1、 东方证券股份有限公司经相关主管机关核准具备证券投资咨询业务资格，据此开展发布证券研究报告业务。 东方证券股份有限公司及其关联机构在法律许可的范围内正在或将要与本研究报告所分析的企业发展业务关系。因此，投资者应当考虑到本公司可能存在对报告的客观性 产生影响的利益冲突，不应视本证券研究报告为作出投资决策的唯一因素。 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 深
2、 度 报 告 【 行 业 证 券 研 究 报 告 】 计算机行业 工业软件之 EDA 深度报告：海外巨头 的成功之路与国内厂商的破局之道 核心观点核心观点 EDA 是集成电路设计的基础工具，支撑了庞大的数字经济。是集成电路设计的基础工具，支撑了庞大的数字经济。EDA 是集成电 路上游设计的基础工具，随着现代集成电路产业的发展及摩尔定律的不断 演进，手工的方式已难以完成相关的设计工作，EDA 工具逐渐成为了刚需。 EDA 技术经过多年发展，产品功能及丰富度不断提高，目前 EDA 工具已能 对集成电路的设计、制造、封装等环节实现全覆盖。EDA 对现代集成电路 产业意义重大， 它不仅极大地降低了芯片
3、的设计成本， 使大规模的复杂电路 设计成为现实，同时也推动了 IP 生态的丰富，EDA 技术与现代先进工艺的 结合更是为集成电路性能提升、尺寸缩减带来新的发展机遇。在未来，云和 AI 技术将在 EDA 领域持续渗透， 目前海外 EDA 巨头已开始布局有关产品， EDA 在效率、性能上有望进一步提升。 EDA 海外三巨头通过“内生海外三巨头通过“内生+外延”的方式打造了功能强大、种类齐全的产外延”的方式打造了功能强大、种类齐全的产 品矩阵，竞争优势明显。品矩阵，竞争优势明显。EDA 是高壁垒行业，需要种类繁多的软硬件工具 配合从而形成完善的工具链， 同时要求与先进工艺紧密结合以持续迭代， 这 就
4、要求大量、持续的研发投入。回顾 Synopsys、Cadence 以及 Siemens EDA 的发展历史， 我们可以发现以下共性： 1 通过持续的收并购完善产品 矩阵，逐步形成全工具链、全流程的覆盖；2 与头部厂商深度绑定推进工 艺领先；3 重视人才储备并保持大量的研发投入。海外厂商在资金、技术 上已有明显优势， 再通过以上几种方式不断拉开与其余厂商的差距， 以实现 强者恒强。目前，EDA 海外三巨头的产品已覆盖了芯片设计所有环节，并 选择了相应主攻的细分领域，三者几乎占据了全球 80%的市场份额。 国内国内 EDA 厂商需要由点到面逐步实现突破。厂商需要由点到面逐步实现突破。随着国际贸易环
5、境及政策形势 的日趋复杂，EDA 工具的禁运已经成为西方国家对我国高科技产业发展进 行限制的重要手段，实现国产替代迫在眉睫。我国 EDA 行业起步较晚，经 过坎坷的发展，目前国内已出现了华大九天、概伦电子、广立微等优秀本土 EDA 厂商，其中部分点工具已在国际上形成一定的竞争力，如华大九天的 FPD 工具、概伦电子的器件建模工具、广立微的良率控制工具等，但整体 上产品的成熟度和丰富度距海外龙头还有较大差距。本土 EDA 企业的快速 发展，离不开国家相关政策的扶持（财税、融资等方面），同时自身也要注 重产研结合和人才储备，积极与下游先进工艺进行结合，利用大量、长期的 研发投入弥补薄弱环节，通过由
6、点到面的突破逐步实现国产替代。 投资建议与投资标的投资建议与投资标的 通过对 EDA 行业的研究，我们总结了海外 EDA 三巨头的发展历史及成功 经验，这对国内厂商的发展也有一定的借鉴意义。我们认为，EDA 是集成 电路产业的基石， 我国集成电路产业的独立、 健康发展离不开先进国产 EDA 软件的支撑，未来 EDA 的国产替代是一个重要的趋势，建议关注我国 EDA 头部企业华大九天（IPO 进程中）、概伦电子（已拿到上市批文）、广立微 （IPO 进程中）、芯愿景、芯华章、芯和半导体等。 风险提示风险提示 国产替代不及预期、研发进展不及预期、产业政策扶持不及预期。 行业评级 看好看好 中性 看淡
7、 (维持) 国家/地区 中国 行业 计算机行业 报告发布日期 2021 年 12 月 07 日 行业表现行业表现 资料来源：WIND、东方证券研究所 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 HeaderTable_TypeTitle 计算机行业深度报告 工业软件之EDA深度报告：海外巨头的成功之路与国内厂商的破局之道 2 目 录 一、EDA 基本介绍 . 7 1.1 EDA 是集成电路设计的基础工具 . 7 1.2 EDA 是集成电路产业的基石 . 11 1.3 EDA 未来两大发展趋势：ED
8、A+云、EDA+AI . 15 二、EDA 行业及竞争格局分析 . 18 2.1 行业规模：整体平稳增长，国内市场增速高于全球 . 18 2.2 竞争格局：海外三巨头优势明显 . 20 2.3 我国 EDA 产业未来将何去何从 . 26 三、海外主要 EDA 企业盘点 . 30 3.1 Synopsys：综合实力最强的 EDA 龙头 . 30 3.2 Cadence：全球领先的 EDA 和 IP 供应商，产品覆盖电子设计全流程 . 35 3.3 Siemens EDA：EDA 头部厂商，部分工具具有优势 . 40 四、国内主要 EDA 企业盘点 . 43 4.1 华大九天：国内综合实力最强的
