2024年华大九天研究报告:国内EDA龙头企业,自主可控下迎机遇
- 来源:华创证券
- 发布时间:2024/12/10
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华大九天研究报告:国内EDA龙头企业,自主可控下迎机遇。EDA龙头企业,向全流程、全领域迈进。公司成立于2009年,始终聚焦于EDA工具的开发、销售及相关服务业务,致力于成为全流程、全领域、全球领先的EDA提供商。公司主要产品包括全定制设计平台EDA工具系统、数字电路设计EDA工具、晶圆制造EDA工具和先进封装设计EDA工具等软件及相关技术服务。2018-2023年公司营业收入复合增速为46.24%,归母净利润复合增速为32.62%,2020年公司国内EDA市场以5.9%的市占率排名第四,仅次于三大国际巨头,凭借核心技术实力以及在行业的领先地位,公司先后承担了诸多国家级重大科研项目。EDA行业...
一、华大九天:EDA 龙头企业,向全流程、全领域迈进
(一)聚焦全领域及全流程 EDA 工具,国资背景突出
公司成立于 2009 年,始终聚焦于 EDA 工具的开发、销售及相关服务业务,致力于成为 全流程、全领域、全球领先的 EDA 提供商。公司主要产品包括全定制设计平台 EDA 工 具系统、数字电路设计 EDA 工具、晶圆制造 EDA 工具和先进封装设计 EDA 工具等软件 及相关技术服务。凭借核心技术实力以及在行业的领先地位,公司先后承担了诸多国家 级重大科研项目,包括国家“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品”重大科技 专项中的“先进 EDA 工具平台开发”与“EDA 工具系统开发及应用”课题项目以及科技 部重点专项“超低电压高精度时序分析技术”和“EDA 创新技术研究”课题项目等。公 司总部位于北京,在南京、成都、深圳、上海、香港、广州、北京亦庄和西安等地设有全 资子公司,在武汉、厦门等地设有分支机构。
公司背靠国资,属“EDA 国家队”领军企业。公司实际最大股东为中国电子集团,其通 过子公司中国电子有限公司和中电金控间接持有公司 30.16%的股份。公司无控股股东及 实际控制人,公司经营方针及重大事项的决策均由股东大会和董事会按照公司制度讨论 后确定,避免了因单个股东控制引起决策失误而导致公司出现重大损失的可能,具有灵 活性和专业性。国家集成电路产业基金持股 8.88%,同时国家中小企业基金、深创投也有 参股,华大九天是名副其实的“EDA 国家队”。作为中国电子及计算机行业的航母级集 团,中国电子完整的产业体系能为公司带来资金、技术上的支持,有益于打造集成电路 产业生态。九创汇新为公司的员工持股平台,成立于 2016 年,持股比例为 17.63%。

(二)深耕 EDA 行业,专注 EDA 工具全流程覆盖
公司主要从事用于集成电路设计、制造和封装的 EDA 工具软件开发、销售及相关服务业 务,产品包括全定制设计平台 EDA 工具系统、数字电路设计 EDA 工具、晶圆制造 EDA 工具和先进封装设计 EDA 工具等软件及相关技术服务。其中,全定制设计平台 EDA 工 具系统包括模拟电路设计流程 EDA 工具系统、存储电路设计流程 EDA 工具系统、射频 电路设计流程 EDA 工具系统和平板显示电路设计流程 EDA 工具系统;技术服务主要包 括基础 IP、晶圆制造工程服务及其他相关服务。公司产品和服务主要应用于集成电路设 计、制造及封装领域。
(三)营业收入持续增长,毛利率维持高位
1、公司营业收入近年高速增长,盈利能力稳健
营收实现快速增长,盈利能力较强。2018-2023 年,公司营业收入由 1.51 亿元增长至 10.10 亿元,CAGR 为 46.24%;归母净利润由 0.49 亿元增长至 2.01 亿元,CAGR 为 32.62%,主要由于国内 EDA 行业的持续增长和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,实现收入规模提升。2024 年 Q1-Q3 实现收入 7.44 亿元,同比增长 16.25%; 归母净利润 0.59 亿元,同比下降 65.84%,主要系公司加大研发投入以及公司计提股份支 付并叠加政府补贴减少,致利润短期承压。
毛利率保持较高水平,持续加大研发力度。2021-2023 年毛利率分别为 89.36%、90.25%、 93.78%,2024Q1-Q3 毛利率为 91.86%,毛利率始终维持在 89%以上。费用率方面,为确 保自身的竞争力,公司保持了持续高比例的研发投入,2023 年销售费用率、管理费用率、 研发费用率分别为 16.43%、12.64%、67.77%,同比分别+1.52pct、-1.52pct、+6.79pct。2024 年 Q1-Q3 销售费用率、管理费用率、研发费用率分别为 18.78%、11.83%、72.93%。2021- 2023 年净利率分别为 24.05%、23.24%、19.87%,2024Q1-Q3 净利率为 7.87%,净利率有 所下降。
