EDA技术与市场分析

EDA技术与市场分析
EDA被誉为“芯片之母”，是电子设计的基石产业。拥有百亿美金的EDA市场构筑了整个电子产业的根基，可以说“谁掌握了EDA，谁就有了芯片领域的主导权。
”近年来，在多个领域面临关键核心技术“卡脖子”的危机，其中对芯片技术领域的制约尤为严重，尽快打破垄断、让芯片关键技术不再受制于人可谓刻不容缓。
EDA芯片设计软件的国产化对于芯片领域的突破意义与光刻机制造同等重要。因此，中国团队拿下EDA全球冠军可以说为我国前沿科技领域研究注入了强心剂，极大程度上提振了我国突破技术封锁、实现高端芯片制造独立自主的信心。
现今数字电路非常模组化（参见集成电路设计、设计收敛、设计流程 (EDA)），产线最前端将设计流程标准化，把设计流程区分为许多“细胞”（cells），而暂不考虑技术，接着细胞则以特定的集成电路技术实现逻辑或其他电子功能。制造商通常会提供组件库（libraries of components），以及符合标准模拟工具的模拟模型给生产流程。模拟 EDA 工具较不模组化，因为需要更多的功能，零件间需要更多的互动，而零件一般说较不理想。
在电子产业中，由于半导体产业的规模日益扩大，EDA 扮演越来越重要的角色。使用这项技术的厂商多是从事半导体器件制造的代工制造商，以及使用 EDA 模拟软件以评估生产情况的设计服务公司。EDA 工具也应用在现场可编程逻辑门阵列的程序设计上。
2019年，我国EDA市场规模约为5.8亿美元，仅占全球市场的5.6%。中国EDA厂商总营收不到4.2亿元，只占全球市场份额的0.6%。
本文参考文献链接
https://mp.weixin.qq.com/s/spxsEzQyFfB6-9A0ZzPJ6Q
https://mp.weixin.qq.com/s/vzh0ujG_4eiXh-WyaRFpNA
https://baike.baidu.com/item/%E7%94%B5%E5%AD%90%E8%AE%BE%E8%AE%A1%E8%87%AA%E5%8A%A8%E5%8C%96/10508153?fromtitle=eda&fromid=182009&fr=aladdin
EDA，国产芯片最薄弱一环
2021年12月23日，华为冬季旗舰新品发布会上，华为消费者业务BG CEO、华为智能汽车解决方案BU CEO余承东带来HUAWEI P50 Pocket旗舰折叠屏手机，不出意外，依然不支持5G。
由于美国政府制裁原因，华为公司并没有获得5G射频芯片供应。至少截至目前，华为Mate 40仍被认为是华为旗舰手机的5G“绝唱”。
余承东不止一次坦言，“华为此前只做设计不做生产”这一决定错误，华为也在尽力“补洞”。但显然，建立独立自主的芯片产业链，绝非一朝一夕之功。
工欲善其事,必先利其器。第一步，要有设计工具，即：EDA。
综合企查查、天眼查等信息，据不完全统计，截至2022年4月，华为旗下哈勃投资与深圳哈勃累计投资中国半导体企业超过70家，其中包括6家国产EDA企业，分别为：阿卡思微、九同方微电子、无锡飞谱电子和立芯软件、云道智造和青芯意诚。
EDA（Electronic Design Automation，电子设计自动化），指利用计算机辅助设计（CAD）软件，完成超大规模集成电路（VLSI）芯片的功能设计、综合、验证、物理设计（包括布局、布线、版图、设计规则检查等）等流程的设计方式。

Δ 集成电路行业倒金字塔结构。资料来源：华大九天招股书
与庞大的芯片设计、制造、应用行业相比，EDA市场规模并不大，2020年全球EDA市场规模仅为72亿美元，但却支撑着数十万亿美元规模的数字经济，素有“芯片之母”称号。
EDA软件行业流传着这么一句话：“谁掌握了EDA的话语权，谁就掌握了集成电路的命门，谁就可以对芯片行业的后来者降维打击。”
显然，话语权不在华为，乃至中国这边。
01“熊猫EDA”未能如愿
中国不是第一次被EDA难住。
1949年12月，成立仅一个月的“巴黎统筹委员会”宣布将中国列入管制国家名单。此后很长时间，“巴统”成员国对中国禁运军事武器装备、尖端技术产品和稀有物资等三大类上万种产品，EAD显然位列其中。
一家美国公司的负责人在80年代中期曾自傲地表示，该公司的计算机辅助设计软件，在12年内不可能进入中国。
因此，很长时间，中国无法获取国外最新的EDA软件，IC CAD工具（集成电路计算机辅助设计）研发工作也进入了停摆阶段。
EDA行业的发展和集成电路行业高度关联：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。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。

