步和其应用的延伸拓展。
2)设计方法学创新辅助平抑芯片设计成本。EDA 工具的发展创新,如重复使用的平 台模块、异构并行处理器的应用等技术极大程度提高了芯片设计效率。同时,EDA 工具技 术的进步和应用的推广一直以来是推动芯片设计成本保持在合理范围的重要方式。
3)人工智能技术将在 EDA 领域扮演更重要的角色。系统运算能力的阶跃式上升满足 了 AI 应用的基础,同时芯片复杂度的提升以及设计效率需求的提高也要求人工智能技术赋 能 EDA 工具的升级,辅助降低芯片设计门槛、提升芯片设计效率。
4)云技术在 EDA 领域的应用日趋深入。①有效避免芯片设计企业因流程管理、计算 资源不足带来的研发风险,保障企业研发生产效率;②有效降低企业在服务器配置和维护 方面的费用,让企业根据实际需求更加灵活地使用计算资源;③使芯片设计工作摆脱物理 环境制约,尤其在新冠疫情带来的居家办公需求下令 EDA 云平台发挥了重要作用;④有 助于 EDA 技术在教育领域的推广和应用,支持设计人才培养等相关工作。

对“卡脖子”技术进行国产替代的大趋势为国内 EDA 行业发展带来机遇。随着 18 年 以来中美科技摩擦的加剧,以及逆全球化的潜在风险不断增加,美国对中国高新技术产业 的限制逐步加深,尤其在集成电路和 EDA 工具领域体现的较为明显。例如在 2019 年 EDA 三巨头终止了与某些国内厂商的合作,为国产芯片的发展蒙上一层阴影。当前国际形势使 得工业生产的独立、安全、自主上升到国家安全层面。国内领先的集成电路企业,为了保 证供应链安全,加速了国产替代的需求。 同时,国家政策及各地方政策大力支持,产业迎来良好发展机遇。公司所属集成电路 产业与软件开发产业,因此集成电路与软件产业的相关法律法规和产业政策对公司发展具 有显著影响。近年来,我国政府陆续出台了大批鼓励性、支持性政策法规,投入了大量社 会资源,加速 EDA 工具软件的进口替代,加快攻克重要集成电路领域的“卡脖子”技术,有效突破产业瓶颈,牢牢把握创新发展主动权。政策和法规的发布落实,为集成电路产业和 软件产业提供了财政、税收、技术和人才等多方面的支持,促进了集成电路产业和软件产 业的发展。公司作为服务于集成电路产业的软件公司,将从上述政策和法规中获益。
公司分析:模拟领域市场领先,加速补全工具链打造 全领域优势
核心优势:覆盖模拟、面板领域全流程,技术能力全球领先
公司 EDA 工具在模拟电路设计和平板显示电路设计领域拥有全流程产品线,技术能 力全球领先。
1)模拟电路设计全流程 EDA 工具系统:公司目前是我国唯一能够提供模拟电路设计 全流程 EDA 工具系统的本土企业,全流程产品已进入以色列晶圆代工厂 TowerJazz 设计 参考流程。公司的模拟电路设计全流程产品已被全球近 300 家领先设计公司采用,支持每 年数百款芯片上百亿颗出货。
模拟电路 EDA 优势一:全流程。公司提供从电路到版图、从设计到验证的一站式解 决方案,集成原理图编辑工具、版图编辑工具、电路仿真工具、物理验证工具、寄生参数 提取工具和可靠性分析工具等。对标Synopsys的GalaxySE及Cadence的Virtuoso平台, 华大九天 Aether 是全球四大平台之一,目前公司在模拟电路仿真工具领域产品线齐全,具 备全球竞争力。

模拟电路 EDA 优势二:单点强。公司电路仿真工具全球领先,公司研发的高速高精 度并行电路仿真器 ALPS 和全球首发的异构仿真系统 ALPS-GT,连续三年全球 EDA 最高 学术和工程会议 DAC 评为“全球最佳电路仿真产品”。公司的电路仿真技术可比肩 Cadence,打破 SPICE 领域多年沉寂,ALPS 产品成为众多用户心中的最佳仿真器。 模拟电路 EDA 优势三:完整支持传统工艺设计。模拟芯片具有生命周期长、对先进 工艺制程依赖低的特点,往往更关注设计可靠性和低失真,因此通常采用更稳定的成熟工 艺制程。目前大部分模拟芯片产品仍在使用 28nm 及以上的成熟工艺制程。因此,从工艺 支持角度讲,公司已有模拟电路设计及验证工具已可以满足大部分模拟设计客户的制程需 要。