2、公司收入以 EDA 软件销售为主,技术开发业务收入快速提升
主营业务拆分:EDA 软件销售和技术开发服务 1)EDA 软件销售:为驱动公司增长的核心业务,其中包括全流程 EDA 系统、数字电路设计 EDA 工具、晶圆制造 EDA 工具等工具软件。公司 2021-2023 年 EDA 软件销售收 入占营收比重 83.92%、84.90%、89.56%,2024H1 占比为 86.88%,是公司最主要的收入 来源。 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,2021-2023 年技术开发服务收入占营收比重分别为 14.11%、 11.22%、8.13%,2024H1 占比为 11.8%,主要系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。
毛利率分产品看,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 2021-2023 年技术开发服务毛利率分别 为 34.62%、38.25%、46.35%,2024H1 技术开发服务毛利率为 36.07%。
2018-2023 年公司经营性现金流净额均为正,2023 年为 2.49 亿元,上市之后 ROE 先升高 后下降。上升主要系公司投资带来的收益高,自有资本获得净收益能力增强;后期下降 主要系公司为了扩大市场份额和增强竞争力,进行了一系列的业务扩展,导致费用增加,包括研发、营销、人才等方面的成本增加,进而影响 ROE。
公司实施股权激励,覆盖核心员工人数多。2023 年 11 月 6 日,公司发布 2023 年限制性 股票激励计划草案,并于 12 月 19 日完成首次授予。根据股权激励草案,本次激励计划 拟授予不超过 1086 万股,约占当时公司总股本的 2%,其中不超过 869 万股,预留 217 万股,首次授予价格为 51.22 元/股,预留部分的授予价格为 51.07 元/股,业绩考核目标 为:以 2022 年为基数,2024/2025/2026 年营业收入或年度毛利增长率分别达到 64%/101%/139%。
二、EDA 行业前景广阔,自主可控是大势所趋
(一)EDA 软件是设计和生产芯片不可或缺的工具
EDA 软件指利用计算机辅助以完成集成电路芯片从设计到封测的工业软件。EDA (Electronic Design Automation)即电子设计自动化。它是利用计算机辅助,来完成超大 规模集成电路芯片的设计、制造、封测的大型工业软件,融合了图形学、计算数学、微电 子学、拓扑逻辑学、材料学及人工智能等技术。随着集成电路制程的进步,设计规模越 来越大,制造工艺越来越复杂,设计师难以依靠手工完成相关工作,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。根据 EDA 工具的应用场景不同, 可以将 EDA 工具分为数字设计类、模拟设计类、晶圆制造类、封装类、系统类等五大类。 EDA 软件是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。随着集成电路产业的快速发展,设计规模、复杂 度、工艺先进性等不断提升,EDA 工具的作用更加突出,已成为提高设计效率、加速产 业技术进步与革新的关键因素。
集成电路设计与制造流程均需要对应的 EDA 工具。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,包括用于支撑工艺平台 开发和集成电路制造两个阶段的制造类 EDA 工具以及支撑集成电路设计阶段的设计类 EDA 工具: 工艺平台开发:主要由晶圆厂主导完成,在其完成半导体器件和制造工艺的设计后, 建立半导体器件的模型并通过 PDK 或建立 IP 和标准单元库等方式提供给集成电路 设计企业。 集成电路设计:主要由集成电路设计企业主导完成,其基于晶圆厂提供的 PDK 或 IP 和标准单元库进行电路设计,并对设计结果进行电路仿真及验证。物理实现完成后 仍需对设计进行再次仿真和验证,最终满足指标要求并交付晶圆厂进行制造。 集成电路制造:主要由晶圆厂根据物理实现后的设计文件完成制造。若制造结果不 满足要求,则可能需要返回到工艺开发阶段进行工艺平台的调整和优化,并重新生 成器件模型及 PDK 提供给集成电路设计企业进行设计改进。
(二)集成电路产业高景气发展,迎来更加广阔的空间和机遇