Δ 全球EDA行业发展历程。资料来源：Strategy Analytics
在经过一段时间的几乎“空白期”后，1986年7月，电子工业部执行国家的决定，确定在北京、上海、无锡建立3个集成电路设计中心，以北京为重点，先行一步。
不久后，国家又将“七五”期间的IC CAD自主开发人物交给了北京集成电路设计中心（后为中国华大集成电路设计中心，并于2009年独立，创立华大九天）牵头，动员了全国17个单位，超120名专家齐聚北京，后续增至300人，共同开展国产EDA研发。
历经3年，攻关组在1991年对外发布新一代CAD系统的原型版。彼时，华裔专家连永君称，这是中国的国宝，并命名“熊猫系统”。

Δ 以“熊猫”命名，足见珍贵
“熊猫系统”问世，打破了外国对中国的EDA工具封锁。其核心部分由28个设计工具组成，共180万行代码，具有集成电路设计所需要的行为功能级描述、版图编辑、逻辑和电路模拟、测试码生成、自动布局布线和版图验证等功能。
经过“磨合”应用证明后，1993年，熊猫系统获得国家科学技术进步一等奖。
3年开发完成后，攻关组又花了3年进行实用化开发，由原华大副总经理刘伟平带队，并于1995年完成熊猫系统2.2。该版本在当年即有56套系统在国内26家集成电路设计单位应用，共完成集成电路产品设计逾200种，并于同年进入国际市场，在包括美国在内的3个国家拥有5家客户，共20余套系统和工具售出。
此时，西方国家决定：低价、开放。
1994年“巴统”禁令取消，海外EDA三巨头大举进入中国市场，便以技术成熟、价格便宜、免费赠送、多方合作等策略，快速收割市场份额。
最先进入中国的是Cadence（楷登电子）。
1994年2月，Cadence在北京人民大会堂举办了进入中国的开幕式。主席台上一条大红标语通栏写的是：”Cadence Come to China”，宣布这家全球重磅级EDA供应商开始进入中国市场。
第二年，另两家EDA厂家Synopsys（新思科技）和Mentor Graphics（现西门子EDA部门）也悄悄进入中国。
凭借更成熟的技术、超低的价格，迅速占领中国市场，耗时耗力的“熊猫系统”最终并没有发展起来。2020年，上述“三巨头”在全球市场占比超77%，在中国市场占比近八成。

Δ 国内EDA行业格局。资料来源：赛迪智库
国际EDA公司进入中国，使得国内集成电路设计工具开始与世界接轨，结束了过去依靠半手工半自动化的CDA时代。设计工具的改善，使得在设计上不断精细，无论是华为海思，还是后起之秀地平线的芯片设计能力，都可谓不俗。
与此同时，自1994到2008年，国家对国产EDA的支持非常有限。缺少政策和市场支持的国内EDA工具研发和应用陷入低谷，与海外差距逐渐拉大。这也导致了国内集成电路产业对国外EDA工具的重度依赖。
由于工具掌握在别人手中，始终处于被动位置。
02
本土EDA发展曙光再现
时间来到2008年，转机初现。
在中芯国际被台积电“折腾地”疲惫不堪的2008年，国家核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品（核高基）重大科技与项目也正式进入实施阶段。当年，EDA重新获得了国家的鼓励和支持，被列入《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020）》所确定的十六个重大专项之一。
随后，2009年华大九天作为“EDA国家队”从华大集团EDA部门独立出来，继承了熊猫系统的核心技术，承担了十一五、十二五“核高基”专项计划，本土EDA行业也重新迎来了发展的曙光。

Δ 国内EDA主要企业
概伦电子、广立微电子、国微思尔芯、芯和半导体、芯华章、芯愿景等EDA领域一批创业型公司涌现，并拿下了一定的市场。
以国内EDA软件的绝对龙头华大九天为例，2020年在中国EDA市占率约6%，居本土企业首位，份额占比在50%以上。但与国际巨头相比，依然很弱势，国内外EDA软件多年累积的技术差距难以在短时间内抹平。
当下全球EDA行业市场集中度较高，共分为三个梯队。

Δ 全球EDA行业竞争格局
第一梯队为楷登电子、新思科技和西门子EDA，上述三家公司具有显著领先优势，全球市场占比约78%。
第二梯队为华大九天、ANSYS等几家企业，凭借部分领域的全流程工具或在局部领域的领先优势，位列第二梯队，全球市场占比约15%。

