必赢56net手机版-必赢365net手机版

东兴证券-计算机行业:中美科技战系列报告之四,电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑-200518
2020-05-19 10:24:46  王健辉,叶盛,陈宇哲
研报摘要

  核心观点
  EDA是芯片之母,是芯片产业皇冠上的明珠:EDAApp工具涵盖了IC设计、布线、验证和仿真等所有方面。EDA是集成电路设计必需、也是最重要的App工具,EDA产业是IC设计最上游、最高端的产业。
  全球EDA产业形成三巨头企业寡头垄断格局:EDA是集成电路产业链相对产值较小但又极其重要的关键环节,具有“体量小、集中度高”的特点。全球EDA70%的市场份额都由EDA三巨头Synopsys、Cadence和西门子旗下的Mentor Graphics占据。在中国市场,集中度更高,EDA销售额的95%由以上三家瓜分。探究三巨头成功存在三要素:一、持续并购重组,二、高研发投入,三、美国政府的支撑。
  国产EDAApp工具积淀已久,本土EDA企业蓄势待发:国内EDA产业发展从上世纪八十年代中后期开始,本土EDA企业有华大九天、芯禾科技、广立微电子、博达微科技、概伦电子、蓝海微科技、奥卡思微电等七家。这些企业虽然产品不够齐全、集成度不够高,但在点工具上取得了一定的成绩。其中,华大九天是全球唯一的能够提供全流程FPD设计解决方案的供应商,获得了大部分知名面板厂的市场份额。
  EDAApp部分企业:华大九天、芯愿景、广立微电子、概伦电子、芯禾科技、蓝海微科技、博达微科技、奥卡思微电等。
  风险提示:国际形势面临的不确定性风险、国家政府相关政策实行情况不确定性风险、EDAApp发展基础之IC全产业链发展不确定性风险。
  
研报全文

DONGXINGSECURITIES.cn中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑分析师:王健辉电话:010-66554035执业证书编号:S1480519050004分析师:叶盛电话:010-66554022执业证书编号:S1480517070003分析师:陈宇哲电话:010-66554066执业证书编号:S1480520040001研究助理:陈晓博电话:010-66554044研究助理:魏宗电话:010-66554008东兴计算机团队:2020年5月18日中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p2目录1核心观点2工业App行业概述3EDA全景概述:IC设计全流程|EDA发展历程|EDA产业情况45国内EDA产业:企业概览|竞争优势|产业短板6IC产业链:EDA产业基础|IDM|Fabless|Foundry7EDAApp部分企业&风险提示EDA三巨头:发展状况|总体比较|在华布局|技术前沿中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p3核心观点EDA是芯片之母,是芯片产业皇冠上的明珠:EDAApp工具涵盖了IC设计、布线、验证和仿真等所有方面。

EDA是集成电路设计必需、也是最重要的App工具,EDA产业是IC设计最上游、最高端的产业。

全球EDA产业形成三巨头企业寡头垄断格局:EDA是集成电路产业链相对产值较小但又极其重要的关键环节,具有“体量小、集中度高”的特点。

全球EDA70%的市场份额都由EDA三巨头Synopsys、Cadence和西门子旗下的MentorGraphics占据。

在中国市场,集中度更高,EDA销售额的95%由以上三家瓜分。

探究三巨头成功存在三要素:一、持续并购重组,二、高研发投入,三、美国政府的支撑。

国产EDAApp工具积淀已久,本土EDA企业蓄势待发:国内EDA产业发展从上世纪八十年代中后期开始,本土EDA企业有华大九天、芯禾科技、广立微电子、博达微科技、概伦电子、蓝海微科技、奥卡思微电等七家。

这些企业虽然产品不够齐全、集成度不够高,但在点工具上取得了一定的成绩。

其中,华大九天是全球唯一的能够提供全流程FPD设计解决方案的供应商,获得了大部分知名面板厂的市场份额。

EDAApp部分企业:华大九天、芯愿景、广立微电子、概伦电子、芯禾科技、蓝海微科技、博达微科技、奥卡思微电等。

风险提示:国际形势面临的不确定性风险、国家政府相关政策实行情况不确定性风险、EDAApp发展基础之IC全产业链发展不确定性风险。

中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p4目录1核心观点2工业App行业概述3EDA全景概述:IC设计全流程|EDA发展历程|EDA产业情况45国内EDA产业:企业概览|竞争优势|产业短板6IC产业链:EDA产业基础|IDM|Fabless|Foundry7EDAApp部分企业&风险提示EDA三巨头:发展状况|总体比较|在华布局|技术前沿中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p5中美科技博弈升级到“国策级别”中共中央政治局常务委员会5月14日召开会议,会议指出,要实现产业基础再造和产业链提升工程,巩固传统产业优势,强化优势产业领先地位,抓紧布局战略性新兴产业、未来产业,提升产业基础高级化、产业链现代化水平。

要发挥新型举国体制优势,加强科技创新和技术攻关,强化关键环节、关键领域、关键产品保障能力。

美国商务部15日表示,正在更改一项出口规则,对HUAWEI的芯片供应商进行“战略锁定”,只要这些供应商的直接产品用到美国某些App或技术。

此有针对性的规则更改将使以下外国生产的物品受出口管理条例(EAR)的约束:①由HUAWEI及其在实体清单上的关联企业(例如海思半导体)生产的半导体设计之类的商品,是某些美国商务控制清单(CCL)App和技术的直接产品。

②根据HUAWEI或实体清单上的关联企业(例如海思半导体)的设计规范生产的芯片组之类的项目,它们是某些位于美国境外的CCL半导体制造设备的直接产品。

此类外国生产的物品仅在知道要转出口、从国外出口或转移(在国内)到实体列表中的HUAWEI或其任何关联企业时才需要许可证。

中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p6美国维护科技利益的法规体系《出口管理法》(EAA)《出口管理条例》(EAR)《商业管制清单》(CCL)《商业国家列表》(CCC)图表1:EAR管制工具资料来源:公开资料整理,东兴证券研究所美国商务部此次限制HUAWEI的芯片供应商出口管理条例体系。

中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p7美国科技制高点维护范围趋向“无边界”BIS表示:如“有合理原因相信”某实体“从事对美国国家安全或外交政策利益构成严重威胁的活动”,抑或该实体很可能从事上述活动,将会被列入作为条例附件的“实体清单”。

实体清单相关行业和美国《商业管制清单》(CCL)中所列的受控物项所在行业分类可以充分对应,甚至基本重合。

排除个人及新疆地区公安局后,被列入BIS实体清单的中国机构共189家,包括企业143家、独立研究机构41家、高校5家。

图表2:2016-2019年中国4大领域实体清单机构数量资料来源:公开资料整理,东兴证券研究所美国出口控制分类编码(ECCN)行业类别0:核物资/设施/设备1:材料、化学品、微生物和毒素2:材料加工3:电子4:计算机5:通讯与信息安全6:激光与传感器7:导航与航空电子设备8:海洋9:航空航天与推进系统2101151361011510351010203040506070201620182019材料化学电子计算机通信及信息安全中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p8美国科技封锁直击芯片产业核心上游EDAAppEAR的核心内容是限制或禁止任何企业、任何人与“特定国家”或该“特定国家”的企业进行与“管制物品”相关的交易。

BIS(美国商务部工业安全局)要求企业向被加入实体名单企业销售或转移受到EAR约束的物品前,需事先获得许可。

受EAR约束的产品包括:位于美国境内(包括美国对外贸易区内以及美国境内中转)的所有产品;位于美国境外但原产于美国的所有产品;非美国原产但含有“美国成分”(包括成品、App、技术)且达一定比例(根据产品性质及类别,分别有0%、10%、25%三条最低标准线)的“外国产品”。

占比小于25%标准:一般情境下,当境外制造商品的美国原产项目价值占比小于25%标准时,该项目不受制于EAR。

占比小于0%/10%标准:部分信息安全、IC芯片、燃气涡轮发动机相关设备、App和技术的再出口受到更严格的限制,利用美国技术或App生产的特定产品;由美国境外工厂生产,但该工厂或工厂的主要部件源自美国技术或App。

但这次新规跳过加严至EAR10%步骤,直接限制所有使用到美国技术的对HUAWEI出口产品,无比例要求,并专门点名半导体,因此对HUAWEI制约较大。

中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p9工业App行业概述——主要业务类型工业App指专用于或主要用于工业领域,以提高工业企业研发、制造、管理水平和工业装备性能的App。

工业App从应用环节可分为研发设计类、生产调度和过程控制类、业务管理类三大领域,其中,PLM、MES及ERP分别为这三个领域中工业App系统的典型代表。

应用环节内容代表品牌研发设计类产品全生命周期类App(PLM),包括计算机辅助设计(CAD)、辅助分析(CAE)、辅助制造(CAM)、辅助工艺规划(CAPP)、产品数据管理(PDM)、电子设计App(EDA)、建筑信息模型(BIM)等,用于提升企业产品研发工作领域的能力和效率西门子、达索、PTC、Cadence、Synopsys、Autodesk、华天App、数码大方、广联达生产调度和过程控制类制造调度实行系统(MES)、工业自动化系统,用于提高制造过程的管控水平,改进生产流程,提高设备效率和利用率西门子、通用电子、ABB业务管理类企业资源计划(ERP),供应链管理(SCM)、客户关系管理(CRM)等,用于提升企业的管理水平和运营效率SAP、甲骨文、Salesforce、用友、金蝶、石基信息图表3:工业App按应用环节划分资料来源:产研智库,东兴证券研究所中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p10工业App行业概述——产业链条上游行业工业App应用领域硬件设备联想、惠普、戴尔、苹果、HUAWEI等操作系统Windows、macOS、Linux、麒麟、UOS开发工具MicroSoft、Oracle等中间件IBM、Oracle、东方通、宝兰德、金蝶天燕等研发设计类西门子、达索、PTC、Cadence、Synopsys、Autodesk、华天App、数码大方、广联达汽车制造船舶制造航空航天机械装备电力能源……生产调度和过程控制类西门子、通用电子、ABB业务管理类SAP、甲骨文、Salesforce、用友、金蝶、石基信息半导体和电子芯片中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p11工业App行业概述——市场规模全球工业App市场规模快速增长:截至2018年底,全球工业App市场规模达到3893亿美金,同比增长5.2%,亚太区市场占全球市场份额的23.8%,亚太区市场规模同比增速为7.6%,快于全球平均水平。

图表4:全球工业App市场规模资料来源:CCID,东兴证券研究所图表5:截至2018年底全球工业App市场份额资料来源:CCID,东兴证券研究所3531370138935.00%4.80%5.20%4.60%4.70%4.80%4.90%5.00%5.10%5.20%5.30%33003400350036003700380039004000201620172018全球工业App市场规模(亿美金)同比增速亚太24%欧洲32%北美39%其他5%亚太欧洲北美其他中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p12工业App行业概述——市场规模中国工业App市场规模增速快,潜力巨大:据前瞻产业研究院统计,2018年我国工业App的市场规模已经达到1603亿元。