EDA 为半导体产业链的关键上游环节。EDA 行业的上游主要包括硬件设备、操作系统、 开发工具及其他辅助性软件等供应商。EDA 行业的下游主要包括集成电路设计、制造、 封测企业,也包括部分各应用领域的系统厂商或设备制造商。EDA 行业的市场状况与集 成电路产业的发展状况紧密相关,其衔接集成电路设计、制造和封测,对行业生产效率、 产品技术水平有重要影响。从集成电路设计的角度看,设计人员必须使用 EDA 工具设计 几十万到数十亿晶体管的复杂集成电路,以减少设计偏差、提高流片成功率及节省流片 费用。EDA 作为半导体产业链的关键上游环节,为芯片设计提供电路设计、功能验证、 布局布线等核心步骤的支持,为晶圆制造环节的良率和效率提供了有效保障,并确保在 封测环节完成最终的设计验证。
集成电路是数字经济的基础,EDA 则是集成电路产业的发起点和支点。从市场价值来看, 根据赛迪智库数据,2020 年全球 EDA 的市场规模仅为 114.67 亿美元(含 IP 市场),却 支撑着数千亿美元的半导体产业以及数万亿美元的数字经济。作为芯片设计不可或缺的 工具,EDA 技术成为半导体产业链中的关键赋能者。
集成电路和 EDA 行业高度关联,两者形成双向正循环。集成电路制程提升拉动 EDA 技 术迭代升级,EDA 技术升级推动集成电路更新换代,两者形成双向正循环。随着全球对 智能手机、电脑、智能可穿戴设备等移动智能终端的需求不断上升,全球集成电路产业 规模也随之增大。根据 TechInsights 统计,2023 年全球集成电路产业规模达到 4522 亿美 元,同比 2022 年下滑 12.1%;预计在 2024 年全球集成电路产业规模达到 5017 亿美元, 同比增长 10.9%,全球集成电路行业市场规模呈波动增长态势。中投产业研究院指出, 2017-2023 年,我国集成电路制造业销售额呈增长态势,2023 年中国集成电路制造业销 售额为 3874 亿元,同比增长 0.5%,下游消费电子市场疲软等因素也对全球集成电路市 场规模产生影响,进而影响我国的集成电路销售额。
我国集成电路产业未来发展前景广阔。集成电路制造业是信息通讯、自动控制、网络技 术等众多领域现代化产品赖以发展的重要源泉。其产业规模与科研水平已成为评判国家 综合实力和科技水平的重要标准,受到世界各国的重点关注。集成电路制造业作为电子 信息技术发展的核心与基础,具有广阔的发展前景和重要的战略地位。未来,随着技术 升级、应用领域拓展、国产替代加速以及产业链协同发展等趋势的推动,我国集成电路 制造业将迎来更加广阔的发展空间和机遇。
(三)EDA 市场规模持续扩大,国内市场多为国外厂商所占据
随着制程工艺的演进,芯片技术迭代速度越来越块,集成度不断提高,EDA 工具在提高 设计效率、优化性能、缩短产品上市时间中的作用越来越大。根据中商产业研究院的数 据,2023 年世界 EDA 产业市场规模达到 145 亿美元,较 2022 年增长 8.2%。

我国 EDA 行业市场规模快速增长,占全球 EDA 市场的份额也同样保持增长趋势。EDA 是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 路产业的重要基础支柱之一。近年来,国内集成电路行业的快速发展带动了 EDA 市场规 模不断扩大,2023 年中国 EDA 市场规模达到了 120 亿元,随着国内 EDA 市场生态的持 续完善,中国 EDA 市场规模在全球份额将快速提升,目前约占全球 EDA 市场的 10%, 中商产业研究院预计,2024 年中国 EDA 市场规模将达到 135.9 亿元,实现同比增长约 13%。
EDA 行业全球市场集中度较高,可分为三大梯队。全球 EDA 行业主要由 Cadence(楷 登电子)、Synopsys(新思科技)和 SiemensEDA(西门子 EDA) 占据,凭借具有行业 领导地位的全流程解决方案以及具备核心竞争优势的点工具稳居第一梯队。华大九天与 其他几家企业,凭借核心优势产品在行业内形成局部领先,并可以提供具有行业领导地 位的关键流程解决方案。第三梯队的企业主要是通过深耕点工具方案或部分设计全流程 方案的 EDA 企业,目前在部分关键流程或特定工艺的全流程解决方案上具有较强竞争 力。
我国 EDA 厂商起步较晚,国内市场多为国外厂商所占据。受制于海外 EDA 龙头的深厚 技术、经验积累,国内 EDA 市场仍主要由三大巨头占据。虽然 EDA 国产化势头凶猛, 2020 年国际三大 EDA 巨头新思科技、Cadence 和西门子 EDA 在国内市场仍然占据明显 的头部优势,合计占据 70%以上的市场份额。国内企业来看,国产 EDA 企业逐步发力, 2020 年华大九天在国内 EDA 市场以 5.9%的市占率排名第四,已经超过另外两大海外大 厂 Ansys 和 Keysight。
(四)技术壁垒、人才培养、客户关系筑造 EDA 行业高壁垒
芯片设计工艺复杂,“摩尔定律”推动晶体管数量显著增长。随着“摩尔定律”推动, 单个芯片内部的晶体管数量每 18 个月翻一倍,5nm 的芯片可容纳 125 亿个晶体管,未来 3nm 芯片将容纳近 160 亿个晶体管。芯片设计环节繁多且复杂,如果没有高度自动化的 设计工具与设计流程,芯片设计图纸将无法完成,依靠 EDA 工具完成集成电路设计、版 图设计、版图验证、性能分析等工作是必不可少的。因此对 EDA 软件的可靠性与计算能力要求越来越高,开发难度也逐渐增大。