2)平板显示电路设计全流程 EDA 工具系统:全球唯一的平板显示电路设计全流程 EDA 工具系统。公司平板显示电路设计全流程多项技术全球首创,公司投资者交流材料 显示,其在国内新建产线中市占率超 90%。 平板显示 EDA 优势一:全流程。包含平板显示电路设计器件模型提取工具、平板显 示电路设计原理图编辑工具、平板显示电路设计版图编辑工具、平板显示电路设计电路仿 真工具、平板显示电路设计物理验证工具、平板显示电路设计寄生参数提取工具和平板显 示电路设计可靠性分析工具等。 平板显示 EDA 优势二:可与模拟电路 EDA 技术互通。平板显示电路设计与模拟电路 的设计理念、设计过程和设计原则有一定的相似性。公司基于模拟 EDA 工具的技术基础, 结合平板显示电路设计的特点,开发的平板显示电路设计 EDA 产品全球领先,同时可与 模拟电路 EDA 相关技术相互支持迭代。 平板显示 EDA 优势三:集成度高。该 EDA 工具系统被集成在统一的设计平台中,为 设计师提供了一套从原理图到版图,从设计到验证的一站式解决方案,为提高平板显示电 路设计效率,保证设计质量提供了有力的工具支撑。

发力方向:数字、制造领域补短板,依托单品优势逐点突破
公司 EDA 工具在数字电路设计和晶圆制造领域部分点工具市场领先,但产品整体丰 富度仍有待补充,公司正加速补短板,依托单品优势逐点突破,以点带面,加速对全球龙 头的追赶。
1)数字电路设计 EDA 工具:数字电路设计包含电路功能设计、逻辑综合、物理实现 以及电路和版图分析验证等,通常分为前端和后端。公司投资者交流材料显示,其数字电 路设计 EDA 工具系统在国产市场份额第一,覆盖全流程中近 60%的环节,已被超 200 家 全球领先的设计公司采用并列入公司标准设计流程。 数字电路 EDA 优势一:部分点工具全球领先。公司为数字电路设计的部分环节提供 了特色解决方案,包括单元库特征化提取工具 Liberal、单元库/IP 质量验证工具 Qualib、 时序仿真分析工具 XTime、时序功耗优化工具 XTop 以及版图集成与分析工具 Skipper 等。 其中,XTop 被 DeepChip 评为“2019 全球最佳时序优化 EDA 工具”;Skipper 被 DeepChip 评为“2018 全球最佳版图处理 EDA 工具”。
数字电路 EDA 优势二:大部分产品支持 5nm 先进制程。数字电路 EDA 工具大部分 产品支持国际领先的 5nm 制程,公司目前已发布的数字电路设计 EDA 工具中,单元库/IP 质量验证工具、高精度时序仿真分析工具、时序功耗优化工具、版图集成与分析工具和时 钟质量检视与分析工具均可支持目前国际最先进的 5nm 量产工艺制程,处于国际领先水平; 单元库特征化提取工具开发完成时间较短,目前可支持 40nm 量产工艺制程,与同类国际 领先工具仍存在一定差距。

2)晶圆制造 EDA 工具及服务:公司提供世界前列的晶圆制造与工程服务。其中,版 图及掩膜版数据处理软件性能全球领先。同时,公司投资者交流材料显示,公司晶圆制造 工程服务国内市场份额第一,提供全套芯片制造服务,客服涵盖国内 80%晶圆制造企业, 支持 14/12nm 工艺。 公司针对晶圆制造厂的工艺开发和 IP 设计需求提供了相关的晶圆制造 EDA 工具,包 括器件模型提取工具、存储器编译器开发工具、单元库特征化提取工具、单元库/IP 质量 验证工具、版图集成与分析工具以及模拟电路设计全流程 EDA 工具等,为晶圆制造厂提 供了重要的技术支撑。