预计至2021年我国工业App的市场规模将达到2222亿元。

而且早在2016年,全球工业App市场规模已达到3531亿美金(按当时汇率计算大约为23304亿元人民币),当年我国工业App市场规模仅仅是全球工业App市场规模的十九分之一,未来发展空间巨大。

图表6:全球工业App市场规模资料来源:CCID,东兴证券研究所图表7:截至2018年底我国工业App客户分布资料来源:CCID,东兴证券研究所52.1%28.3%19.6%大型企业中型企业小型企业中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p13工业App行业概述工业App的国产化具有战略性意义在工业App市场,国际巨头厂商仍然占有较大的市场份额根据国家统计局数据,2018年中国制造业增加值占世界制造业份额的达到28%以上,但中国高端CAD、CAE、MES、PLM等工业App市场被SAP、西门子、达索、PTC等国外厂商垄断。

根据走向智能研究院2018年的研究评估,在核心工业App领域中的CAD研发设计类App市场,法国达索、德国西门子、美国PTC以及美国Autodesk企业在我国市场占有率达90%以上,国内数码大方、中望App、山大华天等只占不到10%的市场;CAE仿真App市场领域,美国ANSYS、ALTAIR、NASTRAN等企业占据了95%以上的市场份额。

在生产管理类工业App领域,德国SAP与美国ORACEL企业占有高端市场,用友、金蝶等国内App企业起步于中低端市场,不断向上拓展。

生产控制App领域也主要被西门子、施耐德、GE、罗克韦尔等国外巨头占据,宝信、石化盈科等国内App企业只在电力、钢铁冶金和石化等细分行业争得一席之地。

新基建的推动和工业互联网的发展为本土工业App的发展提供了机遇目前国内工业App市场格局总体较为分散。

管理App领域有用友、金蝶等本土巨头,研发设计、生产控制、嵌入式App等领域仍缺乏具有超强竞争力的本土厂商。

长远来看,工业App有望成为下一个国产化重点。

我国制造业的发展面临的内外部环境发生变化。

内部,传统投资拉动经济增长的方式边际效用递减,转型升级的压力加大;外部,逆全球化的潜在风险,使得工业生产的独立、安全、自主上升到国家安全层面。

在这种环境下,国产工业App的发展具有前所未有的战略性意义。

中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p14目录1核心观点2工业App行业概述3EDA全景概述:IC设计全流程|EDA发展历程|EDA产业情况45国内EDA产业:企业概览|竞争优势|产业短板6IC产业链:EDA产业基础|IDM|Fabless|Foundry7EDAApp部分企业&风险提示EDA三巨头:发展状况|总体比较|在华布局|技术前沿中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p15EDA全景概述:IC设计全流程IC产业链:芯片产业链包括设计、制造、封装、测试、销售,芯片核心实力重心在芯片设计,而芯片设计离不开芯片设计AppEDA,EDA可谓是芯片产业链“任督二脉”。

芯片设计流程:芯片设计可分为前端和后端,前端主要负责逻辑实现,后端跟工艺紧密结合。

图表8:芯片产业链各流程主要企业资料来源:公开资料整理,东兴证券研究所图表9:芯片设计和生产流程图资料来源:公开资料整理,东兴证券研究所中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p16EDA全景概述:EDAApp分类EDA是广义CAD的一种,是细分的行业App。

利用EDA工具,电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统,完成电子产品从电路设计、性能分析到设计出IC版图或PCB版图的整个过程。

分类特点主要工具电子电路设计与仿真对设计好的电路图通过仿真App进行实时模拟,模拟出实际功能,然后通过其分析改进,从而实现电路的优化设计SPICE/PSPICE、EWB、Matlab、SystemView、MMICADPCB设计App画板级电路图,以及布局布线和仿真的工具,就是用来摆放元器件,然后再把元器件的线连接起来Protel、OrCAD、Viewlogic、PowerPCB、CadencePSDIC设计App设计输入工具任何一种EDAApp必备的基本功能Composer、viewdraw、ModelsimFPGA设计仿真工具验证设计是否正确Verilog-XL、NC-verilog、Leapfrog、AnalogArtist、VCS逻辑综合工具把HDL变成门级网表DesignCompile、BehaviorCompiler、Ambit、FPGAExpress、Synplity、LeonardoSTA(静态时序分析)在时序上对电路进行验证PrimeTime、PEAD形式验证从功能上对综合后的网表进行验证FormalityDFT(可测性设计)将一些特殊结构在设计阶段植入电路,以便设计完成后进行测试,减少测试成本DFTCompiler布局和布线用于标准单元、门阵列已可实现交互布线Astro、Cadencespectra:Cell3、SiliconEnsemble、GateEnsemble、DesignPlanner、PhysicalCompiler寄生参数提取分析信号完整性问题,防止因导线耦合导致的信号噪声Star-RCXT物理验证工具版图设计工具、版图验证工具、版图提取工具Dracula、Virtuso、Vampire、Hercules模拟电路仿真器针对模拟电路的仿真工具HSPICE资料来源:公开资料整理,东兴证券研究所图表10:EDA分类中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p17EDA全景概述:EDA发展历程何谓EDA?EDA是电子设计自动化(ElectronicDesignAutomation)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。

时间阶段特点20世纪70年代早期阶段(CAD阶段)人们开始用计算机辅助进行IC版图编辑、PCB布局布线,取代了手工操作。

相继出现了许多二维CAD、三维SADApp。

20世纪80年代发展阶段(CAE阶段)人们开始对相关App进行进一步的开发,在把不同CDA工具合成一种系统的基础上,完善了电路功能设计和结构设计,并且通过电气连接网络表将两者结合在一起,实现了工程设计。

CAE的主要功能是:原理图输入,逻辑仿真,电路分析,自动布局布线,PCB后分析。

EDA技术在此时期逐渐发展成半导体芯片的设计,已经能生产出可编程半导体芯片。

IC设计的EDA工具真正起步于80年代,1983年诞生了第一台工作站平台apollo20世纪90年代成熟阶段(EDA阶段)在20世纪90年代以后,微电子技术获得了突飞猛进的发展,集成几千万乃至上亿的晶体管只需一个芯片。

以高级语言描述、系统级仿真和综合技术为特点的EDA工具就此出现,此后EDA技术获得了极大的突破发展。

资料来源:公开资料整理,东兴证券研究所国内EDA历史沿革:国内EDA产业发展从上世纪八十年代中后期开始,国产首套EDA熊猫系统于1986年开始研发并于1993年问世。

之后的国内EDA发展曲折而缓慢,因各种因素影响,国产EDA产业没有取得实质成功,但近十年发展中,华大九天、芯禾科技、广立微、博达微等几个企业从国产EDA阵型中展露生机。

图表11:EDA历史沿革中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p18EDA全景概述:EDA产业情况EDA是集成电路产业领域内“小而精”的环节,产值较小但又极其重要。

数据显示,2018年整个EDA的市场规模仅为97.15亿美金,2014-2018年复合增长率在6.89%左右,相对于几千亿美金的集成电路产业来说不值一提,但如果缺少了这个产品,全球所有的芯片设计企业都得停摆。

在2017年,IP核的交易已经超越了EDA工具和服务本身,成为EDA产业交易规模最大的一部分。

图表12:2014-2018年全球EDA市场规模(百万美金)资料来源:ESDAlliance,EDAC,东兴证券研究所图表13:2017年与2018年全球EDA市场规模(百万美金)资料来源:ESDAlliance,东兴证券研究所中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p19目录1核心观点2工业App行业概述3EDA全景概述:IC设计全流程|EDA发展历程|EDA产业情况45国内EDA产业:企业概览|竞争优势|产业短板6IC产业链:EDA产业基础|IDM|Fabless|Foundry7EDAApp部分企业&风险提示EDA三巨头:发展状况|总体比较|在华布局|技术前沿中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p20EDA三巨头:Synopsys、Cadence、MentorGraphicsEDA三巨头:EDA市场份额占据前三位的Synopsys、Cadence和被西门子收购的MentorGraphics。

三大EDA企业占全球市场的份额超过60%。

其中,Synopsys是全球最大的EDA企业,2018年的市场份额已达到32.1%;Cadence仅次于Synopsys,2018年市场占有率为22.0%;MentorGraphics在被收购之前也能保持超过10%的市场占有率。

在2017年中国工业App企业排行榜中,Synopsys排名35位,Cadence和MentorGraphics分列第47、48位。

图表14:2014-2018年EDA三巨头企业收入所占份额资料来源:ESDAlliance,EDAC,企业年报,东兴证券研究所注:MentorGraphics2017年被西门子收购后不单独披露收入数据图表15:EDA三巨头基本情况资料来源:企业官网,东兴证券研究所企业SynopsysCadenceMentor成立时间198619881981总部美国硅谷美国加州美国俄勒冈州全球员工13200+~7600~6000国内员工1200+400+~100营业额$30亿+$21.46亿$12.8亿明星产品PolarisDesignWareIPFusionTensilicaDSPIPVirtuosoCalibreHyperlynx中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p21EDA三巨头之SynopsysSynopsys(新思科技)成立于1986年,由AartdeGeus带领通用电气工程师团队创立,在2008年成为全球排名第一的EDAApp工具领导厂商,为全球电子市场提供技术先进的集成电路设计与验证平台。

Synopsys在EDA行业的市场占有率约30%,它的逻辑综合工具DC和时序分析工具PT在全球EDA市场几乎一统江山。

图表16:2010-2019年Synopsys营业收入及增速情况资料来源:Wind,东兴证券研究所图表17:2010-2019年Synopsys净利润及增速情况资料来源:Wind,东兴证券研究所0%2%4%6%8%10%12%14%16%050010001500200025003000350040002010201120122013201420152016201720182019营业收入(百万美金)同比增速(右轴)-100%-50%0%50%100%150%200%250%01002003004005006002010201120122013201420152016201720182019净利润(百万美金)同比增速(右轴)中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p22EDA三巨头之CadenceCadence(铿腾电子)是EDA行业销售排名第二的企业,在1988年由SDA与ECAD两家企业兼并而成,Cadence通过不断扩展、兼并、收购,到1992年已占据EDA行业龙头地位,但到2008年被Synopsys超越。

Cadence产品涵盖了电子设计的整个流程,包括系统级设计、功能验证、集成电路综合及布局布线、IC物理验证、模拟混合信号及射频集成电路设计、全定制集成电路设计、PCCE设计和硬件仿真建模等。

全球知名半导体与电子系统企业均将CadenceApp作为其全球设计的标准。

Cadence的Virtuso工具历经27年不衰,成为业内传奇。

图表18:2010-2019年Cadence营业收入及增速情况资料来源:Wind,东兴证券研究所图表19:2010-2019年Cadence净利润及增速情况资料来源:Wind,东兴证券研究所0%5%10%15%20%25%050010001500200025002010201120122013201420152016201720182019营业收入(百万美金)同比增速(右轴)-100%0%100%200%300%400%500%600%0200400600800100012002010201120122013201420152016201720182019净利润(百万美金)同比增速(右轴)中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p23EDA三巨头之MentorGraphicsMentorGraphics(明导国际,2016年被德国西门子收购)1981年成立,90年代遇到经营困境,App的研发严重落后于进度,大量长期客户流失。