在“摩尔定律”的推动下,集成电路芯片的设计成本逐代攀升。以 SoC 芯片为例,IBS 数据显示,28nm 制程 SoC 芯片设计成本为 5130 万美元,制程上升至 5nm 芯片的设计成 本更是高达 54220 万美元,IC 设计高昂的成本使得 EDA 软件愈发重要。EDA 基础技术 的不断突破和持续应用,需要通过较长时间的技术研发和专业积累才能逐步实现。目前 优势企业尽管已经占据绝对领先地位,但仍在不断加大基础研究和前沿技术研究力度, 通过和集成电路应用企业上下游合作,在原有的技术基础上积极开发新型算法。
EDA 行业高强度及长周期的研发投入造就行业较高的技术壁垒。EDA 工具需要对数千 种情境进行快速设计探索,以求得性能、功耗、面积、成本等芯片物理指标和经济指标 的平衡。每一次系统性、革命性的 EDA 升级换代都是 EDA 企业和集成电路应用企业上 下游合作,在原有的技术基础上开发的新型算法。随着集成电路制造工艺进入 7nm 以下, 芯片中标准单元数量已经达到亿数量级,EDA 算法已经成为数据密集型计算的典型代表, 需要强大的数学基础理论支撑,且对算法的要求较高。这种基础技术的不断突破和持续 应用,需要通过较长时间的技术研发和专利积累才能逐步实现。即使目前优势企业已经占据绝对领先地位,但仍在不断加大基础研究和前沿技术研究力度。企业对 EDA 的长期 高强度产业化投入成为 EDA 领军企业保持长久竞争力的关键。同时,高强度、长周期 的研发投入形成了高行业竞争壁垒,新入局者很难形成具有竞争力的研发投入能力。
EDA 行业是典型的技术驱动型产业,人才储备是其立足根本。EDA 处于多学科交叉领 域,电路设计和仿真验证属于电子、物理范畴,程序设计和算法属于计算机、数学问题, 制造过程综合了材料、工艺等问题,凝聚了数学、物理、计算机、材料、工艺等学科知 识。因此从事 EDA 开发需要大量综合性人才,而培养一名 EDA 研发人才,从高校课题 研究到从业实践的全过程往往需 10 年左右的时间。先期进入行业的企业拥有经验丰富、 实力雄厚的研发队伍,其在产业上的领先地位进一步为其雇员的职业发展提供良好路径, 为持续吸引人才带来优势,而新进入 EDA 行业的企业在研发人才储备方面追赶难度较 大。人才集聚与人才培养方面,行业内领先企业具备更高的知名度与更加完善的技术培 训体系,对人才的吸引力较强。行业大部分尖端人才集中在领先企业,新进入企业很难 形成人才吸引力与完善的人才培养机制,这也成为了阻碍后进 EDA 企业发展的关键因素 之一。
EDA 人才的数量及水平提升将会显著推动公司经营规模与盈利水平。根据赛迪智库数据, 2018 年我国 EDA 行业人才总规模约为 2,800 人,其中供职于本土企业人才占比仅为 25%, 在行业、市场共同发力的促进下,我国 EDA 行业从业人员数量大幅增加,其中 2020 年我国本土 EDA 企业总人数约 2,000 人,同比增长超过 40%,接近全国 EDA 行业总人数 的一半,随着国内 EDA 行业持续发展,我国本土 EDA 企业人员持续回流,并逐步成为 我国 EDA 行业的核心群体。参考 EDA 行业的国际领先企业 SYNOPSYS,2016 年-2023 年员工人数持续扩张,由 2016 年的 10669 人增长至 2023 年的 20300 人,CAGR 约为 9.6%,其中人均创收、人均创利分别由 22.71 万美元和 2.50 万美元增长至 28.78 万美元 和 6.06 万美元。人才在 EDA 行业是无比重要的,人才数量的增长和人效的提升将会产 生显著的规模效应,并将会提升公司经营规模与盈利水平。
集成电路制造与设计企业对合作 EDA 供应商粘性较强,形成产业生态圈。从整个产业链 来看,芯片制造厂商为 EDA 厂商提供工艺文件、工艺参数(PDK)上的支持,EDA 厂商 从而将设计出的曲线与实际流片曲线进行拟合,吻合度越好说明工具越成熟。芯片设计 厂商是 EDA 工具的主要使用者,并向 EDA 厂商反馈新工艺和复杂设计中遇到的问题, EDA 厂商从而为芯片制造厂商解决设计过程中遇到的各种问题,以实现与芯片制造厂商 的共同进步。由于集成电路制造和设计企业对 EDA 企业的合作精力有限,对规模较小、 成立时间较短的 EDA 企业很难提供相应合作资源。这意味着市场尾部 EDA 企业难以 获得生产线的最近工艺数据参数,在与工艺紧密相关的工具领域无法进行技术布局,束 缚了其业务的发展与完善,这也造成了 EDA 行业下游用户一旦确定了 EDA 供应商, 短时间在内部更换 EDA 工具软件的成本较大,因此集成电路制造与设计企业一旦与 EDA 工具供应商形成稳定的合作关系,不会轻易更换供应商,对合作供应商粘性较强, 进而提高了 EDA 行业的壁垒。