9、EDA 龙头 . 43 4.2 概伦电子：深耕器件建模与电路仿真，具有国际竞争力 . 48 4.3 广立微：EDA 软件与晶圆级电性测试设备供应商 . 52 风险提示 . 55 hZkZ8VlXdWaZuMyQwOxP7N9R6MsQoOoMqRkPqRpNjMqQzRbRoOwPuOrNwPvPnRpN 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 HeaderTable_TypeTitle 计算机行业深度报告 工业软件之EDA深度报告：海外巨头的成功之路与国内厂商的破局之道 3 图表目录 图 1
10、：EDA 工具使用界面样例 . 7 图 2：EDA 发展历程 . 8 图 3：EDA 对集成电路设计和制造环节形成支撑 . 8 图 4：EDA 工具分类 . 9 图 5：半定制 IC 设计流程及相关 EDA 工具 . 11 图 6：全定制 IC 设计流程及相关 EDA 工具 . 11 图 7：集成电路产业链概览 . 12 图 8：EDA 是芯片产业链上游依赖性极强的设计软件 . 12 图 9：EDA 支撑着庞大的数字经济 . 13 图 10：SoC 芯片的流片成本与制程的关系（百万美元） . 13 图 11：EDA 软件极大地降低了设计成本 . 13 图 12：不同制程芯片所集成的硬件 IP
11、的平均数量（个） . 14 图 13：全球半导体 IP 市场规模（亿美元） . 14 图 14：2018-2020 年 Synopsys 收入按产品拆分 . 14 图 15：2018-2020 年 Cadence 收入按产品拆分 . 14 图 16：后摩尔时代集成电路技术演进路径 . 16 图 17：微软公有云 Azure 打造的 EDA 云生态 . 16 图 18：Synopsys 与 Samsung Foundry 推出的 SAFE 云设计平台 . 16 图 19：IDEA 项目设计框架 . 17 图 20：Synopsys 推出的 DSO.ai 能有效优化决策流程 . 18 图 21：C
12、adence Cerebrus 可快速提高设计效率 . 18 图 22：全球半导体市场规模（亿美元） . 18 图 23：全球集成电路市场规模（亿美元） . 18 图 24：我国集成电路市场规模（亿元） . 19 图 25：全球集成电路设计业销售规模（亿美元） . 19 图 26：我国集成电路设计业销售规模（亿元） . 19 图 27：全球 EDA 市场销售额（亿美元） . 20 图 28：全球各地区 EDA 市场销售额（亿美元） . 20 图 29：我国 EDA 市场销售额（亿元） . 20 图 30：国产 EDA 工具销售分布情况（亿元） . 20 图 31：全球 EDA 行业简要格局 .
13、 21 图 32：2020 年我国 EDA 行业竞争格局 . 22 图 33：国内 EDA 市场本土企业销售额情况（亿元） . 22 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 HeaderTable_TypeTitle 计算机行业深度报告 工业软件之EDA深度报告：海外巨头的成功之路与国内厂商的破局之道 4 图 34：EDA 海外三巨头收并购事件数量（次） . 23 图 35：2001 年 EDA 全球市场竞争格局（Synopsys 收购 Avanti 前） . 23 图 36：Synopsys
14、 历史上部分并购概览 . 24 图 37：2020 年全球 IC 设计企业竞争格局. 24 图 38：2020 年全球晶圆制造企业竞争格局 . 24 图 39：Synopsys 的主要合作伙伴 . 25 图 40：Synopsys 与 Cadence 研发支出（亿美元） . 25 图 41：海内外主要 EDA 企业研发费用率对比 . 25 图 42：Synopsys 与清华大学人工智能合作项目 . 26 图 43：我国 EDA 行业人才情况 . 26 图 44：我国 EDA 产业发展之路 . 27 图 45：产业融资相关政策有助于拓宽 EDA 企业融资渠道 . 28 图 46：华大九天与华南理
15、工大学、慧科集团建立集成电路联合实验室 . 29 图 47：概伦电子与山东大学成立集成电路工程研究生 EDA 创新班 . 29 图 48：2020 年华大九天主要客户 . 29 图 49：2020 年概伦电子主要客户 . 29 图 50：Synopsys 发展历程 . 31 图 51：Synopsys 营业收入及增速 . 32 图 52：Synopsys 营业利润及增速 . 32 图 53：Synopsys 收入按业务拆分（2020 年） . 32 图 54：Synopsys 收入按地区拆分（2020 年） . 32 图 55：Synopsys 毛利率及营业利润率 . 33 图 56：Syno
16、psys 研发支出及研发费用率 . 33 图 57：Fusion Design Platform 平台架构 . 33 图 58：Custom Design Platform 平台架构 . 33 图 59：Synopsys 验证平台架构 . 34 图 60：Synopsys 硅工程相关工具 . 34 图 61：Cadence 发展历程. 35 图 62：Cadence 营业收入及增速 . 36 图 63：Cadence 营业利润及增速 . 36 图 64：Cadence 收入按业务拆分（2020 年） . 37 图 65：Cadence 收入按地区拆分（2020 年） . 37 图 66：Cad