直到94年企业组织结构大调整后,才重新崛起。

MentorGraphics是一家EDAApp和硬件企业,也是电路板解决方案的市场领导者,主要提供电子设计自动化先进系统电脑App与模拟硬件系统。

Mento的工具虽没有前两家全面,没有涵盖整个芯片设计和生产环节,但在有些领域,如PCB(印刷电路板)设计工具等方面有相对独到之处。

图表20:2010-2016年Mentor营业收入及增速情况资料来源:Wind,东兴证券研究所注:Mentor被西门子收购后,不再单独披露收入数据图表21:2010-2016年Mentor净利润及增速情况资料来源:Wind,东兴证券研究所-10%-5%0%5%10%15%02004006008001,0001,2001,4002010201120122013201420152016营业收入(百万美金)同比增速(右轴)-50%0%50%100%150%200%250%0204060801001201401601802010201120122013201420152016净利润(百万美金)同比增速(右轴)中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p24EDA三巨头产品及客户:总体比较EDA企业提供给IC企业的一般都是全套工具,因此EDA集成度高的企业产品更有优势。

三巨头基本都能提供全套的芯片设计EAD解决方案。

①Synopsys最全面,它的优势在于数字前端、数字后端和PTsignoff。

模拟前端的XA,数字前端的VCS,后端的sign-offtool,还有口碑极好的PT、DC和ICC功能都很强大。

Synopsys有垄断市场90%的TCAD器件仿真和垄断50%的DFM工艺仿真,这是其在EDA产业竞争中的一把利器。

②Cadence的强项在于模拟或混合信号的定制化电路和版图设计,功能很强大,PCB相对也较强,但是Signoff的工具偏弱。

③MentorGraphic在后端布局布线这块比较强,在PCB上也很有优势,它的优势是Calibresignoff和DFT,但MentorGraphic在集成度上难以与前两家抗衡。

此外,除了卖license以外,EDA企业还可以提供IP授权(硬核和软核),这个对于很多中小规模的设计企业是很有吸引力的。

授权的IP通常有memory,Serdes和Powermanagement之类的研发成本或门槛相对较高的硬核。

①目前Synopsys企业的IP业务全球排名第二;②Cadence的IP业务销售额也在逐年增加;③Mentor在IP业务上和Synopsys与Cadence几乎没有竞争力。

中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p25芯片设计部分流程使用的三巨头工具芯片设计部分流程使用的三巨头工具:事件产品模拟仿真与版图CadenceVirtuoso平台目前使用最为广泛。

数字前端RTL仿真Synopsys的VCS、Mentor的Modelsim。

综合Synopsys的Designcomplier占主导地位、Cadence也有相应产品Genus。

数字后端Synopsys的ICC/ICC2与Cadence的EDI/Innovus业内使用最多DFTBSCANMentor的BSDArchit、Sysnopsy的BSDCompilerMBISTMentor的MBISTArchitect、TessentmbistATPGMentor的TestKompress、SynopsysTetraMAXScanchainSynopsys的DFTcompilerSignoffTimingSynopsysPT占主导地位、Cadencetempus也有一部分客户在用。

PhysicalMentorCalibre占主导地位、Synopsys的ICV,Cadence的PVS也有占小部分份额。

资料来源:根据互联网公开资料整理,东兴证券研究所图表22:芯片设计部分流程使用App工具情况中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p26Synopsys:产品及客户Synopsys提供的产品与服务主要分为四类:EDA、IP、制造解决方案、专业服务与其他,其中EDA产品占Synopsys总收入中的一半以上。

资料来源:根据互联网公开资料整理,东兴证券研究所图表23:Synopsys产品分类中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p27Synopsys:产品及客户Synopsys是EDA三大巨头之首。

占据统治地位的产品为逻辑综合工具DC(designcompiler),时序分析工具PT(primetime)。

Synopsys的EDA和IP客户通常是半导体和电子系统企业。

除此之外,Synopsys还为包括电子、金融服务、媒体、汽车、医药、能源和工业等不同行业客户提供App安全解决方案。

Intel是Synopsys最大客户,2016-2018三年企业总营业额中分别有15.9%、17.9%、15.4%来自Intel。

除此之外,企业没有占总收入份额超过10%的客户。

图表24:2017-2019年Synopsys各类产品或服务营收占比情况资料来源:企业年报,东兴证券研究所0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%201720182019EDAIPandSystemIntegrationSoftwareIntegrityOther中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p28Cadence:产品及客户Cadence将主营业务分为五类,分别是验证、数字设计、模拟、PCB、IP,其中前三项的地位更为重要,占主营业务收入的份额在75%左右。

Cadence为EDA业界第二厂商,工具集中在模拟电路,PCB电路,FPGA工具。

Cadence也有一套完整的ASIC设计工具,但在与Synosys竞争中处下风。

但在全定制设计中Virtuso仍然非常强大,Cadence之所以稳居第二,决定于其强大的模拟电路设计工具。

图表25:2018年Cadence各细分领域占营业额的比重资料来源:企业年报,东兴证券研究所图表26:Cadence主要产品资料来源:企业官网,东兴证券研究所验证24%数字设计29%模拟26%PCB/Pkg9%IP12%中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p29Cadence主要平台先容Cadence主要平台先容:平台特点Virtuoso平台提供具有硅精确性的手段用于设计客户定制模拟电路、射频电路以及混合信号集成电路。

它包括一个设计要求驱动的环境、多模式的模拟、加速的版图设计、高级硅分析、以及一个全芯片集成环境。

Encounter数字集成电路设计平台为实现很复杂、高性能的芯片提供经过验证的设计工具和设计方法。

该平台使用全新设计策略替代传统的线性设计流程,最小化布线时间和全芯片设计迭代的时间。

平台还确保获得最高的QoS。

Incisive功能验证平台为大型复杂的芯片提供最快、最高效的验证手段。

它为开放设计和验证标准还有模拟电路,混合信号集成电路验证提供内生支撑。

同一个平台提供按需加速、事务级支撑、硬件描述语言分析(linting)、覆盖、调试与分析、以及测试生成。

Allegro系统互连平台能够跨集成电路、封装和PCB协同设计高性能互连。

应用平台的协同设计方法,工程师可以迅速优化I/O缓冲器之间和跨集成电路、封装和PCB的系统互联。

该方法能避免硬件返工并降低硬件成本和缩短设计周期。

资料来源:企业官网,东兴证券研究所图表27:Cadence主要平台中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p30MentorGraphic:产品及客户Mentor企业为业界第三,虽然排行第三,但体量比前两家要小不少。

Mentor在EDA厂商中始终占有一席之地的原因是其点工具做得非常好,比如Mentor的PCB设计工具,全面而且信号分析准确。

比如ASIC流程中的Calibre在版图LVS,DRC中占有率超出其他两家,比如DFT工具DFTAdvisor在DFT工具中绝对占据优势地位。

由于Synopys的销售策略,在DC销售时免费搭DFTcompiler,对DFTAdvisor造成一定的市场冲击。

Mentor平台并非像前两家一样大而全,虽然点工具做的很精致,但在Synopsys、Cadence的竞争压力下,发展空间日渐狭小。

EDAApp提供商所用EDAApp客户AltiumAD中海油服、博世、力士乐、中芯国际、安捷伦、南京南瑞、南京三宝CadenceAllegro通用电气、惠普、SONY、摩托罗拉、日本电气、HUAWEI、中兴、联想、伟创力、艾默生电气、神达电脑、英业达、威盛、施耐德电气、宏基、天弘电子、朗科、纬创资通、华硕、长城、爱立信、英特尔、AMD、思科、飞思卡尔、IBM、德州仪器、英伟达、斯达康、戴尔MentorGraphicsExpedition通用电气、SONY、中兴、伟创力、艾默生电气、天弘电子、爱立信PADS通用电气、联想、艾默生电气、朗科、创维、TCL、迈瑞医疗清华同方、斯达康MentorDMS惠普BoardstationPCB诺西、摩托罗拉、宏基、纬创资通DxDesignerHUAWEISynopsysHAPSHUAWEI、intel资料来源:企业官网,东兴证券研究所图表28:四大EDA企业主要客户情况中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p31EDA三巨头在华布局Cadence于1992年进入中国市场,是三巨头中在华布局进行最好的;Synopsys仅次于Cadence,于1995年进入中国市场;Mentor中国总部设立于上海金茂大厦,分别在北京和深圳设有销售办公室。

EDA三巨头几乎在所有细分领域都有产品涉及,而EDA行业入门门槛高,成本弹性大,对性能依赖性强,其他的EDA企业若想突围十分困难。

企业所用EDAApp所用App提供商企业所用EDAApp所用App提供商HUAWEIDxDesigner(前端)MentorGraphics华硕AllegroCadenceHAPS(验证)Synopsys创维PADSMentorGraphicsAllegro(PCB)CadenceTCLPADSMentorGraphics中兴Allegro(前端到后端)Cadence迈瑞医疗PADSMentorGraphicsExpeditionPCB(布线)MentorGraphics清华同方PADSMentorGraphics联想联想AllegroCadence长城AllegroCadencePADSMentorGraphics海尔CR5000ZUKEN朗科PADSMentorGraphics海信CR5000ZUKENOrcadCadence新北洋CR5000ZUKEN神达电脑AllegroCadence中海油服ADAltium英业达AllegroCadence博士力士乐ADAltium威盛AllegroCadence中芯国际ADAltium天弘电子ExpeditionPCB(WG)MentorGraphics南京南瑞ADAltiumAllegroCadence南京三宝ADAltium宏碁AllegroCadence纬创资通AllegroCadenceBoardstationPCB(EN)MentorGraphicsBoardstationPCB(EN)MentorGraphics图表29:国内企业所用EDAApp基本情况资料来源:企业官网,东兴证券研究所中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p32EDA三巨头成功因素之一:内生高额的研发投入Synopsys和Cadence一直重视新技术的开发,每年投入大比例资金用于研发,研发费用是企业最大的营运开支。

尤其是Cadence企业,近两年研发支出占总营收的比例超过40%。

图表30:2010-2019年Synopsys与Cadence研发投入(百万美金)及占营业额的比重资料来源:彭博,东兴证券研究所00.050.10.150.20.250.30.350.40.450200400600800100012002010201120122013201420152016201720182019研发支出:Synopsys研发支出:Cadence营收占比:Synopsys营收占比:Cadence中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p33EDA三巨头成功因素之二:外延频繁并购自1986年成立以来,Synopsys通过发起几十余项并购交易,不断寻找那些已经被市场证明成功的产品及其企业,通过滚动并购操作达到了扩大业务规模、进行技术整合的目的。