(五)我国 EDA 行业起步较晚,政策频繁出台支持国产化发展
全球 EDA 行业经历三个时代,芯片复杂度提升推动行业发展。全球 EDA 行业发展历经 计算机辅助设计(广义 CAD)、计算机辅助工程(广义 CAE)、电子设计自动化(EDA) 三个时代。21 世纪后,EDA 技术快速发展,软件效率显著提升,仿真验证和设计两层面 的 EDA 软件工具功能更加强大,更大规模的可编程逻辑器件不断推出,系统级、行为级 硬件描述语言趋于更加高效和简单。
我国 EDA 起步较晚且发展较为曲折,发展进度落后于发达国家。我国 EDA 软件行业从 20 世纪 80 年代中后期才真正开始,相较于全球 EDA 软件行业的发展晚了十年。受巴黎 统筹委员会对中国实施禁运的影响,自建国以后 EDA 核心技术一直无法进入中国。1978 年,“数字系统设计自动化”学术会议在桂林阳朔举行,这次会议被誉为“中国 EDA 事 业的开端”。1986 年我国开始研发自有 EDA 系统,国产集成电路计算机辅助设计系统 “熊猫系统”的诞生标志着中国 EDA 行业的开始,填补了我国在 EDA 领域的空白。但 由于行业生态环境的发展和支撑相对滞后,且 1994 年巴黎统筹委员会解散导致大量国外 EDA 工具进入中国,国内 EDA 企业发展陷入停滞。直到 2008 年 4 月国务院常务委员会 通过国家科技重大专项“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品”实施方案后, 本土 EDA 企业重新迎来发展良机,开始涌现出诸如华大九天、概伦电子、广立微等优质 EDA 企业。2020 年,国务院印发《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若 干政策》,首次将 EDA 写入国家集成电路产业政策中,标志着我国 EDA 行业正式迈入 高速发展阶段。
Chip 4 芯片法案进一步限制我国半导体产业发展。2020 年以前,美国将中兴通讯、华为 等纳入“实体清单”,主要限制企业购买美国电子元件。2020 年以来,限制范围逐步向 上游延伸,其中 2020 年 5 月,美国宣布限制华为使用美国 EDA 设计软件,打击华为的 芯片设计能力;2022 年 3 月,美国提出组建“芯片四方联盟”,意图强化对半导体全产 业链的影响力。2022 年 8 月 15 日美国商务部将 EDA 软件、金刚石和氧化镓纳入出口管 制清单,其中 EDA 软件主要用于设计 GAAFET 结构集成电路,金刚石和氧化镓为第四 代半导体材料,本次措施主要是限制中国企业未来 3 纳米以下芯片的设计与生产,影响 未来用于新能源等场景的第四代半导体发展。我国半导体产业尚处于追赶阶段,近年来 半导体制造产能有所上升,主要集中在成熟制程方向(28 纳米及以上),先进制程处于 被限制状态。从中长期看,法案必然影响我国大陆半导体产业链企业与台资、外资制造 企业合作,阻碍境内企业通过合作提升技术和管理水平,封锁先进制程领域产能的提升 空间,加剧中高端芯片制造“卡脖子”困境。此外,EDA 出口限制将进一步拉大境内外 半导体产品技术差距,GAAFET 结构是突破 3 纳米制程的关键技术,出口管制将会限制 境内半导体设计企业开发 3 纳米以下的产品,在未来与国际先进厂商形成差距。

我国半导体产业持续迎外部限制的加码,自主可控势在必行。2024 年 12 月 2 日,美国 商务部工业与安全局(BIS)公布了对中国半导体出口管制措施新规则,将 140 家中国半 导体相关公司列入“实体清单”,分别是 136 家中国实体和 4 家海外关联企业,其中包 括 100 多家半导体设备和工具制造商。这是美国对华芯片第三次大规模限制制裁,而这 次是有史以来新增“实体清单”公司数量最多、规模最大的一次。在发布的文件中提到, “此举旨在进一步削弱中国生产可用于未来技术的先进制程半导体的能力。主要目标包括遏制中国构建本土半导体生态系统的发展,以及减缓中国先进人工智能的发展。”我 国半导体产业迎来外部限制的持续加码,推动技术自主化,确保发展可控,势在必行。
政策加码为国产 EDA 的发展提供良好的环境。EDA 行业规模小、技术难却不可或缺, 是实现复杂芯片设计的必要工具,政府支持是行业发展的重要保障。为突破“卡脖子” 技术之困局,我国正式提出“构建国内国际双循环相互促进的新发展格局”,关键 IT 技 术的自主可控成为发展趋势。近年来,国家通过减税政策、补贴与引导资金注入三个手 段推动EDA行业快速发展,政府在将EDA认定为高新技术行业给予税收优惠的基础上, 通过“核高基”等计划与政府大力补贴,改善了本土 EDA 企业的现金流情况;另一方面, 以国家集成电路产业投资基金为代表的基金引导社会资本进入 EDA 行业,能够让更多资 金流向 EDA 企业,促进本土 EDA 研发。在政策加码下,为 EDA 软件行业的发展提供了 明确、广阔的市场前景。