业务进展:成熟制程具备优势,先进工艺和补全工具链是重要方向
1.已有产品:模拟、平板显示全流程能力突出,四大业务线均有亮点产品。公司在模 拟电路设计和平板显示电路设计领域实现工具系统全流程覆盖,在数字电路设计领域已具 备涵盖全流程中 60%的产品和技术,全套晶圆制造工程服务覆盖下游众多客户。模拟领域 的电路仿真器 ALPS、数字领域的时序优化工具 XTop、晶圆制造领域的版图及掩膜版数据 处理软件等点工具均在全球处于领先水平。
公司 EDA 工具系统支持的工艺制程占市场总需求的近 7 成,对先进工艺的支持和认 证是主要方向。根据公司第二轮审核问询函的回复,从工艺制程的角度来看,全球集成电 路产业中 28nm 以下工艺制程的应用比例在 33%左右。另根据国内晶圆制造龙头企业中芯 国际集成电路制造有限公司公布的数据,其 28nm 及以下工艺节点收入占比低于上述公开 数据。28nm 及以上工艺制程在目前集成电路量产工艺制程中相对成熟且市场份额具有明 显的领先优势。

公司EDA工具系统目前可覆盖大部分应用场景的设计需求。集成电路应用领域广泛, 从细分应用领域的角度来看,越小的制程用于对算力、功耗有很高要求的芯片,如中高端 移动设备、人工智能、5G 基础架构、高性能计算等;成熟的制程用于对性能要求相对不 高,但是成本敏感的领域,如汽车电子、物联网、可穿戴设备等,而成熟制程的应用场景 占总体需求的比例目前仍保持高位。
2.在研项目:下游需求升级对产品提出更高要求,公司在研项目开展顺利。为适应行 业发展趋势,不断满足市场需求,公司高度重视在研项目的进展与投入情况,匹配了高质 量的团队、提供了充足的经费。目前在研项目包括模拟电路设计全流程技术升级开发、数 字电路设计工具技术升级开发、平板显示电路设计工具技术升级开发。丰富的在研项目储 备保障公司未来持续推出新产品,以应对产业升级和市场竞争。
3.生态合作:积极加入上下游国际主流厂商生态链,面向先进制程深度协作。在三星 先进晶圆代工生态系统 SAFE 论坛上,三星正式宣布公司成为其 SAFE-EDA 生态系统的 全新合作伙伴。通过双方协同,公司 SPICE 电路仿真工具 Empyrean ALPS 在 2021 年成 功通过三星 Foundry EDA 工具认证流程 SAFE-QEDA,实现对其 8nm(8LPP)工艺制程的支持。未来,公司将继续与三星 Foundry 深度协作,为产业提供全新及领先的设计资源 和解决方案,助力 IC 设计效率提升,加速产品面市。公司不断提升自身产品研发能力, 打入全球半导体产业主流供应链,与上下游合作提升先进制程支配等技术能力,从而再度 强化上下游与公司合作研发的意愿和生态关系,实现研发合作的正反馈。
未来规划:以点带面,打造全球领先的全领域、全流程 EDA 厂商
公司致力于打造全球领先的全领域、全流程 EDA 厂商。在产品层面上,坚持自主研 发为主,并购整合为辅,提供全球领先的设计、制造、封测全流程完整解决方案,在此基 础上打造多个具有核心竞争力和市场规模的旗舰型产品。同时,采用以点带面、点面结合、 立足国内、目标全球的市场策略。

公司招股说明书显示,其未来规划采取的措施:
1)加大研发投入,提高产品竞争优势。公司将持续加大研发投入,加大基础性、关 键性核心技术的研发创新力度,推进异构计算、AI 等前沿技术与 EDA 技术的融合创新, 采取自主研发、合作开发和并购整合相结合的模式加速全流程布局和核心技术的突破,全面增强 EDA 产品的服务支撑能力,并在部分核心关键产品上领先全球,提高竞争优势。