2002年,Synopsys以8.3亿美金收购与Cadence结束专利诉讼的Avanti企业,使得Synopsys成为EDA历史上第一家可以提供顶级前后端完整IC设计方案的领先EDA工具供应商,并在2008年超越Cadence成为全球最大的EDA工具厂商。

时间事件备注1990收购了Zycad的VHDL仿真业务第一次收购2002收购AvantiEDA行业排名第四;Synopsys利用Avanti的优势技术推出ICCompiler,能够并行实行物理综合、时钟树综合、布局、布线、良品率优化和校正等功能,直接衔接synopsys前端和后端工具。

2002收购Co-designAutomation掌握比Verilog语言抽象层次更高的语言2004收购IntergratedSystemsEngineeringAG致力于TCAD技术2010收购OpticalResearchAssociate成立Synopsys-OSG部门以加强半导体制造方面光学技术的最新突破,开发下一代半导体芯片2012收购Eve致力于硬件加速仿真器解决方案2012收购LuminescentTechnologies致力于生产掩模处理业务2012收购MagmaDesignAutomation全球第四大EDA工具商2012收购SpringSoft完善纠错与全定制技术组合2017BlackDuckSoftware开源App安全和管理领导者2018收购Kilopass非易失性内存IP供应商,扩大DesignWareIP组合图表31:Synopsys部分重要收购情况资料来源:根据公开资料整理,东兴证券研究所中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p34EDA三巨头成功因素之二:外延频繁并购Cadence企业的发展壮大,同样离不开一系列成功的收购。

图表32:Cadence部分重要收购情况资料来源:根据公开资料整理,东兴证券研究所时间事件备注1997收购了acquiredCooper&ChyanTechnology企业提供印刷电路板和集成电路的自动布局布线App2002收购了IBM企业的TestDesignAutomation事业部2003收购VerplexSystem提供形式验证产品2004收购NeolinearTechnology提供快速模拟电路仿真App2005收购Verisity致力于功能验证自动化解决方案2007收购Invarium光学处理2007收购Clearshape致力于可制造型设计技术2008收购Chipshape致力于集成电路设计计划以及可重用常识模块的管理等业务2010收购DenaliSoftware主要从事Memory常识产权模块的研发与销售2012收购Sigrity致力于高速印刷电路板和集成电路的封装分析2013收购CosmicCircuits2013收购Tensilica2013收购EvatronixSASKA2014收购ForteDesignSystem2014收购JasperDesignAutomation2016收购RocketickTechnologies2017收购NusemiInc专注在超高速SerDes通信IP中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p35EDA三巨头成功因素之二:外延频繁并购MentorGraphics自成立开始,就关注各细分市场的的佼佼者,一步步收购了多家在某些细分领域技术上数一数二的中小型EDA企业,从而实现了企业稳步发展成长的目的。

2016年11月14日西门子和MentorGraphics(明导国际)联合发表声明,德国西门子将以每股37.25美金的价格收购美国EDA企业MentorGraphics,总收购价格为45亿美金,价溢价21%。

在收购Mentor后,西门子将增强在电子系统的设计、测试和仿真领域的软硬件实力。

图表33:MentorGraphics部分重要收购情况资料来源:根据公开资料整理,东兴证券研究所时间事件备注1983收购了CaliforniaAutomaatedDesign企业CADApp领先服务商1988收购了Tektronix企业的CASE部门重要资产全球性的测试测量和监测设备供应商之一,其主要产品包括示波器、逻辑分析仪、数字万用表、频率计数器、信号发生器等,加强Mentor在测试方面的科技实力1990收购了SiliconCompilerSystemsCADApp领先服务商2009收购EmbeddedAlley和LogicVisionEmbeddedAlley为Android和Linux开发系统的创新领导者,logicvision为内置自测技术的领先供应商,用于测试SoC设计;提供嵌入式设备,集成产品工具和服务2010收购Valor和CodeSourceryValor为世界领先的印刷电路板(PCB)设计制造(DFM)App供应,codeSourcery提供高级系统开发服务;巩固PCB领域头号地位,提高嵌入式解决方案价值2014收购BDA主要业务在于模拟集成电路仿真,纳米电路验证领域领导者;为模拟/混合信号(AMS)验证提供自动化技术中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p36EDA三巨头成功因素之三:政策扶持美国在半导体产业发展中发挥着巨大的作用。

目前,集成电路在摩尔定律的驱动下,面临物理和经济极限;拐点临近,电子技术的进步将进入下一创新阶段。

在这种背景下,美国又一次走在了世界前列,推出了一项为期5年、总值15亿美金的电子复兴计划(ERI),用以支撑芯片技术的开发。

美国国会也增加了对ERI的投入,每年额外注资1.5亿美金。

DARPA推出ERI项目扶持芯片发展:2018年7月23-25日,DARPA为ERI计划召开了首次年度峰会,在会上,DARPA公布了2017年9月首批启动的6大项目合作研究团队,旨在扶持和培养在材料与集成、电路设计和系统架构三方面的创新性研究。

图:34:DARPA公布的ERI六大项目资料来源:DARPA,东兴证券研究所图表35:DARPA对Cadence与Synopsys的补助情况资料来源:DARPA,东兴证券研究所中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p37美国EDA巨头下一代技术发展前沿随着IC设计复杂度的提升,新工艺的发展,EDA行业有非常大的发展空间,目前产业两大发展方向:云计算+EDA、人工智能+EDA。

目前Cadence领先。

云计算+EDA云技术的应用主要有三大优点:①快速部署可提高工程效率并加速项目完成;②通过灵活的解决方案和大规模可扩展的云就绪工具实现无痛采用;③经过验证的解决方案据有很好的安全性,被许多客户信赖和使用。

OfferingSupportModelFunctionalityCloudBurstCadence-Managed混合云环境的平台,是满足高峰需求的理想选择。

CloudBurst平台可在AWS或微软Azure上构建的即用型云环境中快速轻松地访问预安装的Cadence设计工具。

Cloud-HostedDesignSolutionCadence-Managed一个完全托管,EDA优化的云环境,支撑客户的整个设计环境需求。

可以灵活部署为单个项目或AWS或微软Azure上的完整环境PalladiumCloudCadence-Managed一种托管仿真云解决方案,可以让客户免除安装和运营。

客户可以部署峰值或基线需求,这可能低于保持整个仿真器充分利用所需的峰值CloudPassportCustomer-Managed一种可以轻松访问经过测试的云CadenceApp和基于云的许可服务器的模型,为客户在AWS,微软Azure或谷歌Cloud上建立和维护自己的云环境提供高可靠性。

图表36:Cadence提供的云服务资料来源:企业官网,东兴证券研究所中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p38美国EDA巨头下一代技术发展前沿人工智能+EDA芯片敏捷设计是未来发展的一个主要方向,深度学习等算法能够提高EDAApp的自主程度,提高IC设计效率,缩短芯片研发周期。

据Cadence的报告显示,机器学习在EDA的应用可以分为四个方面:数据快速提取模型;布局中的热点检测;布局和线路;电路仿真模型。

Cadence致力于研究将机器学习应用在Virtuoso平台上,并参与了ERI中智能设计芯片项目。

新思科技也在利用人工智能加速时序验证。

图表37:Virtuoso平台智能框架资料来源:企业官网,东兴证券研究所中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p39目录1核心观点2工业App行业概述3EDA全景概述:IC设计全流程|EDA发展历程|EDA产业情况45国内EDA产业:企业概览|竞争优势|产业短板6IC产业链:EDA产业基础|IDM|Fabless|Foundry7EDAApp部分企业&风险提示EDA三巨头:发展状况|总体比较|在华布局|技术前沿中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p40国内EDA产业情况垄断局面:EDA市场供应商高度集中,现在的EDA产业主要由Cadence、Synopsys和西门子旗下的MentorGraphics垄断。

份额低:在中国市场,EDA销售额的95%由以上三家瓜分,剩余的5%还有部分被Ansys等其它外国企业占据,给华大九天、芯愿景、芯禾科技等国产EDA企业留下了极少的份额。

技术薄弱:后者在工具的完整性方面与三强相比,有明显的差距。

至关重要:而EDA的重要性不言而喻,一旦EDA受制于人,整个芯片App产业的发展都可能停摆,发展国产EDA迫在眉睫。

中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p41国内EDA产业情况国内EDA产业发展历史:上世纪八十年代中后期,国内开始投入EDA产业研发。

1993年国产首套EDA熊猫系统问世。

之后的国内EDA发展曲折而缓慢。

多个EDA厂商萌芽,因各种因素影响,国产EDA产业没有取得实质性成功。

在2008年,国内从事EDA研究领域涌现了华大电子、华天中汇、芯愿景、爱克赛利、圣景微、技业思、广立微和讯美等企业。

之后十年发展,华大九天、芯愿景、芯禾科技、广立微、博达微等几个企业从国产EDA阵型中展露生机。

图表38:我国EDA企业成立时间资料来源:公开资料整理,东兴证券研究所1986开发“熊猫系统”熊猫系统问世19932001推出九天Zeni系统芯愿景成立20022003广立微电子成立华大九天成立蓝海微科技成立20092010芯禾科技成立概伦电子成立博达微科技成立20122016奥卡思微电成立中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p42国内EDA产业情况国内EDA企业难以提供全流程产品,但在部分细分领域具有优势,个别点工具功能强大。

资料来源:企业官网,Wind,东兴证券研究所企业名称主要产品企业特点布局领域华大九天StandardCell/IP设计-AetherStandardCell/IP仿真—ALPS-AS/iWaveStandardCell/IP验证—Argus/FlashLVL/PVEIPMerge—Skipper规模最大,世界唯一提供全流程FPD设计解决方案的供应商,具有较强市场竞争力IC设计IP产品平板显示电路设计芯愿景PanovasPro:显微图像实时处理系统ChipLogicFamily:集成电路分析再设计系统HieruxSystem:集成电路分析验证系统BoolSmartSystem:集成电路设计优化系统CatalysisSeries:高性能图像自动算法系统集成电路技术分析能力始终紧跟半导体行业最先进工艺制程的发展步伐,目前已成功实现7nmFinFET芯片的工艺分析和电路分析IP核EDAApp集成电路分析设计平台广立微电子SmtCell:参数化单元创建工具TCMagic:测试芯片设计平台ATCompiler:可寻址测试芯片设计平台DataExp:WAT和测试芯片数据的分析工具在良率分析和工艺检测的测试机方面产品具有明显优势包含高效测试芯片自动设计、高速电学测试和智能数据分析的全流程平台图表39:我国EDA企业产品情况中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p43国内EDA产业情况资料来源:企业官网,Wind,东兴证券研究所企业名称主要产品企业特点布局领域概伦电子SPICE建模工具BSIMProPlus和低频噪声测试系统千兆级SPICE仿真器NanoSpiceGiga电路与工艺互动设计平台MEPro在SPICE建模工具及噪声测试系统方面技术处于领先地位,业内称“黄金标准”高端集成电路设计先进半导体工艺开发芯禾科技高速仿真解决方案SnpExpertXpeedic标准IPD元件库IRIS芯片仿真解决方案METIS三位封装和芯片联合仿真App专注仿真工具、集成无源器件IPD和系统级封装SiP微系统的研发设计仿真工具集成无源器件蓝海微科技PcellQA+LVSRunsetQA工具——BardeRCXRunsetQA工具——TutaRCXRunsetQA工具——ScoutCalibreCode图形化显示与分析工具——XCal在PcellQA工具领域技术实力雄厚,具有自动化程度高、检查项全面、准确性高和支撑先进工艺特殊处理等多项优势集成电路工艺设计包博达微科技器件建模平台——MeQLab全新架构,集成高速仿真器,全局优化器,内建动态模型QA,面向电路的建模平台。