EDA 持续进化升级,进一步提高效率并优化行业生态。随着集成电路技术的不断进步, EDA 工具正逐渐转型为设计与制造两个环节协同的桥梁,通过程序与算法简化工程师工 作。未来在人工智能技术支持下,有望进一步提升设计效率、降低设计门槛,并随着云 技术的逐渐成熟,EDA 工具正向云服务化转变,有效简化销售渠道、降低使用门槛,为 后进企业提供了弯道超越的机遇,显著优化行业生态,也为集成电路设计制造领域注入 新活力。
三、公司核心竞争力强,国产龙头地位显著
(一)模拟电路设计领域市场领先,加速实现全领域全流程产品覆盖
1、覆盖模拟、平板领域全流程,核心技术领先
公司致力于实现全领域全流程 EDA 产品覆盖,不断完善产品布局。公司在模拟电路设 计、存储电路设计、射频电路设计、平板显示电路设计四个领域已经实现工具系统全流程覆盖;数字电路设计、晶圆制造、先进封装领域仍在持续突破中,目前数字电路设计 领域已覆盖全流程中大部分产品和技术,晶圆制造也覆盖下游众多客户。实现 EDA 工 具全流程覆盖契合我国集成电路产业发展的需要,也是公司行业战略地位的重要体现。 对于用户而言,采用同平台的全流程产品能够实现更好的数据兼容性、精度一致性,并 且能够显著降低使用成本、提升使用效率,使公司具有更强的市场竞争优势。同时,设 计全流程工具可以促进国内生态链的建设和技术进步,实现对国外产品的全面替代,有 利于促进国内集成电路产业自主生态链的建设。
模拟电路设计全流程EDA工具系统:公司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 EDA 企业,该 EDA 工具系统包括原理图编辑工具、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,为用户提供了从 电路到版图、从设计到验证的一站式完整解决方案。
模拟电路仿真工具获得 4nm 认证,达到国际领先水平。截至 2024 年 6 月 30 日,公司模 拟电路设计全流程 EDA 工具系统中,电路仿真工具获得 4nm 认证,达到国际领先水平;晶体管级电源完整性分析工具获得 14nm 认证,其他模拟电路设计 EDA 工具获得 28nm 认证,相比公司上市时显著提升。
公司模拟电路设计 EDA 产品可满足大部分客户需求。集成电路应用领域广泛,不同制程 可应用于不同领域。从市场规模的角度来看,模拟芯片具有生命周期长、对先进工艺制 程依赖低的特点,往往更关注性能指标、可靠性和成本,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。公司的模拟 电路设计全流程 EDA 工具系统中,全部工具均可支持 28nm 及以上的量产工艺制程。结 合芯片工艺制程分布的公开数据统计情况,28nm 以下工艺制程的应用比例大约在 33% 左右。从工艺制程角度出发,目前公司已发布的产品已能够满足较高份额的应用市场需 求。同时,公司将通过持续的研发投入和产品升级,进一步提升对先进工艺制程的支持 能力。
存储电路设计全流程 EDA 工具系统:公司提供了存储电路全定制设计全流程 EDA 工具 系统,该系统包括存储电路原理图编辑工具、存储电路版图编辑工具、电路仿真工具、存储电路快速仿真工具、存储电路物理验证工具、存储电路寄生参数提取工具和存储电 路可靠性分析工具等,为用户提供了从电路到版图、从设计到验证的一站式完整解决方 案。截至 2024 年 6 月 30 日,存储电路快速仿真工具在性能方面整体仿真时间缩短 40%, 在精度方面提升,同时优化了同态技术,解决了超大存储电路芯片后仿的瓶颈问题。
射频电路设计全流程 EDA 工具系统:公司研发了化合物射频电路设计全流程 EDA 工具 系统,形成了完整的射频电路设计全流程 EDA 工具系统,该系统是国内唯一的射频电路 设计全流程 EDA 工具系统,包括射频模型提取工具、射频电路原理图编辑工具、射频电 路版图编辑工具、射频电路仿真工具、射频电路物理验证工具等,为用户提供了从电路 到版图、从设计到仿真验证的完整解决方案。
平板显示电路设计全流程 EDA 工具系统:公司在已有模拟电路设计工具的基础上,开发 了全球领先的平板显示电路设计全流程 EDA 工具系统,该 EDA 工具系统包含平板显示 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。以上工具被集 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。