2)加强市场推广力度,进一步拓宽市场。公司将进一步加大市场开发力度,加大客 户维护和开发投入,推进精细化客户开发及管理,在深耕现有客户的同时拓宽市场渠道, 推动产品在全球产业链上下游企业客户中的广泛应用,提升营销团队的效率与服务团队的 品质,不断优化销售与服务体系,提高客户满意度。通过上市进一步增加品牌的宣传力度 和传播范围,积极拓展国内外市场业务,力争成为全球具有重要影响力的企业。
3)加强产学研协作及人才队伍建设,形成规模化的科学专业人才梯队。公司将加强 产学研协作,加大后备人才力量的培养,深化与知名高校和科研院所的合作,建立长期稳 定的人才输送渠道,提升公司技术实力。同时,公司将进一步完善和强化人才队伍建设, 以项目为核心,以技术为导向,加大对高端人才和创新技术的激励和引进,为人才设计多 元化的职业发展通道,实现人才与企业的共同成长。
4)促进产业链上下游协作,实现协同发展。公司将与集成电路设计企业、制造企业、 公共服务机构、高校、科研院所共建产业生态,进行前瞻性、应用性研究,增强技术创新 能力,为 EDA 产品开发和应用构建良好的生态环境,快速推进 EDA 技术与先进工艺的融 合,提升产业链自主可控能力,促进产业链上下游协作,实现产业链上企业的协同发展。
盈利预测
1)收入和毛利率预测
公司的收入主要来自两部分主营业务:EDA 软件销售和技术开发服务。其中 EDA 软 件销售收入包括全流程 EDA 工具系统、数字电路设计 EDA 工具、晶圆制造 EDA 工具三 项业务收入。2019-2021 年,公司主营业务收入占比分别为 98.50%、97.92%和 98.02%, 主业突出。其他业务收入主要为代理软件销售和配套硬件销售,占比较小。
1、EDA 软件销售收入:我们预计 2022-2024 年公司 EDA 软件销售收入快速增长, 2022-2024 年收入绝对值预测为 6.77/9.35/12.88 亿元,增速为 39%/38%/38%。
一方面,国内 EDA 行业持续增长,公司在国内的市场份额不断提升。在全球集成电 路及 EDA 行业发展持续向好、我国集成电路产业保持高速增长的大背景下,国内的 EDA 行业迎来持续良好增长。2021 年公司收入 5.79 亿元,在国内市场紧随国际三巨头之后。 国内 EDA 行业的持续增长和公司市场份额的不断提升有望持续带动公司收入的增长。另 一方面,公司深耕 EDA 行业,凭借持续的研发投入和强大的技术实力,满足原有客户的 需求,并不断拓展新客户。公司作为国内规模最大、产品线最完整、综合技术实力最强的 EDA 工具软件提供商,经过多年的潜心研发和持续投入,目前产品和服务覆盖模拟电路 设计、数字电路设计、晶圆制造和平板显示电路设计等 EDA 产品的细分领域,积累了 K1、上海华虹、京东方、惠科股份、上海兆芯、TCL 等知名集成电路设计企业、晶圆制造企业 和平板厂商客户,未来有望持续进行市场开拓,进一步挖掘新客户和老客户新需求。
2、技术开发服务:我们预计技术开发服务收入同步快速增长,2022-2024 年收入绝 对值预测为 1.10/1.47/1.92 亿元,增速为 35%/33%/31%。
关键假设:主要承接 Fabless 和 Foundry 的技术开发服务,随 EDA 产品销售规模 而增长。提供设计支持服务和晶圆制造工程服务,按具体项目向客户收取费用,客户需求 规律性相对较低。一方面,随着公司在集成电路领域经验和能力的不断积累和提升,服务 内容的不断提升和增强,单笔服务合同平均金额有望不断提升;另一方面,公司不断拓展 新客户,预计未来确认收入的技术开发服务合同数量不断上升,有望随 EDA 产品销售收 入同步快速增长,预计 2022-2024 年技术开发服务增速可达到 35%/33%/31%。 预计毛利率保持相对稳定。