PDK验证App——PQLab面向PDK开发者和设计工程师的PDK自动验证App,是业界唯一的结合SPICEModelQA的PDK验证平台。

以SPICEModel参数提取著称,现重点转向数据端,从加速仿真转为加速测试,测试主要以学习算法来驱动,竞争力在于测试速度比传统测试高一个数量级半导体参数测试器件建模与验证奥卡思微电形式验证工具——AveMC全流程设计平台——MegaEC企业专精形式化功能验证,可编程逻辑验证,低能耗设计优化及验证等技术形式验证工具全流程设计工具中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p44国内EDA企业竞争优势——华大九天企业概况北京华大九天App有限企业成立于2009年6月,具有三十年的技术积累,前身是华大集团EDA部门,专注于提供专业的EDAApp、IP产品及相关解决方案,是国内规模最大、技术最强的EDA企业,是大规模集成电路CAD国家工程研究中心依托单位,承担着国产EDAApp研发与推广的重任,并在2012年推出硅常识产权(IP)和设计服务业务。

受制于国内行业大环境。

企业体量依旧较小。

2019年年报显示,企业雇员175人。

华大九天的技术团队约为150人,研发团队硕博士比例超过80%,拥有三名国家“千人计划”专家。

2019年8月,董事长刘伟平曾披露,企业正式员工加上其他实现人员总计400多人,预计2019年底能扩大到500人。

技术优势华大九天承载了熊猫系统的技术,在EDA和IP方面拥有多年的积累,现在的他们能够提供数模混合/全定制IC设计、平板(FPD)全流程设计及高端SoC数字后端优化方向的EDA解决方案,拥有多项全球独创的领先技术。

尤其是在FPD领域,华大九天更是成为全球唯一的能够提供全流程FPD设计解决方案的供应商,获得了大部分知名面板厂的市场份额。

其他围绕EDA提供的相关服务包括IP设计服务及晶圆制造工程服务。

中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p45国内EDA企业竞争优势——华大九天股权与领导层:中国“电子系”直属,原部门领导任一把手企业是中国电子信息产业集团(CEC)旗下集成电路业务板块二级企业。

现第一大股东为中国电子,持有企业33%股份。

企业董事长刘伟平在EDA和集成电路设计领域辛勤耕耘三十余年,是著名的熊猫ICCAD系统工具研发项目的亲历者。

图表40:企业股权穿透图资料来源:Wind,东兴证券研究所中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p46国内EDA企业竞争优势——华大九天融资历史:吸引上亿社会资本,大基金坐任股东表示认可图表41:企业股东变化情况资料来源:公开资料整理,东兴证券研究所中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p47国内EDA企业竞争优势——华大九天企业业务:国内EDAApp领跑者目前,华大九天提供四大板块的服务:全流程数模混合信号芯片设计系统、SoC后端设计分析及优化解决方案、FPD全流程设计系统、IP以及面向晶圆制造企业的相关服务以及液晶平板显示。

企业客户覆盖国内集成电路细分领域的众多企业,如晶圆制造领域的中芯国际、华力微电子、华虹宏力等,IC设计领域的HUAWEI海思、中兴微电子、紫光展锐等,国内主要的CPU设计企业飞腾、兆芯、龙芯、华芯通等,以及液晶平板显示领域的京东方、华星光电、维信诺、咸阳彩虹、熊猫电子、重庆惠科等。

企业战略:做全产品,技术升级企业目前存在的差距一是缺乏数字芯片设计核心工具模块,无法支撑数字芯片全流程设计;二是对先进工艺支撑还不够,除了个别两三个工具能支撑14纳米、7纳米、5纳米外,其它很多工具都做不到;三是缺乏制造及封测EDA系统,无法支撑芯片封测厂商的应用需求。

发展战略一要把工具产品做全;二要做好技术升级,解决对先进工艺支撑的问题。

中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p48国内EDA企业竞争优势——华大九天1、数拟/数模混合IC设计四大板块产品名概况图示数拟/数模混合IC设计EmpyreanAether数模混合信号IC设计平台EmpyreanALPS高性能并行电路仿真工具EmpyreanArgus高性能精准物理验证工具EmpyreanRCExplorer大容量寄生参数提取分析工具EmpyreanPolas版图可靠性分析工具EmpyreandMan设计数据管理工具EmpyreanALPS-GTGPU-Turbo的模拟电路异构仿真系统EmpyreanALPS-LMC超快速3σMonteCarlo分析工具SoCIC设计EmpyreanLiberal标准单元库特征化解决方案EmpyreanQualib工艺资料分析检验平台EmpyreanClockExplorer基于规则检查的时钟分析优化平台ICExplorer-XTimeSPICE精度时序签核解决方案ICExplorer-XTop时序优化解决方案EmpyreanSkipper一站式版图分析及Chip-Finishing平台EmpyreanSmartMemoryMemory设计工具图表42:企业业务板块资料来源:企业官网,东兴证券研究所中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p49国内EDA企业竞争优势——华大九天1、数拟/数模混合IC设计四大板块产品名概况晶圆制造专用EDA解决方案EmpyreanAetherStandardCell/IP设计EmpyreanALPSStandardCell/IP仿真EmpyreanArgus/EmpyreanRCExplorerStandardCell/IP验证EmpyreanSkipperChipFinishingPlatformEmpyreanQualibStandardCell/IP分析检验平台EmpyreanSkipper一站式版图分析及Chip-Finishing平台ICExplorer-XTime基于时序的SPICE精度级工艺分析平板设计FPD全流程解决方案EmpyreanEsimFPD电路仿真套件EmpyreanAetherFPDLE基本版图设计工具EmpyreanAetherFPDLEAD高级版图设计工具EmpyreanAetherFPDLEXP异形版图设计工具EmpyreanRCExplorerFPD3DRC提取分析工具套件EmpyreanArgusFPD版图验证工具套件EmpyreanEmapFPD掩膜分析模拟工具套件EmpyreanEplantFPD面板级版图分析工具套件EmpyreanSmartFPD数据版本管理工具资料来源:企业官网,东兴证券研究所中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p50国内EDA企业竞争优势——芯愿景企业概况北京芯愿景App技术股份有限企业(简称芯愿景)创立于2002年,是一家以IP核、EDAApp和集成电路分析设计平台为核心的高技术服务企业。

向全球客户提供集成电路分析、集成电路设计、集成电路EDAApp销售服务。

芯愿景建立了专业的集成电路分析实验室,实验室配置有ZEISS、FEI、Olympus、Leica、Oxford等厂商的高端设备,可以提供包括产品拆解、集成电路工艺分析、竞争力分析、失效分析等技术服务,目前可以分析的最小工艺节点为7纳米。

芯愿景自创立起就坚持自主研发集成电路EDAApp,累计研发了6套EDA系统,共30多个App,覆盖了集成电路工艺分析、电路分析和常识产权分析鉴定的全流程。

累计发放授权认证超过30,000个,EDAApp用户群包括国内外芯片设计企业、研究所、高校和常识产权服务机构等。

芯愿景为半数以上的全球半导体领导厂商提供过常识产权分析鉴定服务,技术能力和专业水平得到了客户、法院、常识产权鉴定机构和律师事务所的广泛认可。

芯愿景依托于自主IP平台和EDAApp的集成电路设计服务,成功实现了工业控制、汽车电子、安防监控、网络设备、物联网和智能硬件等领域多款芯片的一站式设计服务。

集成电路EDAApp集成电路分析服务常识产权分析服务中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p51国内EDA企业竞争优势——芯愿景集成电路EDAApp技术优势1设立以来,企业将EDAApp需求定位于IC分析服务和设计服务领域,已逐步形成六大App产品线、38个App产品;具备核心技术引领/实现、实行效率保障/提升等核心作用,是各类业务开展中的基础性技术工具,亦可直接授权客户使用。

各类EDAApp产品主要使用C++语言编写,源代码总量已超三百万行,兼容Windows操作系统;同时,其二次开发接口可实现设计服务中的“应用级开发”。

总体上,相关App功能丰富、覆盖业务全流程,是企业核心技术的重要组成。

据统计,企业App累计发放超过三万多个授权认证。

企业研发的新一代显微图像处理系统,采用64位存储地址空间、虚拟化实时处理技术,适用于7纳米以上工艺、4TB级规模的IC图像处理。

显微图像实时处理系统企业研发的第一代显微图像采集和处理系统,支撑光学和电子显微镜的大规模图像采集,及IC全景图像的同层无缝拼接和异层精确对准,适用于4TB量级图像采集、65纳米以上工艺、千万门级规模的IC图像处理。

显微图像处理及采集用于IC技术分析中的网表提取和电路分析,采用集中式数据存储,支撑细粒度操作级数据同步及多用户并发处理,适用于超大规模数字电路IC项目。

集成电路分析再设计系统用于IC技术分析和常识产权分析,包含电路编辑、电路整理、版图设计等模块;基于自主HDB数据库引擎,提供4亿门级电路提取和2,000万门级电路整理能力,适用于复杂层次结构的SoC等产品;还可用于IC全定制版图的设计和验证。

集成电路分析验证系统用于数字IC分析整理的模块自动识别和挖掘工具,可以用于参考设计;采用自主HDB数据库引擎,与Hierux可实现互操作,是支撑IC设计服务的重要技术工具。

集成电路设计优化系统针对显微图像特点,对模拟和数字电路基本布图结构建模,利用计算机视觉和深度学习技术自动识别出引线/孔/模拟器件/数字单元等电路结构,对超大规模数字电路可实现99%以上的自动识别率。

高性能图像自动算法系统资料来源:企业官网,东兴证券研究所图表43:企业EDAApp技术优势中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p52国内EDA企业竞争优势——芯愿景集成电路分析服务技术优势2凭借专业的集成电路分析实验室、自主研发的系列EDAApp和丰富的集成电路分析经验,芯愿景持续向全球客户提供高性价比、高效率和高质量的竞争力分析、工艺分析、电路提取和分析、逻辑和电路仿真等技术分析服务。