数字电路设计 EDA 工具:数字电路设计是指电路功能设计、逻辑综合、物理实现以及电 路和版图分析验证的过程,通常分为数字前端和数字后端两部分。数字前端设计流程覆 盖设计架构、仿真工具、电路网表文件输出的过程;数字后端设计流程将电路网表实现 为可生产的物理版图。公司的数字电路设计 EDA 工具为数字电路设计的部分环节提供了 关键解决方案,具体包括单元库特征化提取工具、存储器电路特征化提取工具、混合信 号电路模块特征化提取工具、单元库/IP 质量验证工具、逻辑综合工具、时序功耗优化工 具、高精度时序仿真分析工具、时钟质量检视与分析工具、版图集成与分析工具、大规 模数字物理验证和大规模数字寄生参数提取工具等。
数字电路设计 EDA 工具部分处于国际领先水平。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;截至 2022 年 6 月 30 日,单元库特征化提取工具目前可支持 7nm 量产工艺制,与上市时单元库特征化提取工具仅支持 40nm 量产工艺制程相比,公 司核心技术能力显著提升。整体来看,公司已发布的数字电路设计 EDA 工具中,除个别 工具外均达到国际领先水平。
公司持续加强数字电路设计 EDA 工具研发,多项技术取得进展。公司 2022 年发布招股 书时仅有 6 款工具,两年来持续研究和开发新产品、新技术。2022 年底,公司新推出了 存储器电路特征化提取工具 Liberal-Mem 、混合信号电路模块特征化提取工具 LiberalIP、大规模数字物理验证工具 Argus 和大规模数字寄生参数提取工具 RCExplorer;2023 年,公司新推出了逻辑综合工具 ApexSyn;2024 年中,公司新推出了基于 GPU 平台的单 元库特征化提取工具 Liberal-GT,公司数字电路设计 EDA 工具覆盖度持续提升。
晶圆制造 EDA 工具:公司根据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 PDK 套件开发方案、标准单元库和 SRAM 等基础 IP 的完整工 具链支撑方案、光刻掩膜版数据准备和分析验证方案、物理规则验证和可制造性检查方 案等,为晶圆制造厂提供了重要的工具和技术支撑。
晶圆制造 EDA 工具持续拓展。公司 2022 年发布招股书时仅有 6 款工具,两年来持续研 究和开发新产品、新技术。2022 年公司新推出了光刻掩模版布局设计工具 Mage 和 IBIS 模型建模工具 Demeter;2023 年公司新推出了光刻掩膜版数据处理与验证分析平台 GoldMask、参数化版图单元开发工具 PCM、界面化版图单元开发工具 PLM、测试芯片 版图自动化生成工具 TPM 以及 PDK 自动化开发和验证平台 PBQ 等五款工具;2024 年中,公司新开发了多重掩膜版拆分功能 Layout Decomposer,晶圆制造 EDA 工具持续 增强。
先进封装设计 EDA 工具: 2022 年公司在先进封装设计 EDA 工具领域推出先进封装自 动布线工具和先进封装物理验证工具,先进封装自动布线工具实现了多芯片间的大规模 互联布线、高密度逃逸式布线以及大面积电源地平面布线等功能,大幅提升了先进封装 版图设计效率,实现了先进封装布线自动化。
公司拥有核心技术优势,深耕行业积累深厚。华大九天是国内规模较大、产品线较完整、 综合技术实力较强的 EDA 企业。公司研发并掌握了多项核心 EDA 技术,先后承担了诸 多国家级重大科研项目。截至 2024 年 6 月 30 日,公司共拥有已授权发明专利 300 项, 软件著作权 141 项。同时公司自成立以来承担多项重要科研项目,包括若干项国家级 EDA 科研项目。公司覆盖的业务中,模拟电路设计全流程 EDA 工具系统全球领先,存储电 路设计全流程 EDA 工具系统国内领先,射频电路设计全流程 EDA 工具系统国内唯一 全流程系统,平板显示电路设计全流程 EDA 工具系统全球领先,填补国内空白;数字 电路和晶圆制造部分工具达到国际领先水平;先进封装设计关键解决方案填补国内 EDA 工具空白。
2、致力于全领域全流程 EDA 产品覆盖,不断完善产品布局
公司致力于全领域全流程 EDA 产品覆盖,持续推进目标。公司以实现我国 EDA 自主发 展为己任,长期目标为 2030 年全面实现集成电路设计和制造各领域的 EDA 工具全流程 覆盖,多个产品达到国际领先水平,成为全球 EDA 行业的领导者。为了达到长期目标, 公司分别设立短期目标和中期目标。公司中期目标为 2025 年完成集成电路设计所需全流 程工具系统的建设,全面实现设计类工具国产化替代,同时更多产品达到国际领先水平。
3、并购芯達科技,增强数字设计和晶圆制造 EDA 工具能力
除了投入充足的资金进行技术研发外,通过兼并收购迅速补全领先产品技术。纵览海外 EDA 行业的发展历史,我们发现不断地整合并购一直是市场的主旋律。集成电路设计流 程较长,单个厂商难以独自覆盖所有工具研发工作。EDA 诞生早期各种公司层出不穷, 到后期 EDA 领导厂商通过资本手段不断地进行并购重组扩充自身产品线,以此形成完整 的 EDA 工具链和技术平台。新思科技(Synopsys)、西门子 EDA 和楷登电子(Cadence), 通过无数次的并购逐步形成三巨头的格局,而在此后近三十年的历史中,它们直接参与 的并购就达到了 200 余次,平均到每家企业的并购数量就有 70 次之多。EDA 企业的并 购之风愈演愈烈,普遍希望通过收购来提升芯片设计自动化经验,以应对先进工艺带来 的布局、布线、测试等重大设计工艺挑战。