3、其他业务:预计其他业务收入随主业收入稳步提升,2022-2024 年收入绝对值预 测为 0.15/0.19/0.25 亿元,增速为 30%/30%/30%。
关键假设:其他业务收入主要为代理软件销售和配套硬件销售,占比较小。随着公司 主营业务体量持续增长,配套硬件销售收入也有望不断提升。 预计毛利率保持相对稳定。2019 年度、2020 年度和 2021 年度,其他业务毛利率分 别为 23.95%、23.56%和 28.10%,其他业务包含代理软件销售和配套硬件销售,成本占 比较高。我们判断毛利率波动与业务类型和结构有较大关系。预计 2021-2023 年其他业务 毛利率保持相对稳定,保持在 28%。
综上,预计公司2021-2023年营业收入为8.02/11.01/15.05亿元,增速为 38.4%/37.3% /36.8%,综合毛利率为 89.7%/90.1%/90.5%。
2)费用预测
我们预计公司的研发费用率、销售费用率、管理费用率均有所下降。 销售费用:由于公司销售人数增长较快,近三年销售费用逐年上涨,整体和销售收入 增速同步,但销售费用率逐年下降,2019-2021 年销售费率分别为 18.3%/16.3%/15.4%。 公司作为国内 EDA 行业龙头企业,具有较强的品牌效应,大多数主要客户均与公司具有 较长的合作历史,客户粘性较大,服务成本相对较低;且公司采用直销模式,除职工薪酬 以外,其余各项销售费用占比较小。我们认为未来 3 年公司业务有望快速起量,销售人数 也会快速增加,但人均销售不断提升,预计销售费用增速低于收入增速。预计 2022-2024 销售费率为 13.7%/13.3%/12.5%,逐年下降。
管理费用:公司近三年管理费用上涨主要因经营规模扩大,管理人员数量和员工薪酬 逐年增加,但管理费用整体增速低于收入增速,管理费率持续下降,2019-2021 年分别为 18.6%/15.3%/13.8%,管理活动的规模效应开始凸显。我们预计公司未来 3 年管理费用保 持平稳增长,管理费率下降,预计 2022-2024 管理费率分别为 12.0%/10.9%/9.9%。 研发费用:公司 2019-2021 年研发费用分别为 1.35、1.83 和 3.05 亿元,研发费率分 别为 52.5%、44.2%、52.6%,EDA 行业为典型的技术驱动型行业,软件更新换代速度较 快,需要持续、大量的进行研发投入。公司既有工具需要持续投入研发进行迭代,一方面需要新技术融入与先进工艺开发,另一方面要针对不同的细分应用领域做适应性开发改善 客户体验,同时公司尚未完成数字芯片设计全流程的工具,需要投入更多研发费用进行新 工具的开发,综上我们认为公司研发费用的投入是实现收入持续增长的关键,预计研发费 率未来保持较高水平,预计 2021-2023 年研发费用率分别为 56.4%/55.7%/53.3%。
3)整体盈利预测
综上,我们预计公司的收入将快速增长,收入增长率整体高于净利润增速,主要原因 是未来公司仍将保持较大的研发投入保持产品和技术的领先,同时需要不断补足数字电路 和晶圆制造领域产品线。我们预测公司 2022-2024 年分别实现营业收入 8.02/11.01/15.05 亿元,实现净利润 1.92/2.61/3.65 亿元,对应 EPS 分别为 0.35/0.48/0.67 元。
(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)
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