芯愿景的集成电路技术分析能力始终紧跟半导体行业最先进工艺制程的发展步伐,目前已成功实现7nmFinFET芯片的工艺分析和电路分析。

截至2019年11月,电路提取和分析的最小特征尺寸已达到7nm,单个项目最大规模超过30亿个晶体管。

电路提取:根据芯片图像背景,依托芯愿景自主研发的EDAApp平台,通过引线识别、通孔识别、单元搜索和提取等技术,得到反映芯片原始版图信息的平面电路图。

电路分析:基于芯愿景自主研发的HieruxSystemApp系统和BoolSmartSystemApp系统,结合芯片datasheet等资料,将平面电路图分析整理成层次化电路图。

服务主要包括样品制备和显微图像采集、样品表面分析、纵向结构分析和成分分析等。

一方面可以帮助用户深入理解芯片的制造工艺,为芯片分析再设计的工艺线选择提供参考信息,也可作为工艺侵权取证手段;另一方面也可以作为产品失效分析的重要检测手段。

封装分析:X-ray、引脚数量和间距、封装基板层数和各层厚度、封装平面剖解等。

管芯分析:管芯面积、特征尺寸、M1/PL概貌图、floorplan等。

制造工艺:产品生产线推测、栅氧厚度、PN结深、silicide结构、侧墙结构和尺寸等。

电路提取和分析工业分析竞争力分析资料来源:企业官网,东兴证券研究所图表44:企业集成电路分析技术优势中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p53国内EDA企业竞争优势——芯愿景常识产权分析服务技术优势3依托集成电路常识产权解决方案平台,芯愿景为国内外客户在专利侵权取证、现有技术查找、布图设计侵权分析、专利运营等方面提供了专业的技术支撑,承担了国内外多起知名半导体常识产权纠纷案件的技术侵权取证工作,以专业的技术能力获得业界的广泛赞誉。

目前提供的服务包括:专利侵权分析、集成电路布图设计侵权鉴定、嵌入式代码著作权侵权分析、商业秘密侵权分析等、专利运营(专利布局、专利估值、专利交易)、专利产品映射(PPM)和现有技术查询等。

资料来源:企业官网,东兴证券研究所图表45:企业常识产权分析服务中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p54国内EDA企业竞争优势——芯愿景现有成果累积获得专利11项App著作权37项资料来源:企业公告,公开资料整理,东兴证券研究所图表46:企业集成电路分析技术优势中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p55国内EDA企业竞争优势——芯禾科技企业概况芯禾科技成立于2010年,为半导体芯片设计企业和系统厂商提供差异化的App产品和芯片小型化解决方案,包括高速数字设计、IC封装设计、和射频模拟混合信号设计等。

这些产品和方案可以应用到智能手机、平板电脑和可穿戴等移动设备上,也可以应用到高速数据通信设备上。

投融资情况天使轮投资方为海博创投;A轮融资额为2000万元,领投方为海博创投;B轮融资额为4000万元,领投方为中芯聚源。

优秀成果由全球电子技术领域的领先媒体集团ASPENCORE举办的“2019中国IC设计成就奖“将年度技术突破EDA企业颁给了苏州芯禾电子科技有限企业。

在DAC2019上,芯禾科技演示了企业最新开发的5G解决方案。

该方案使SoC、RFIC、封装及电路板设计人员能够利用他们的差异化技术构建更好的5G系统。

图表47:芯禾科技主要产品资料来源:企业官网,东兴证券研究所中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p56国内EDA企业竞争优势——广立微电子企业概况广立微电子有限企业由硅谷归国精英和浙大资深科学家共同创立于2003年,技术来源于浙江大学超大规模集成电路设计研究所技术优势该企业专业从事集成电路成品率提升服务和EDAApp开发。

广立微已经可以提供基于测试芯片的软、硬件系统产品以及整体解决方案,帮助工程师实现高效测试芯片自动设计、高速电学测试和智能数据分析,同时还能为晶圆代工厂的新工艺制程研发提供整合性的技术服务,包括从早期设计、中后期量产时的可寻址测试结构,直到yieldramp阶段基于产品版图的测试芯片,帮助提高IC设计的可制造性、性能、成品率并缩短产品上市时间。

优秀成果2018年广立微电子携企业电学性能监控系统和成品率提升的相关软、硬件产品首次亮相DAC,并在之后的一年里继续发力,企业在产品及市场方面逐步蓄势发力,技术蓝图越发清晰,再次亮相DAC2019。

图表48:广利微电子产品方向及特点资料来源:企业官网,东兴证券研究所中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p57国内EDA企业竞争优势——北京博达微科技企业概况以SPICEModel参数提取著称的北京博达微则致力于提供高速、高频和高可靠性集成电路EDA解决方案和相关的设计支撑服务。

企业可以提供的业务范围含括器件模型、PDK、标准单元库相关EDA工具和设计服务和半导体器件量测系统。

能够针对高端设计企业和代工厂提供一站式的设计支撑服务和完整的设计评估和加固技术服务解决方案。

优秀成果由全球电子技术领域的领先媒体集团ASPENCORE举办的“2019中国IC设计成就奖“将年度创新EDA企业颁给了北京博达微科技有限企业另外,专注于SPICE的概伦电子、从事TCAD的珂晶达与擅长仿真研发的创联智软等企业,都是国产EDA领域的一些力量。

他们也都正在为国产的EDA崛起而努力。

中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p58国内EDA企业竞争优势——概伦电子企业概况概伦电子成立于2010年,致力于提升先进半导体工艺下高端集成电路设计的竞争力,提供世界领先水平、创新的集成电路设计解决方案,是国内企业难得的几乎全部产线均可做到的世界级企业。

概伦电子在SpiceModel领域一直是行业的领导者,全球拥有超过100多家客户,几乎覆盖了全部的主流代工厂和设计企业。

2010年后发展的大容量和快速仿真器产品具有很大的竞争力。

它的噪声标准也被作为业界"黄金标准"。

优秀成果在今年的DAC大会,一直致力于“联动设计与制造”的概伦电子先容了业界领先的电路仿真器针对大规模存储器设计和后仿模拟电路高精度高速仿真难题的最新进展,并展示在业界占据绝对优势的SPICE建模、低频噪声测量解决方案和工艺平台及模型评估套件。

产品分类产品名称高端集成电路设计通用并行电路仿真器–NanoSpice千兆级电路仿真器–NanoSpiceGiga良率导向设计平台–NanoYield大容量波形查看器-NanoWave电路设计与工艺开发接口电路与工艺互动设计平台–ME-Pro先进半导体工艺开发先进器件建模平台–BSIMProPlus低频噪声测试系统–9812DX专业建模服务图表49:概伦电子主要产品资料来源:企业官网,东兴证券研究所中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p59国内EDA企业竞争优势——天津蓝海微科技企业概况从事专业化的EDAApp服务与EDA工具定制化开发业务。

企业团队具有深厚的EDA技术背景,深刻理解IC设计当前存在的难点问题,提供强有力的技术解决方案。

企业创始团队具有近20年的EDA开发、市场和运营经验,在寄生参数提取、版图验证、OpenAccess平台App开发、PDK开发与自动生成等多个领域具有独到的技术优势。

企业的宗旨是:当大部分EDA企业都在开发竞争激烈的工具产品,决战“大众”市场的时候,蓝海微企业力求寻找“小众”客户群体,通过App服务提升EDA工具的价值,避开“红海”,寻找“蓝海”(企业名的含义)。

企业的理想是:为中国IC产业的关键技术发展提供良好的技术解决方案,促进中国IC产业整体水平的提高;为国内外EDA企业、IC设计企业、Foundry提供专业化的EDAApp定制开发和技术服务,帮助其提高开发效率,降低开发成本。

图表50:蓝海微主要产品及服务资料来源:企业官网,东兴证券研究所中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p60国内EDA企业竞争优势——天津蓝海微科技技术优势——Barde工具传统的PcellQA工具在验证LVS是否Correct时,用户需要针对不同器件设置较多与连接性相关的参数才能达到LVSClean,Barde工具大大简化了该流程,用户仅需设置几个全局性的参数而无需关注具体Pcell器件具体内容即可达到LVSClean。

解决方案:①定义方法,针对任意器件的terminal都可以在layout上自动添加Pin,彻底解决了LVS连接性自动生成的难点。

②针对Pcell多个instance的P型衬底在layout端自动连接为一个节点,但是在schematic端需要人工设置节点来保证LVSclean的难点,提出了IsolateLayer或者IsolateRing的全局性设置概念,用户只需要全局设置一个参数,就可以解决所有Pcell器件的衬底连接一致性难点。

③针对Pcell的仿真参数特别是MOS管的WPE等先进工艺需要用到的精细仿真参数,提出了FullParameterQA的概念,工具可以自动比对MOS管所有仿真参数的callback函数计算结果与LVSRULE提取的仿真参数是否一致,大大提高了Pcell的Callback参数准确性验证。

连接性处理高度自动化1.针对Pcell的Simulation前后仿真操作,Barde工具可以全自动针对每个pcell器件的layout加入Pin节点信息,全自动加入仿真激励,并输出统计分析表格,大大减少了人工修改和添加layout节点的操作。

2.针对带有典型Pcell器件的寄生参数提取QA,Barde工具可以全自动针对每个pcell器件加入Pin节点信息,全自动进行寄生参数提取和结果分析,大大减少了人工修改和添加layout节点的操作.Barde工具相比传统的PcellQA工具具有自动化程度高、检查项全面、准确性高和支撑先进工艺特殊处理等多项优势。

中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p61国内EDA企业竞争优势——成都奥卡思微电科技企业概况自2016年1月成立于硅谷,2017年12月推出AVE自动化验证工具App(已开放两款逻辑验证产品,多项预研中),企业是由三位硅谷中国博士创立,现在落地于成都高新园区。

企业主要业务为集成电路设计自动化系统(EDA)的研发和咨询。

企业立足于最新的EDA技术,结合本土用户需求,竭诚服务中国芯片自主设计产业。

目前,企业已成功推出两款形式验证工具。

企业自成立以来,已获得首轮融资,目前成功推出了两款逻辑验证产品(AveMC自动化验证工具App和AveCEC等价验证工具App),其他多项正在预研中。

未来,企业会持续研发后续产品,推出面向整个亚太地区的培训和咨询服务,开发中国/亚洲及北美市场。

企业优势优势一——形式化功能验证。

优势二——等价性功能验证。

优势三——芯片及App信息安全。

优势四——低能耗设计优化及验证。

优势五——可编程逻辑(FPGA)验证。

中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p62国内EDA企业竞争优势——成都奥卡思微电科技产品——AveMC应用于芯片设计的功能特性验证,正在越来越多的应用场景取代仿真验证。

其使用方法是用户根据设计要求提供验证所需的属性和约束,用数学归纳和推理的方法回答这些属性是否正确。

产品优势:1.可以用图形化的方式,帮助用户快速建立属性和约束模型,数据表明这一块占了形式验证时间的三分之一;2.更为精确的模型和计算速度,能发现其他工具忽略的属性完备性检查漏洞;3.开放的构架,用户可以根据具体的设计和验证场景构建自己的工具;4.支撑云计算模式,用户可以根据需求配置最为合理的计算能力。