第三梯队是一些聚焦于某些特定领域或用途的点工具的企业，整体规模和产品完整度与前两大梯队的企业存在明显差距，全球市场占比约7%。
国产EDA公司与“三巨头”有明显差距，很大一部分原因在于：前者目前仍不能实现全工具链覆盖。由于EDA工具链非常长，涉及软件种类，国内大多从某一环节单点切入，部分流程与环节具备较强竞争力。

Δ 中国EDA企业基本是在“点工具”上有所突破。资料来源：东方证券
如：华大九天在模拟IC领域优势明显，概伦电子则在存储器领域储备较深。但对于客户而言，即便是采购国产EDA软件的意愿高涨，但本土厂商仍无法为其提供平台式的产品服务，客户依旧需要购买大量海外“三巨头”的产品，再搭配本土较为成熟的解决方案使用，显然性价比不算高。
尽管从历史上来看，EDA三巨头的形成不是一蹴而就地，均是通过自研及大量并购同类企业最终形成厚实的技术壁垒。
海外三巨头共发起过200多次收并购，其中Synopsys次数高达80次，为三家中最多。其早在1990年公司就收购了Zycad公司的VHDL仿真业务,并推出了测试综合产品；2002年，公司收购了刚结束与Cadence多年诉讼的Avanti，一举补齐了数字集成电路EDA全流程所需要的团队和技术，成为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，改变了传统上“Synopsys占前端，Cadence占后端”的格局，也为后续公司市场份额超过Cadence打下坚实基础。
但中国并不具备同等条件。2020年海外EDA企业数量为600+，国内仅22家，且相对技术较弱，国内企业沿循外资EDA巨头通过兼并重组做大的发展路径较为困难。
更深层次的阻碍还在于“生态”。
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。
国际头部EDA企业与集成电路制造、设计企业具备长期合作基础，其EDA工具工艺库信息完善，能够随先进工艺演进不断迭代，进一步巩固了竞争优势。

Δ EDA产业生态圈。资料来源：中银证券
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。下游用户一旦确定了EDA供应商，短时间更换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。
显然，海外三巨头与头部Foundry长期捆绑，始终处于工艺的领先地位。而国产厂商缺乏与头部Foundry的合作，导致其EDA工具对先进工艺的支持不够，这也是国产EDA工具在高端芯片领域几乎没有份额。即便是华大九天，其大多数工具仍无法支持28nm以下的制程。
与此同时，海外EDA巨头还拥有丰富的IP（Intellectual Property core，知识产权核或知识产权模块）库。可以理解为，IP就是把部分设计流程固化，当Fabless使用EDA工具进行IC设计时，可以直接把所需功能的IP模块拿来使用，不必再重复设计，这可以极大地优化芯片设计公司的重复劳动率并提升设计灵活度。
当前，主流SoC异构芯片均是基于不同功能的IP进行组合设计。相比于国内EDA企业，海外EDA巨头拥有大量IP核产权，这使得客户面临较高的切换成本，公司与下游客户的关系更加稳固，从而构建具有深度护城河的生态圈。

Δ 2021年全球IP授权市场格局
国外企业多采用“EDA工具全家桶+IP授权”模式，打造丰富、完整的IC设计生态。根据IPnest数据显示，2021年全球半导体IP市场中，除了ARM等专业半导体IP供应商外，Synopsys、Cadence这两大EDA巨头位列全球半导体IP市场的第二、三名，市占率分别为19.7%、5.8%。
此外，国产EDA行业还面临缺钱、缺人等问题。
一方面，人才匮乏。EDA开发工程师是一项综合性岗位，要同时理解数学、芯片设计、半导体器件和工艺，一般来说，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要10年左右时间。据赛迪智库的数据显示，2020年中国EDA行业仅有4400余名人才，其中一半以就职于外企。而Synopsys一家公司全球拥有近1.2万名EDA研发人员，华大九天的这一数字为300余名。
另一方面，资金不足。EDA行业资金消耗巨大，需要长期的资金投入。还是以Synopsys和华大九天对比，前者2018年至2020年三年累计研发投入为228 亿元人民币，是华大九天近60倍。
显然，无论从哪方面来看。目前中国EDA公司还无法与国际巨头抗争。
03
国产EDA迎来最好的时间点
随着2019年到来，中美科技摩擦加剧，美国对中国国内高科技企业的制裁力度不断加大，数次提高对国内部分高科技企业的限制级别，尤其在集成电路和EDA工具领域体现的较为明显。
以华为为例，2019年EDA三巨头终止了与华为海思的合作，为国产芯片的发展蒙上了一层阴影。国内集成电路设计及制造企业开始寻求实现EDA工具软件的进口替代。
这对于国内EDA厂商而言，这或许是化危为机的重要时刻。
与此同时，政策、资金、人才、技术都在向好发展。