并购芯達科技,进一步补齐数字设计和晶圆制造 EDA 工具短板。华大九天于 2022 年 10 月 17 日审议通过了《关于公司全资子公司投资芯達芯片科技有限公司的议案》,公司拟 通过全资子公司深圳华大九天科技有限公司以 1000 万美元现金收购芯達芯片科技有限公司 100%股权。被收购方芯達科技从事存储器/IP 特征化提取工具的开发,该工具是数 字设计和晶圆制造领域的关键环节工具之一,与公司现有产品具有互补性和协同效应, 有助于公司不断丰富 EDA 工具、补齐数字设计和晶圆制造 EDA 工具短板,可以提升公 司特征化提取工具研发团队的技术水平,对公司打造国际领先的特征化提取工具具有积 极意义。
(二)覆盖国内外优质客户,推动产业生态建设
公司主要客户涵盖国内外知名芯片设计企业、晶圆制造代工企业和平板显示电路设计企 业等。公司产品和服务主要应用于集成电路设计及制造领域,截至 2024 年 6 月,公司拥 有超过 600 家全球客户,与国内外主要集成电路设计企业、晶圆制造企业、封装企业、 平板厂商建立了良好的业务合作关系,主要客户包括韦尔股份、瑞萨电子等半导体设计 与制造企业,华虹宏力、TowerJazz 等晶圆代工企业,华星光电、京东方等显示技术企业, 以及其他多个领域的众多国内外企业,客户企业的行业、地域覆盖面广。公司的全流程 EDA 工具系统可以提供全系统定制化服务,促进集成电路产业的技术进步,进而促进国 内集成电路产业自主生态链的建设,实现对国外产品的全面替代。公司致力于核心工具 开发,与集成电路设计制造企业、公共服务机构、高校、科研院所共建产业生态,为 EDA 产品开发和应用构建良好的生态环境。
除第一大客户外销售额较分散,具备一定的抗风险能力。公司的前五大客户销售额占比 呈下降趋势,从 2019 年的 54.50%下降到了 2023 年的 48.78%。在前五大客户中,第一大 客户的占比较高,在 2019-2021 年间均在 30%以上,但亦呈现下降趋势。除第一大客户 外,2019-2021 年间公司其他客户的销售额占比均不超过 6%。公司除第一大客户的销售 额占比较高外,其他客户销售额分布较为分散,具有一定的抗风险能力。
(三)技术背景深厚,重视科研人才
公司核心团队成员具备深厚技术背景。公司创始人、董事长刘伟平在 EDA 和集成电路设 计领域深入工作三十余年,曾参与研发中国第一款具有自主知识产权的 EDA 工具—— “熊猫 ICCAD 系统”,是国内 EDA 行业的领军人物,目前主要负责指导公司发展战略 规划、制定公司产业发展路线。公司其他核心技术团队人员均毕业于名校,并积累丰富 的行业经验,长期深耕 EDA 行业,取得多项研究成果。
公司高度重视技术人才,不断加大人才扩充与储备。EDA 处于多学科交叉领域,涉及数 学、物理、计算机、芯片设计等多行业交叉的知识,是典型的技术驱动型产业,对综合性 人才的需求高,因此企业的人才储备决定其是否能够在行业中立足。2018-2023 年,华大 九天抓住市场快速发展及政策扶持的机遇,吸引更多优质人才,加大人员特别是研发人 才的扩充与储备,员工人数从 2018 年底的 255 人增至 2023 年的 1023 人,研发技术人员 从 2021 年的 494 人增至 2023 年的 774 人,研发人员占公司员工总数的占比始终保持在 75%左右。
公司研发技术人员占比高,员工整体具有较高学历水平。华大九天与高校的深入合作培 养了大批 EDA 人才,为人才提供了多元化的职业发展通道,也为公司建立了长期稳定的 人才输送通道。截至 2024 年上半年,公司研发团队中硕士研究生及以上学历 574 人,占 研发人员总数的 71%。
公司持续加强校企合作,加大后备人才力量培养。EDA 属于多学科交叉领域,对人才的 综合技能要求很高。一名 EDA 人才的培养,从高校课题研究到从业实践的全过程往往需 要 10 年左右的时间。公司持续加强产学研协作,持续与包括复旦大学、华南理工大学、 电子科技大学、东南大学在内的诸多知名高校深化合作,加大后备人才力量的培养,建 立长期稳定的人才输送渠道。2020 年 11 月,东南大学-华大九天-NiiCEDA 联合实验室揭 牌,携手推动国产 EDA 工具及产业创新发展。2023 年 3 月,华大九天与复旦大学 EDA 创新校企联合实验室正式揭牌,推动产业生态环境建设。
(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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