产品——AveCECAveCEC支撑设计全流程,能独立于任何工具实现,能处理大型设计。

超过半数的设计需要re-spin.re-spin的主要原因是功能错误;AveCEC采用数学方法,穷尽所有情况,不需要用测试向量,确保设计实现和黄金设计一致。

产品优势:1.工具处理速度快,比模拟高效,两者不在一个数量级;2.快速查错,有较强的debug能力;3.支撑复杂datapath优化;4.支撑先进门钟设计优化(ClockGating);5.可扩展性:可以验证整个SOC设计;6.支撑FPGA设计流程;产品——形式验证App1.属性空泛性检查APP空泛性断言属性可能会导致错误的证明结果,并且浪费了时间和精力,甚至会导致无法发现设计缺陷。

AveMC的独有引擎(专利申请中)是检查空泛性属性,提高断言属性质量的完美解决方案。

2.属性覆盖率精确检查APP(PPCAPP)奥卡思微电科技有限企业的PPCAPP采用独有的引擎能够精确的分析断言属性的所有状态和跳转情况,为整个形式化验证提供了一个细颗粒度的属性质量分析方法。

PPC的结果可以用于形式化验证signoff和bughunting,帮助用户提高形式化验证的质量。

中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p63国内EDA产业短板之一:产品不齐全目前国内EDA企业面对的第一个短板就是产品不够全,尤其在数字电路方面。

SOC设计主流程的EDA工具数量中,来自Synopsys与Cadence企业的占有大部分,尤其是时序和功耗检查以及定制设计两步,完全由上述两家垄断,国产EDA在许多工具上仍有缺失。

图表51:SOC设计主流程的EDA工具数量资料来源:《SOC设计方法与实现》,东兴证券研究所SOC设计主流程EDA工具数量Synopsys供应数量Cadence供应数量仿真与验证1653综合530物理设计1887时序和功耗检查725定制设计413可测性设计840RTL-GDSII311ESL410传统EDA企业在数据端,收集数据测试上通常没有布局,而本土EDA企业的优势定位在于:在良率优化端,广立微电子的App和测试机;在数据端,博达微的快速参数测试方案;在仿真输入端,中国企业具有很强的主导性;在仿真端,华大九天和概伦电子实力强劲;在后端,芯禾具有完整的解决方案和竞争力中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p64国内EDA产业短板之一:产品不齐全虽然在局部形成了突破,但在像物理验证、综合实力方面离主流差距还是很大,国内EDA厂商还“没有能力全面支撑产业发展”,总体上还是很难离开三大巨头企业的平台。

以华大九天为例,单独评估集成电路产业所需的EDA工具,华大九天已有的产品线占集成电路所需工具的三分之一左右,另外还有三分之二目前是空白。

国内EDA研发崛起策略一、目标定位整套EDA工具,国内各厂多样化合作,在研发上加大投入,积极扩展待开发领域,满足下游设计和制造领域的多样化需求;二、在现有从数据到模型再到仿真的一个完整闭环,并在机器学习、算法、数据挖掘上国内技术和国外并无太大差距的基础上,可以利用数据驱动设计绕开传统大企业的限制,这是实现本土EDA崛起又一策略。

图表52:本土EDA企业的定位与策略资料来源:PDA,东兴证券研究所中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p65国内EDA产业短板之二&三国内EDA产业短板之二:人才短缺、投入不足人数上我国约有1500人的EDAApp开发工程师,但在本土EDA企业和研究单位工作的工程师只有300人左右,其他大部分都是在三大巨头工作。

而放大到全球,对比于Synopsys7000多的研发人员(当中有5000多从事EDA的研发),这个差距更是明显。

研发投入上国产EDA与三巨头相比也差距明显。

据半导体行业观察资料显示,本土EDA企业龙头华大九天,过去十年间所投研发资金也只有几个亿,而Synopsys2018近一年的研发投入约为10.8亿美金,Cadence2018年的研发投入约为8.7亿美金。

国内EDA产业短板之三:市场培育较难,市场拓展周期较长目前,EDA市场被三巨头垄断,国产EDA生存环境十分狭小,即使能够研发出全套的EDA工具,在短期内也难以与三巨头企业的产品抗衡。

国产EDA缺乏市场,反作用于EDA的研发,造成恶性循环。

目前国际环境存在不确定性,美国对中国高新技术产业的限制仍在继续,这给我国的IC产业带来了巨大挑战,但同时也面临着新的机遇。

国产EDA企业化危为机,市场生态迎头赶上,是实现国产化替代、产业自主可控的重要一步。

中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p66国内EDA产业短板之四:缺乏与先进工艺的结合EDA是设计和工艺对接的纽带,而国内EDA厂商与先进工艺结合比较弱。

一方面,三大EDA企业有天然优势,在新工艺开发阶段与全球领先的晶圆制造厂进行全方位合作,因此对工艺理解很到位。

国内EDA厂商只能在工艺开发完以后拿到部分数据,无法接触到先进工艺的核心部分,难以针对先进工艺设计、改良EDAApp,造成与三巨头的客观差距。

另一方面,国内在PDK方面不足,对国产EDA发展不利。

EDA工具与工艺结合的重要支撑是工艺设计套件(PDK),PDK开发非常复杂,需要较大投入,目前国内EDA厂商都比较缺乏PDK基础,这与中国整个半导体生态不够成熟直接相关,需要半导体行业整体的进步。

解决与国产EDA与先进工艺方面结合缺失的问题,既需要国内晶圆厂提高自身的制造技术,又需要EDA企业加强和国际先进晶圆厂的合作。

打造本土EDA全方位竞争力,需要产业链各界的共同努力。

中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p67目录1核心观点2工业App行业概述3EDA全景概述:IC设计全流程|EDA发展历程|EDA产业情况45国内EDA产业:企业概览|竞争优势|产业短板6IC产业链:EDA产业基础|IDM|Fabless|Foundry7EDAApp部分企业&风险提示EDA三巨头:发展状况|总体比较|在华布局|技术前沿中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p68IC产业链概览半导体行业包括集成电路、敏感器件、光电子器件、分立元件等,其中集成电路占比超过80%,集成电路又分为IC设计、晶圆制造及加工、封测三个环节,EDA为集成电路的上游支撑行业。

图表53:IC产业链资料来源:公开资料整理,东兴证券研究所半导体芯片企业按照运作模式的差别,可分为IDM企业、IC设计企业(Fabless)、晶圆制造代工企业(Foundry)、封装测试企业(Package&TestingHouse)。

图表54:2004-2018我国集成电路销售额情况资料来源:Wind,东兴证券研究所EDA等光刻机等中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p69IC产业链概览EDA产业基础EDA的发展需要合适的产业链环境,要想磨合工艺套件,EDAApp、IC设计企业和代工厂就必须一起打磨,构成铁三角关系成为关键。

图表55:EDAApp、IC设计企业和代工厂铁三角关系资料来源:公开资料整理,东兴证券研究所IC设计企业EDAApp代工厂支撑培育支撑培育培育支撑2009年前后,IC设计企业和代工厂限制本土EDA发展①中国本土的IC设计企业数量少且规模小,根本没有很好的市场环境来孕育EDA业务。

②IC设计企业对使用国产App存在疑虑,头部数百家IC设计企业优先考虑国外App,而更多的IC设计企业利润微薄,几乎不考虑购买EDAApp的问题。

③缺少代工厂的支撑。

截至2019年,中国有全球头部的IC设计企业,中国有全球最多的代工厂,2019年中国大陆光晶圆厂达到86座。

同时还有全球最大的半导体消费市场,达到了60%。

形成良好的制造和消费格局,给予国产EDAApp足够重视,三家联手,有望破局。

中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p70IDM(IntegratedDeviceManufacture)早期的集成电路以IDM模式为主,也称为垂直集成模式特点集芯片设计、芯片制造、芯片封装和测试等多个产业链环节于一身,目前全球半导体前20大厂商中大部分为IDM厂商,包括SAMSUNG、TI、英特尔等企业。

优点垂直集成模式相比于垂直分工模式来说,设计、制造等环节能够协同优化,有助于充分发掘技术潜力,尽可能地扩大产能、降低成本,有条件率先实验并推行新的半导体技术。

缺点IDM对企业要求更大:企业规模庞大重资产,管理成本、运营费用较高,风险更大;企业需要不断的提升工艺制程技术,研发投入高,中国本土IDM企业相对国外IDM巨头处于起步阶段。

中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p71IDM(IntegratedDeviceManufacture)部分本土IDM上市企业2019年经营情况资料来源:Wind,东兴证券研究所企业上市情况主营业务营收YOY净利润YOY士兰微2003-2-20A股上市从纯芯片设计企业发展成以IDM模式为主要发展模式的综合型半导体产品企业31.10572.80%-1.0731-244.51%中环股份2007-4-5A股上市是生产经营半导体材料和半导体集成电路与器件的高新技术企业。

168.869722.76%12.612459.85%扬杰科技2014-1-14A股上市企业集研发、生产、销售于一体,专业致力于芯片、二极管、整流桥、电力电子模块等半导体分立器件高端领域的产业发展20.07088.39%2.204416.96%上海贝岭1998-8-13A股上市企业是集成电路设计企业,提供模拟和数模混合集成电路及系统解决方案8.786312.02%2.4348135.59%苏州固锝2006-10-27A股上市国内半导体分立器件二极管行业最完善、最齐全的设计、制造、封装、销售的厂商,从前端芯片的自主开发到后端成品的各种封装技术,形成了一个完整的产业链。

19.80555.05%1.37564.05%华微电子2001-2-16A股上市是集功率半导体器件设计研发、芯片加工、封装测试及产品营销为一体的国家级高新技术企业16.5649-3.09%0.6118-42.83%钜芯集成新三股上市2.4G无线射频芯片、光电传感芯片的研发、设计、生产与销售0.698616.94%-0.0248195.24%图表56:部分本土IDM上市企业2019年经营情况(单位:亿元)中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p72Fabless随着集成电路制程节点的缩小,制造技术难度成倍增加,能跟随工艺发展的制造厂商越来越少,Fabless模式应运而生。

Fabless模式下,IC设计企业只负责芯片的电路设计与销售,将生产、测试、封装等环节外包,主要企业包括联发科、博通等。

优点Fabless模式大大降低了IC行业的进入门槛,初始投资规模小,创业难度相对较低,充分体现了专业化分工的优势,因此被大部分集成电路设计企业采用,目前国内IC设计企业大多数都采用了Fabless模式。