Δ 中国在EDA软件领域相关政策支持
政策方面，由于EDA基础研究难度高、周期长，前期投入回报较小，需要政策支持。实际上，美国EDA产业发展也离不开补贴。美国NSF、SRC和国防部等政府机构自20世纪80年代以来每年投入千万美元级资金支持EDA发展。
中国近年来也发布了一系列政策、补贴支持。去年11月，《“十四五”软件和信息技术服务业发展规划》明确提出重点突破工业软件，其中EDA软件被列出。
资金方面，随着国家政策对EDA领域的持续扶持，行业也开始受到资本市场认可。自2019年起，中国EDA初创企业的融资环境显著改善，且不乏高瓴资本、红衫资本、深创投、英特尔投资、国家大基金、中芯聚源等知名投资机构身影。据不完全统计，2021年，国内EDA赛道融资事件超15起，融资企业超12家，融资规模或超20亿元。远超2020年的超5起融资事件、超13亿元规模。其中单次融资额最高超4亿元。
与此同时，头部企业也在积极寻求上市，截至2021年12月30日，国内已有概伦电子（已上市）、华大九天、广立微与国微思尔芯4家EDA企业申请IPO。
多样化的融资渠道有利于EDA软件公司的长期发展。此外，充沛的资金优势也有助于企业通过外延并购、股权投资等方式快速拓宽业务边界，加快打造EDA软件的平台型公司，以实现芯片设计全流程覆盖。

Δ 2018年至2020年中国EDA行业人才情况。资料来源：赛迪智库
人才方面，尽管与巨头们相比还比较弱小，但发展速度还是较为迅速。根据赛迪智库数据，2018年，中国EDA行业外资企业人数为2100人、本土企业人数为700人；2021年，这两个数字分别增至2400人和2000人。
技术方面，部分企业也取得了突破。其中，以华大九天为例，其模拟电路设计全流程EDA工具系统在电路仿真工具上技术可达到全球先进水平；在平板显示电路设计领域，为成为全球唯一能提供全流程设计解决方案的供应商。根据其招股书，截至2020年底，公司共拥有已授权发明专利144项，软件著作权50项。
显然，政策、资本、人才都已在为此蓄力。
如今，可能是国产EDA发展最好的机会，谁能突出重围？

