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干货!一文看懂EDA行业发展趋势:国产EDA差距何在?

2022-09-14 19:13 来源:华经情报网 作者:

一、EDA产业定位及现状


EDA是电子设计自动化(Electronic Design Automation)的简称,是从计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助测试(CAT)和计算机辅助工程(CAE)概念发展而来


1、产业定位


随着芯片工艺持续复杂,三星3nm芯片已完成量产,芯片设计难度呈现指数增长,与此同时成本也随着难度呈现指数增长现象,目前最常用的SOC的晶体管个数更是动辄就是几亿,甚至上十亿,其芯片的设计复杂度决定了人力无法轻易完成,而EDA软件则通过逻辑计算减少大量人力和流片成本,从而减少大量研发和制造成本,为半导体产业发展关键设计软件。


SoC芯片的流片成本与制程的关系


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资料来源:公开资料整理


2、市场规模


就全球和中国EDA市场规模现状而言,随着下游半导体产业规模持续扩张,2020年全球和中国EDA市场规模分别达72.3亿美元和9.83亿美元。国内整体EDA相较国际先进水平无论技术还是整体规模仍有较大差距,政策持续推进背景下国内规模增速远超全球规模增速,预计占比全球份额持续提高。


根据ESD Alliance数据显示,2021年全球EDA市场规模为130亿美元,我国规模为120亿元人民币。


2018-2020年全球和中国EDA市场规模变动


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资料来源:华大九天招股书,公开资料整理


二、竞争格局


从全球市场竞争格局来看,EDA行业呈现明显的寡头趋势。全球EDA市场被Synopsys ( 新思科技)、Cadence ( 楷登电子)和西门子EDA主导,三家厂商的市场份额估计超过70%。从产品和服务情况看,新思科技、楷登电子竞争力比较强,能够覆盖电子设计全部流程;西门子EDA在PCB (印刷电路板)设计工具领域的优势明显。从国内来看,国际三大EDA巨头新思科技、楷登电子和西门子EDA在国内市场占据明显的头部优势,国产龙头华大九天占比4.8%左右市场份额。


2020年全球和中国EDA市场格局情况


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资料来源:公开资料整理


三、楷登电子和华天九大对比


1、发展历程


Cadence在1988年由SDA和ECAD公司合并而来, 经历了多次兼并收购逐步成为全球第二,中国市场第一的EDA领先企业。而华大九天起步较晚,成立于2009年,由华大集团的EDA部门发展而来,在2009年才发布了第一代时序功耗优化工具,随着国内政策持续推进,作为半导体上游关键设计软件的EDA一直是国内半导体发展的“卡脖子”领域逐步突破,2022年7月华大九天成功上市,是我国EDA软件国产化进程的重要里程碑。


Cadence和华大九天发展历程对比


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资料来源:华经产业研究院整理


2、营收对比


就营收对比而言,华大九天作为国内EDA龙头发展较晚,整体规模较小,2021年数据显示,Cadence和华天九大营收分别为200.2亿元和5.79亿元,差距较大,随着2022年7月底华大九天上市,企业市值近400亿元,重资产有望大幅度提升营收规模。


2018-2021年Cadence和华天九大总营收对比


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注:汇率以6.7测算


资料来源:公开资料整理


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 工具软件,并围绕相关领域提供技术开发服务。


2021年华大九天营收产品业务结构


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资料来源:华大九天招股书,华经产业研究院整理


3、研发对比


就研发投入而言,EDA属于软件业,不同于实体工业需求重资产原材料和设备,整体产品更新及技术水平代表产业核心竞争力。数据显示,Cadence研发投入稳定在35-40%左右,近年来持续下降主要受营收增速加快影响,而华天九大整体研发投入占比营收在50%左右,2020年受疫情影响,出现较大幅度下降。


2015-2021年Cadence和华天九大研发占比营收对比


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资料来源:公开资料整理


4、产品对比


对比Cadence和华大九天产品而言,Cadence发展较早,具备先发优势,布局整体产业链,主攻模拟、数模混合平台、数字后端、DDR4 IP,拳头产品为Signoff 工具Calibre、DFT compiler、RTL仿真VSC。华大九天在全定制模拟电路设计及数字前后端领域具备较为完善的产品和技术积累,但在其他部分技术水平仍待提升。


Cadence和华天九大产品主攻领域及产品对比


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资料来源:公开资料整理


华大九天在模拟电路设计和平板显示电路设计两个方面实现了全流程EDA工具系统,但在数字电路设计和晶圆制造方面尚不能实现全流程覆盖。在模拟电路设计全流程 EDA 工具系统中,仅有仿真工具支持5nm量产工艺制程,其他模拟电路设计EDA工具只支持28nm工艺制程,与国际一流水准有着不小的差距。数字电路设计EDA工具中有5款可以支持5nm量产工艺,1款(单元化特征提取工具)支持40nm量产工艺。


全球和华大九天可支持相关工具最高量产工艺制程


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资料来源:华大九天招股书,华经产业研究院整理


5、利润水平


2021年Cadence实现净利润6.96亿美元,较2020年增长17.83%。公司2010-2021年营业收入和净利润的CAGR分别为11.13%和16.76%,相较于营业收入增长,净利润增速较快。华天九大2021年净利润为1.39亿元,净利润率达24.05%。2019-2021年大九天享受的政策税收优惠金额合计分别为4,888.70万元、7,141.42万元和8818. 58万元,占当期利润总额的比例分别为85.53%、68.96%和63. 30%。若扣除政策补贴来看,目前企业盈利能力有限,但在国内长期政策推动下,华大九天有望在中长期享受政策红利快速发展。


2020-2021年Cadence和华大九天净利润对比


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资料来源:公开资料整理


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