由于Fabless企业有相对轻资产的发展属性,中国本土Fabless企业相对本土IDM企业已经发展到具有一定技术和市场领先性。

缺点Fabless与IDM相比无法实现工艺协同优化,难以完成指标严苛的设计与Foundry相比需要承担各种市场风险,一旦失误可能市场损失严重。

中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p73Fabless部分本土Fabless上市企业2019年经营情况企业上市情况主营业务营收YOY净利润YOY汇顶科技2016-9-27A股上市基于芯片设计和App开发的整体应用解决方案提供商,全球指纹芯片第一供应商64.732573.95%23.1736212.10%紫光国微2005-5-18A股上市专注于集成电路芯片设计开发领域,是国内领先的集成电路芯片设计和系统集成解决方案供应商34.304139.54%4.005514.92%兆易创新2016-8-5A股上市全球化芯片设计企业32.029242.62%6.052749.83%韦尔股份2017-4-20A股上市以自主研发、销售服务为主体的半导体器件设计和销售企业136.3167243.93%7.0528509.68%圣邦股份2017-5-19A股上市企业是一家高性能、高品质模拟集成电路芯片设计及销售的高新技术企业7.924938.45%1.747368.51%北京君正2011-5-20A股上市企业是一家集成电路设计企业,拥有全球领先的32位嵌入式CPU技术和低功耗技术3.393530.69%0.5866333.88%纳思达2007-10-26A股上市以集成电路芯片研发、设计、生产与销售为核心,全球行业内领先的打印机加密SoC芯片设计企业232.95856.25%8.6595-28.90%全志科技2015-5-5A股上市企业是领先的智能应用处理器SoC、高性能模拟器和无线互联芯片设,A股唯一一家独立自主IP核芯片设计企业计厂商14.63367.23%1.323822.87%富瀚微2017-2-7A股上市专注于视频监控芯片及解决方案5.220826.72%0.72656.94%资料来源:Wind,东兴证券研究所图表57:本土Fabless上市企业2019年经营情况(单位:亿元)中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p74Fabless部分本土Fabless上市企业2019年经营情况(单位:亿元)企业上市情况主营业务营收YOY净利润YOY中颖电子2012-6-1A股上市专注于单片机集成电路设计与销售的高新技术企业8.341510.09%1.813712.41%景嘉微2016-3-21A股上市致力于信息探测、信息处理领域的技术和综合应用,为客户提供高可靠、高品质的解决方案、产品和服务的创新型科技企业。

5.307933.63%1.759723.67%欧比特2010-2-1A股上市主要从事于核心宇航电子芯片/系统等的自主研制生产8.517-5.99%-2.3373-346.42%博通集成2019-4-1A股上市是一家提供无线通讯射频芯片和解决方案的集成电路设计企业11.7462115.08%2.5237103.67%国科微2017-6-27A股上市致力于大规模集成电路的设计、研发和销售,国内广播电视芯片和智能监控系列芯片的主流供应商之一5.428935.69%0.674550.32%国民技术2010-4-20A股上市国内专业从事超大规模信息安全芯片和通讯芯片产品设计以及整体解决方案研发和销售的国家级高新技术企业3.9473-34.44%0.4291-102.40%上海复旦2000-8-4H股上市国内从事超大规模集成电路设计、开发和提供系统解决方案的专业企业14.54773.20%-1.4896-2.1516资料来源:Wind,东兴证券研究所图表57:本土Fabless上市企业2019年经营情况(单位:亿元)中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p75FoundryFoundry模式专注代工生产,只负责制造、封装或测试的其中一个环节,不负责芯片设计,可以同时为多家设计企业提供服务。

晶圆制造及加工是芯片制造的核心工艺,此处的设备投资非常庞大,能占到全部设备投资的70%以上。

封测就是封装+测试,目的是把做好的集成电路放到保护壳中,防止损坏、腐蚀。

优点Foundry模式不承担由于市场调研不准、产品设计缺陷等决策风险,能够发挥规模优势。

缺点投资规模较大,维持生产线正常运作费用较高;需要持续投入维持工艺水平,一旦落后追赶难度较大。

现状虽然是重资产类型企业,但是由于芯片产业链不可获取的实现环节,因此,国内近年在此领域也是通过各种形式加大投入建设力度,已经涌现出具有一定竞争力的本土厂商。

图表58:本土代工上市企业2019年经营情况(单位:亿元)企业上市情况主营业务营收YOY净利润YOY中芯国际2004-3-18H股上市世界领先的集成电路晶圆代工企业之一,也是中国内地规模最大、技术最先进的集成电路晶圆代工企业31.1567-7.27%1.5886105.75%利扬芯片新三股上市专业从事半导体后段加工工序,包括集成电路制造中的晶圆测试、晶圆减薄、晶圆切割、成品检测和IC编带等一站式服务2.320167.66%0.6084281.92%英尔捷新三股停牌主要业务为半导体集成电路生产过程中的晶圆研磨、切割及测试和集成电路封装测试设备的维修改造升级2019年报未按期纰漏资料来源:Wind,东兴证券研究所中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p76Foundry主要本土封测上市企业2019年经营情况资料来源:Wind,东兴证券研究所企业上市情况主营业务营收YOY净利润YOY长电科技2003-5-15A股上市面向全球提供封装设计、产品开发及认证、以及从芯片中测、封装到成品测试及出货的全套专业生产服务235.2628-1.38%0.9665-110.43%太极实业1998-7-9首次公开增发,上市日不详半导体业务主要涉及IC芯片封装、封装测试、模组装配及测试等169.17438.08%7.21436.93%华天科技2007-11-5A股上市企业从事半导体集成电路、MEMS传感器、半导体元器件的封装测试业务81.034913.79%2.9291-31.76%通富微电2007-7-31A股上市专业从事集成电路封装测试82.665714.45%0.3744-75.53%晶方科技2014-1-15A股上市全球领先的传感器芯片封装测试领导者5.6037-1.03%1.08352.28%红光股份新三股上市主要从事半导体器件(分立器件、集成电路)的封装、测试1.9079-8.80%0.0366-75.09%季丰电子新三股上市为集成电路前端设计企业提供从PCB电路设计到产品定制化封装测试整合一站式解决方案的高科技企业0.529514.61%0.035-50.28%图表59:本土封测上市企业2019年经营情况(单位:亿元)中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p77目录1核心观点2工业App行业概述3EDA全景概述:IC设计全流程|EDA发展历程|EDA产业情况45国内EDA产业:企业概览|竞争优势|产业短板6IC产业链:EDA产业基础|IDM|Fabless|Foundry7EDAApp部分企业&风险提示EDA三巨头:发展状况|总体比较|在华布局|技术前沿中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p78EDAApp部分企业&风险提示EDAApp部分企业华大九天、芯愿景、广立微电子、概伦电子、芯禾科技、蓝海微科技、博达微科技、奥卡思微电等。

风险提示国际形势面临的不确定性风险、国家政府相关政策实行情况不确定性风险、EDAApp发展基础之IC全产业链发展不确定性风险。

中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p79分析师概况王健辉计算机互联网行业首席分析师,博士,2015年新财富第二名,2018年万得金牌分析师第一,2019年加盟东兴证券计算机团队,组织团队专注研究:云计算、信创网安、医疗信息化、工业App、AI大数据、车联网、5G应用、金融科技及数字货币等领域,奉行产业研究创造价值理念。

叶盛计算机行业研究员,西安交通大学工业工程专业学士,中央财经大学金融专业硕士,2015年加盟东兴证券研究所,曾从事机械行业研究,现从事计算机、互联网行业研究。

专注研究海内外云计算产业,新零售、OTT等高增长领域。

陈宇哲计算机必赢365net手机版师,五年证券从业经验,曾任职东方证券,从事中小市值行业(TMT方向)研究,2020年加盟东兴证券研究所。

曾获2018/2019年财新II最佳分析师中小市值第一名/第三名,2018年第一财经最佳分析师新经济团队第二名。

研究助理概况陈晓博中国人民大学会计硕士,2019年加入东兴证券研究所,从事计算机行业研究。

魏宗中国人民大学金融学硕士,2019年加入东兴证券研究所,从事计算机行业研究。

中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p80分析师承诺负责本研究报告全部或部分内容的每一位证券分析师,在此申明,本报告的观点、逻辑和论据均为分析师本人研究成果,引用的相关信息和文字均已注明出处。

本报告依据公开的信息来源,力求清晰、准确地反映分析师本人的研究观点。

本人薪酬的任何部分过去不曾与、现在不与,未来也将不会与本报告中的具体推荐或观点直接或间接相关。

风险提示本证券研究报告所载的信息、观点、结论等内容仅供投资者决策参考。

在任何情况下,本企业证券研究报告均不构成对任何机构和个人的投资建议,市场有风险,投资者在决定投资前,务必要审慎。

投资者应自主作出投资决策,自行承担投资风险。

中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p81免责声明本研究报告由东兴证券股份有限企业研究所撰写,东兴证券股份有限企业是具有合法证券投资咨询业务资格的机构。

本研究报告中所引用信息均来源于公开资料,我企业对这些信息的准确性和完整性不作任何保证,也不保证所包含的信息和建议不会发生任何变更。

大家已力求报告内容的客观、公正,但文中的观点、结论和建议仅供参考,报告中的信息或意见并不构成所述证券的买卖出价或征价,投资者据此做出的任何投资决策与本企业和编辑无关。

我企业及其所属关联机构可能会持有报告中提到的企业所发行的证券头寸并进行交易,也可能为这些企业提供或者争取提供投资银行、财务顾问或者金融产品等相关服务。

本报告版权仅为我企业所有,未经书面许可,任何机构和个人不得以任何形式翻版、复制和发布。

如引用、刊发,需注明出处为东兴证券研究所,且不得对本报告进行有悖原意的引用、删节和修改。

本研究报告仅供东兴证券股份有限企业客户和经本企业授权刊载机构的客户使用,未经授权私自刊载研究报告的机构以及其阅读和使用者应慎重使用报告、防止被误导,本企业不承担由于非授权机构私自刊发和非授权客户使用该报告所产生的相关风险和责任。

中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p82行业评价体系企业投资评级(以沪深300指数为基准指数):以报告日后的6个月内,企业股价相对于同期市场基准指数的表现为标准定义:强烈推荐:相对强于市场基准指数收益率15%以上;推荐:相对强于市场基准指数收益率5%~15%之间;中性:相对于市场基准指数收益率介于-5%~+5%之间;回避:相对弱于市场基准指数收益率5%以上。

行业投资评级(以沪深300指数为基准指数):以报告日后的6个月内,行业指数相对于同期市场基准指数的表现为标准定义:看好:相对强于市场基准指数收益率5%以上;中性:相对于市场基准指数收益率介于-5%~+5%之间;看淡:相对弱于市场基准指数收益率5%以上。

中美科技战系列报告之四:电子设计AppEDA是美国限制HUAWEI封喉之剑p83THANKS北京上海深圳西城区金融大街5号新盛大厦B座16层虹口区杨树浦路248号瑞丰国际大厦5层福田区益田路6009号新世界中心46F邮编:100033电话:010-66554070传真:010-66554008邮编:200082电话:021-25102800传真:021-25102881邮编:518038电话:0755-83239601传真:0755-23824526东兴证券研究所

操作成功

本研报来自"慧博投资分析终端",想要查看更多研报,您可以下载慧博APP。

马上下载

XML 地图 | Sitemap 地图