参考文献：
东方证券《IT安全，国家安全的重要保障》
国信证券《从华大九天看国产EDA的“逆风而上”》
中银证券《半导体新股系列5-华大九天》
《迈向新世纪的国产ICCAD系统——熊猫系统》
《熊猫系统——中国的ICCAD技术》
如何看懂EDA？七问七答国产 EDA 行业
一、如何理解EDA行业的产业价值？EDA工具贯穿半导体产业链各个环节，并且是半导体行业不可或缺的重要研发和生产类工具，按照集成电路产业链划分，集成电路EDA工具可以分为制造类EDA工具、设计类EDA工具及封测类EDA工具。没有EDA工具的助力，现今的大规模集成电路设计和制造等都将面临产业停摆的境地。考虑到EDA行业全球的寡头垄断格局，自主可控的动力亦将倒逼国产EDA迅速发展，以实现国内半导体的产业链安全。
二、EDA行业商业模式如何？定期授权的商业模式让EDA成为半导体行业中较为稳健的细分领域，亦让EDA行业具有长期价值属性。海外龙头EDA厂商新思科技和铿腾电子均有近40年的发展历史，且近10年的营业收入仍保持稳健增长，虽然新思科技和铿腾电子是行业龙头，产品线已经成熟，并且在全球EDA市场上占据垄断地位，但是其业绩增速仍然维持在较高的水平。
三、如何看待全球和国内EDA行业的市场规模和成长性？根据 SEMI 统计，2020 年全球 EDA 市场规模为115 亿美元，同比增长 11.63%；根据中国半导体行业协会的数据，2020 年中国 EDA 市场规模约 93.1 亿元。根据赛迪智库数据，2018-2020年年，全球EDA市场规模分别为62.2、65.3、72.3亿美元。2019年、2020年增速分别为5.0%、10.7%，增速有明显提升趋势，分地区看，各地区保持稳健增长，亚太地区增速明显。国内EDA需求处于快速成长期， EDA行业发展的主要驱动力来源于半导体行业发展以及摩尔定律的不断往前推进，EDA商业模式本质上是服务于半导体企业的研发工作，通过销售License、IP和技术服务盈利，即EDA行业的发展受益于半导体企业数量以及研发投入的增长。
四、如何理解单点EDA工具和全流程EDA工具？复盘海外巨头新思科技和铿腾电子的发展历史可见，单点工具的绝对竞争力是EDA公司的立身之本，如新思科技的逻辑综合工具等，认为单点工具是EDA公司发展的起点，只有在具有足够强的单点工具的基础上，才能去谈全流程EDA工具的开发。在单点EDA工具中，认为国内EDA企业最好从仿真和验证类工具作为突破口，看好在某一细分单点领域具有较强竞争力，并且借助内生研发和外延资本力量不断由点及面拓展产品线的国产EDA公司，同时也看好具有全流程EDA工具并且获得客户不断迭代升级机会的国产EDA公司。
五、DTCO是什么，价值几何？DTCO（Design Technology Co-optimization，电路设计与工艺协同优化）指的是半导体工艺和具体电路设计做协同优化的方法和思路。随着摩尔定律和先进制程的不断推进，DTCO已然成为EDA行业发展的新趋势。DTCO是一种帮助半导体晶圆厂在先进工艺开发中降低成本和上市时间的方法。以新思科技DTCO解决方案为例，Synopsys DTCO 解决方案可使用功率、性能和面积（PPA）设计指标对新晶体管架构、材料和其他工艺选项进行有效评估和选择。DTCO贯穿设计与制造环节的多点工具，具备DTCO工具实力的EDA公司具备生态壁垒。通过DTCO，芯片设计厂商对于工艺开发将会有越来越多的参与度，对于EDA厂商而言，客户群体亦进一步得到扩展。认为DTCO是未来EDA行业发展的重要方向。
六、国内EDA放量时点什么时候到来？将EDA列入禁令对于美国来讲，是对中国半导体产业代价最小、效果最好的打击手段。2019年5月，HW被制裁，EDA软件无法升级，设计和制造均受到限制，此背景下，国内EDA产业不得不独立自主。当前大部分国内EDA公司的产品需要得到头部半导体企业的背书，才能更为顺利地向其他半导体企业进行推广，因此，认为头部半导体厂商所用的相关EDA工具跑通的时点就是国产EDA放量的时点，根据产业链调研了解到，国内大部分具有EDA产品的企业已经在积极寻求客户的迭代和认证机会。
七、国内EDA公司如何估值？认为国内EDA公司可以采用PS进行估值。从盈利模式看，EDA行业主要盈利模式为软件工具授权，此模式下，该类业务具有较强的客户粘性，同时，研发投入发生于产品收入之前，并且完全进行了费用化，因此会对当期的利润水平产生较大影响，亦即净利润的增长会滞后于营业收入的增长，因此PE估值会有失真，不能充分反映该类公司业绩成长性和发展阶段。从盈利能力看，虽然部分公司已经实现盈利，但是仍处于发展早期阶段，盈利能力尚不稳定，为实现产品在市场上突破并拥有国际竞争力，国内EDA公司需要保持较高的研发投入、销售费用等，从而导致期间费用保持在较高水平，利润端或继续承压，从而导致PE估值失真。结合行业盈利模式、盈利能力稳定性等维度，认为国内EDA公司更适用PS估值，并且PS估值更能体现公司成长性等情况。
国产EDA公司梳理：
1）模拟设计类：模拟以及平板显示设计环节具有全流程EDA工具能力的华大九天、寄生参数提取及Signoff平台工具提供商行芯科技，针对模拟芯片设计流程中电磁场仿真工具的芯和半导体等；
2）数字设计类：数字后端设计布局布线产品提供商鸿芯微纳和立芯软件、数字设计ECO工具提供商芯行纪、数字前端验证和仿真等工具提供商芯华章、合见工业软件和汤谷智能、前端开发环境工具提供商九霄智能和若贝、数字前端形式验证工具提供商阿卡思微、形式验证和数字设计ECO工具提供商奇捷科技等；
3）射频类：芯和半导体、九同方等；
4）晶圆制造类：良率管理及电性测量领域的广立微、TCAD工具领域的珂晶达和鸿之微、良率优化和OPC工具提供商东方晶源和全芯智造等、无源器件建模仿真产品提供商芯和半导体等；
5）封装测试类：芯和半导体等；
6）系统类：原型验证领域的思尔芯和合见工业软件、硬件加速领域的亚科鸿禹和英诺达、PCB工具厂商立创、电子电气设计自动化和管理方案提供商奥肯思等、高速数字系统SIPI分析平台供应商芯和半导体等；
7）电磁热工程仿真类：芯瑞微、飞谱电子、芯和半导体等；
8）集成电路分析和设计服务：芯愿景等；
9）布局多家EDA公司的控股型公司：国微控股（港股上市）
产业发展风险提示：EDA市场规模相对有限、市场格局现状、国内EDA公司产品种类丰富度较低导致竞争风险及国产替代进度不及预期的风险；研发成果不达预期或者研发投入超过预期的风险；核心人员流失及技术人员成本上升风险。
一、如何理解EDA行业的产业价值？
EDA工具贯穿半导体产业链各个环节，并且是半导体行业不可或缺的重要研发和生产类工具。按照集成电路产业链划分，集成电路EDA工具可以分为制造类EDA工具、设计类EDA工具及封测类EDA工具。器件建模及仿真类工具就属于制造类EDA工具，晶圆厂（包括晶圆代工厂、IDM 制造部门等）借助器件建模及仿真、良率分析等制造类EDA工具来协助其工艺平台开发，工艺平台开发阶段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（包括芯片设计公司、半导体 IP 公司、IDM 设计部门等）。设计类EDA工具则是基于晶圆厂或代工厂提供的PDK或IP及标准单元库为芯片设计厂商提供设计服务，芯片设计厂商采用设计类EDA工具完成芯片的设计。封装类EDA工具主要是提供封装方案设计及仿真的功能，从而帮助芯片设计企业完成一颗芯片的全生命周期的设计服务。
总之，没有EDA工具的助力，现今的大规模集成电路设计和制造等都将面临产业停摆的境地。
另外考虑到EDA行业全球的寡头垄断格局，国产EDA渗透率仍然处于较低的水平，自主可控的动力亦将倒逼国产EDA迅速发展，以实现国内半导体的产业链安全。

二、EDA行业的商业模式如何？
EDA软件的收费模式为 “定期授权”模式，并且软件版本会存在定期的升级迭代。该收费模式有利于平滑行业内各厂商的营收情况，减轻下游行业波动影响。EDA软件通常会因半导体制程的精进、设计工艺的升级而做出相应的软件更新，每次更新后，下游IC设计厂商都需要对新版本进行重新购买以获得权限，授权的有效时长约在3年左右。相比于按下游芯片产量收费的“版税”模式，“定期授权”模式能够平滑EDA厂商的收入情况，使整个EDA行业保持平稳增长。根据IC Insights数据，2016-2020年全球IC市场整体CAGR为8.1%，2017年储存器市场供不应求，DRAM与NAND Flash需求大幅增长，导致该年IC市场增速达24.9%；2019年，DRAM和NAND Flash销售额下滑，拖累全球半导体市场下滑15.0%。相比之下，EDA市场增速保持稳定，根据ESDA数据，2016-2020年，全球EDA市场增速保持在4.3%-9.5%之间，CAGR为7.8%。

定期授权的商业模式让EDA成为半导体行业中较为稳健的细分领域，亦让EDA行业具有长期价值属性。海外龙头EDA厂商新思科技和铿腾电子均有近40年的发展历史，且近10年的营业收入仍保持稳健增长，虽然新思科技和铿腾电子是行业龙头，产品线已经成熟，并且在全球EDA市场上占据垄断地位，但是其业绩增速仍然维持在较高的水平，并且近十余年来，除了铿腾电子在2008-2009年全球金融危机期间出现营业收入的同比下滑外，其余年份均保持较为稳健的增长态势。
三、如何看待全球和国内EDA行业的市场规模和成长性？
市场规模方面，根据 SEMI 统计，2020 年全球 EDA 市场规模为115 亿美元，同比增长 11.63%；根据中国半导体行业协会的数据，2020 年中国 EDA 市场规模约 93.1 亿元。EDA是集成电路产业链的支点，具有重要杠杆效应。全球电子产品和半导体市场呈倒金字塔分布，顶层是数万亿美元体量的全球电子信息市场以及数十万亿美元的数字经济市场，而底层的支点则是70亿美元的EDA产业。EDA工具能够帮助设计人员在复杂的IC设计环节中降低设计难度，减少设计偏差，提高流片的成功率。EDA产值虽小，但其决定了整个产业的效率以及产品的质量，具有巨大的杠杆效应。一旦EDA产业受到冲击，整个集成电路产业的稳定性将会受到巨大影响。

全球EDA市场发展逐渐提速，亚太地区增速明显。根据赛迪智库数据，2018-2020年年，全球EDA市场规模分别为62.2、65.3、72.3亿美元。2019年、2020年增速分别为5.0%、10.7%，增速有明显提升趋势。分地区看，各地区保持稳健增长，亚太地区增速明显。2018-2020年，北美地区EDA市场规模分别为27.4、28.1、29.6亿美元，同比增速分别为2.55%、5.34%；而亚太地区受益于下游产业迁移趋势，市场规模整体增速明显，并与2020年超过北美地区，成为全球第一大EDA市场，近三年亚太地区市场规模分别为24.2、26.1、30.1亿美元，同比增速分别为7.85%、16.48%，远高于其他地区增速；欧洲地区近三年市场规模分别为10.6、11.1、12.3亿美元，同比增速分别为4.72%、10.81%。

国内EDA市场规模较小，但增长迅速。根据赛迪智库数据，2018年，中国EDA市场规模为44.9亿元，而在2020年，中国EDA迅速增长至66.2亿元，CAGR为21.42%，高于7.81%的全球增速。但由于中国EDA厂商起步较晚，在产品性能与技术水平方面均不占有，国内市场份额大多为国外厂商所占据。2018年，仅Synopsys、Cadence、Siemens EDA、Ansys等多家国外EDA巨头便占据了中国84.6%的市场份额，而到2020年，该比值上升至85.8%头部化趋势依旧明显。

国内半导体产业蓬勃发展，国内EDA需求处于快速成长期。从行业发展历史看，EDA行业发展的主要驱动力来源于半导体行业发展以及摩尔定律的不断往前推进。EDA商业模式本质上是服务于半导体企业的研发工作，通过销售License、IP和技术服务盈利，即EDA行业的发展受益于半导体企业数量以及研发投入的增长。根据中国半导体协会数据，2020年中国半导体设计公司数量达到2218家，相较上年大幅增长24.6%。从员工数量划分看，小于100人的IC设计公司占比较高，即初创类型的公司占比较高，中国半导体行业工程师数量20万左右，每个工程师带来的EDA需求大约在3700美元，相较于2018年两年复合增长约8%，那么粗略测算2020年来自中国半导体设计公司的EDA需求为7.4亿美元。

四、如何理解单点EDA工具和全流程EDA工具？
复盘海外巨头新思科技和铿腾电子的发展历史可见，单点工具的绝对竞争力是EDA公司的立身之本，如新思科技的逻辑综合工具等。认为单点工具是EDA公司发展的起点，只有在具有足够强的单点工具的基础上，才能去谈全流程EDA工具的开发。
另外，在单点EDA工具中，认为国内EDA企业最好从仿真和验证类工具作为突破口，因为仿真、验证类工具主要关系到的是工具的运行效率以及精度相关，如若能在效率和精度上比肩海外龙头的某些仿真和验证类点工具，该类工具就能得到客户的认可和购买。反观，流程类的EDA工具则难度最大，因为对于客户而言考核的指标主要是PPA（功耗、性能和面积），客户追求的是极致的PPA，只有满足客户PPA要求的流程类工具才有可能实现客户的认可和购买，即流程类EDA工具主要是“可用”与“不可用”的区别，因此相对单点仿真或者验证类工具而言，流程类工具的突破难度更大。对全流程EDA工具而言，客户试用和迭代机会将大大提升全流程EDA工具的“可用性”。
综上，看好在某一细分单点领域具有较强竞争力，并且借助内生研发和外延资本力量不断由点及面拓展产品线的国产EDA公司，同时也看好具有全流程EDA工具并且获得客户不断迭代升级机会的国产EDA公司。
五、DTCO是什么？价值几何？
随着摩尔定律和先进制程的不断推进，DTCO已然成为EDA行业发展的新趋势。DTCO（Design Technology Co-optimization，电路设计与工艺协同优化）指的是半导体工艺和具体电路设计做协同优化的方法和思路。具体而言，晶圆厂在开发新一代工艺时，会使用一些常规的电路设计来评估新一代工艺，同时，晶圆厂会与给合作的设计厂商提供评估版本的PDK（Process Design Kit），设计厂商使用PDK来设计电路，并且为晶圆厂提供反馈以帮助晶圆厂迭代工艺设计。
DTCO是一种帮助半导体晶圆厂在先进工艺开发中降低成本和上市时间的方法。以新思科技DTCO解决方案为例，Synopsys DTCO 解决方案可使用功率、性能和面积 (PPA) 设计指标对新晶体管架构、材料和其他工艺选项进行有效评估和选择。通过部署 DTCO，技术开发团队使用 Proteus Mask Synthesis 和 Sentaurus 光刻开发新的图案化技术，使用 QuantumATK 对新材料建模，使用 Sentaurus TCAD 和 Process Explorer 评估和优化新晶体管架构，并使用 Mystic 提取紧凑模型，然后使用从这些工艺选项衍生的设计规则来设计和表征带有 SiliconSmart 和 HSPICE 的标准单元库，并使用基于 IC Compiler II、StarRC、PrimeTime 和IC Validator。

DTCO工具的布局是EDA公司构筑生态壁垒的过程。认为EDA公司的发展之路可以分为四个阶段，第一阶段，EDA工具能够实现基本功能，并且实现“从无到有”的突破；第二阶段，EDA工具能够支持芯片的实际设计和制造过程，并且达到工艺开发需求及芯片设计指标，从而达到“可用”的水平，即产品基本可以实现商业化；第三阶段，EDA工具能够进一步帮助客户提升良率，并且实现设计制造流程的再优化，从而达到“好用”的水平，该阶段需要EDA公司突破部分技术壁垒，并且实现相关工具的较强竞争力；第四阶段，EDA工具体现核心价值，实现多工具协同优化，并且形成较高的技术和生态壁垒及客户依赖度高、替代成本高，DTCO贯穿设计与制造环节的多点工具，具备DTCO工具实力的EDA公司具备生态壁垒。纵观当前国内EDA公司，大部分公司仍然处于第一、二阶段，想要达到第三阶段需要更多的迭代升级和客户的支持，而第四阶段更是海外EDA巨头集中力量布局的领域。
通过DTCO，芯片设计厂商对于工艺开发将会有越来越多的参与度，对于EDA厂商而言，客户群体亦进一步得到扩展。随着摩尔定律的不断推进，下一代工艺开发成本不断提升，设计厂商使用新工艺成本亦不断提升，DTCO可以使得晶圆厂和芯片设计厂商保持紧密合作，降低半导体新工艺的开发和使用风险。
六、国内EDA放量时点什么时候到来？
将EDA列入禁令对于美国来讲，是对中国半导体产业代价最小、效果最好的打击手段。2019年5月，HW被制裁，EDA软件无法升级，设计和制造均受到限制，此背景下，国内EDA产业不得不独立自主。当前大部分国内EDA公司的产品需要得到头部半导体企业的背书，才能更为顺利地向其他半导体企业进行推广，因此，认为国内头部半导体厂商所用的相关EDA工具跑通的时点就是国产EDA放量的时点，根据产业链调研了解到，国内大部分具有EDA产品的企业已经在积极寻求客户的迭代和认证机会。
七、国内EDA公司如何估值？
认为国内EDA公司可以采用PS进行估值。从盈利模式看，EDA行业主要盈利模式为软件工具授权，此模式下，该类业务具有较强的客户粘性，同时，研发投入发生于产品收入之前，并且完全进行了费用化，因此会对当期的利润水平产生较大影响，亦即净利润的增长会滞后于营业收入的增长，因此PE估值会有失真，不能充分反映该类公司业绩成长性和发展阶段。从盈利能力看，虽然部分公司已经实现盈利，但是仍处于发展早期阶段，盈利能力尚不稳定，为实现产品在市场上突破并拥有国际竞争力，国内EDA公司需要保持较高的研发投入、销售费用等，从而导致期间费用保持在较高水平，利润端或继续承压，从而导致PE估值失真。结合行业盈利模式、盈利能力稳定性等维度，认为国内EDA公司更适用PS估值，并且PS估值更能体现公司成长性等情况。
考虑到国内EDA公司均未上市，参考海外主要的EDA龙头企业Synopsys、Cadence和Ansys等公司的股价走势及估值情况。从三家的历史股价走势看，基本均实现了数十倍的涨幅，属于名副其实的长牛股，这与EDA行业属性息息相关，主要原因系：1）EDA行业需求主要系半导体研发驱动，全球半导体行业过去数十年的蓬勃发展与EDA行业互相成就；2）EDA行业的商业模式为软件授权费用，客户群体稳定后每年的收入利润相对比较稳定，并且周期性较弱，以Synopsys年收入为例，即使经历08年金融危机后，Synopsys在2009财年收入端仍然实现了1.73%的增长；3）EDA公司的成长史亦是并购史，公司发展过程中不断收购和整合各类点工具，最终形成强大的平台化企业，而优先上市的公司的具有较强的资本先发优势。

从估值角度看，Synopsys和Cadence上市时PE和PS均较高，而且即使其成为国际EDA寡头垄断的龙头企业，当前PE和PS均处于历史较高水平。

本文参考文献链接
https://mp.weixin.qq.com/s/spxsEzQyFfB6-9A0ZzPJ6Q
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https://baike.baidu.com/item/%E7%94%B5%E5%AD%90%E8%AE%BE%E8%AE%A1%E8%87%AA%E5%8A%A8%E5%8C%96/10508153?fromtitle=eda&fromid=182009&fr=aladdin

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