17、ence 毛利率及营业利润率 . 37 图 67：Cadence 研发支出及研发费用率 . 37 图 68：Cadence Virtuoso System Design Platform . 38 图 69：Cadence 定制集成电路/模拟/射频设计相关产品 . 38 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 HeaderTable_TypeTitle 计算机行业深度报告 工业软件之EDA深度报告：海外巨头的成功之路与国内厂商的破局之道 5 图 70：Cadence 的集成 3D-IC 平台
18、. 38 图 71：Cadence IC 封装设计工具 Allegro Package Designer Plus 用户界面 . 39 图 72：Cadence PCB 设计与分析主要产品 . 39 图 73：Siemens EDA 发展历程 . 40 图 74：Mentor Graphics 历史营业收入及增速 . 41 图 75：Mentor Graphics 历史营业利润及增速 . 41 图 76：Mentor Graphics 历史毛利率及营业利润率 . 42 图 77：Mentor Graphics 历史研发支出及研发费用率 . 42 图 78：Siemens EDA IC 设计、验
19、证和制造类主要产品 . 42 图 79：Siemens EDA IC 封装设计和验证类主要产品 . 42 图 80：Siemens EDA 电子系统设计与制造类主要产品 . 43 图 81：华大九天营业收入及归母净利润情况 . 44 图 82：华大九天各业务占比情况 . 44 图 83：华大九天产品体系发展简要历程 . 44 图 84：华大九天主营业务毛利率情况 . 45 图 85：华大九天主营业务占比情况 . 45 图 86：华大九天期间费用率情况 . 45 图 87：华大九天研发费用及增速 . 45 图 88：华大九天员工专业构成 . 46 图 89：华大九天员工学历构成 . 46 图 9
20、0：华大九天模拟电路设计全流程 EDA 工具系统 . 46 图 91：华大九天数字电路设计 EDA 工具 . 47 图 92：华大九天平板显示电路设计全流程 EDA 工具系统 . 47 图 93：华大九天平板晶圆制造 EDA 工具 . 48 图 94：概伦电子业务及产品演进图 . 48 图 95：概伦电子营业收入及增速 . 49 图 96：概伦电子净利润及扣非后净利润（百万元） . 49 图 97：概伦电子主营业务占比情况 . 49 图 98：概伦电子 EDA 工具授权业务按产品类型拆分 . 50 图 99：概伦电子 EDA 工具授权业务按授权模式拆分 . 50 图 100：概伦电子主营业务毛
21、利率情况 . 50 图 101：概伦电子期间费用率情况（扣除股份支付后） . 50 图 102：概伦电子主要产品及服务布局 . 51 图 103：广立微发展历程 . 52 图 104：广立微营业收入及增速 . 52 图 105：广立微归母净利润情况（百万元） . 52 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 HeaderTable_TypeTitle 计算机行业深度报告 工业软件之EDA深度报告：海外巨头的成功之路与国内厂商的破局之道 6 图 106：广立微主营业务占比情况 . 53 图 10
22、7：广立微主营业务毛利率情况 . 53 图 108：广立微期间费用率情况 . 54 图 109：广立微扣除股份支付后的研发费用及增速 . 54 图 110：广立微主要 EDA 产品 . 54 表 1：制造类 EDA 细分门类及市场主要供应商 . 9 表 2：设计类 EDA 细分门类及市场主要供应商 . 10 表 3：2020 年全球 IP 公司销售额排名（百万美元） . 15 表 4：海外 EDA 主要企业基本介绍 . 21 表 5：国内 EDA 主要企业基本介绍 . 22 表 6：海外 EDA 三巨头对比 . 23 表 7：近年来我国 EDA 行业有关政策 . 28 表 8：我国 EDA 主
23、要企业提供的 EDA 产品概览 . 30 表 9：华大九天募集资金主要用途 . 30 表 10：Synopsys 主要收购事件概览 . 31 表 11：Cadence 主要收购事件概览 . 35 表 12：Siemens EDA 主要收购事件概览 . 40 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 HeaderTable_TypeTitle 计算机行业深度报告 工业软件之EDA深度报告：海外巨头的成功之路与国内厂商的破局之道 7 一、一、EDA 基本介绍基本介绍 1.1 EDA 是集成电路设计的
24、基础工具 EDA（Electronic Design Automation，电子设计自动化）是指利用计算机软件完成大规模集成，电子设计自动化）是指利用计算机软件完成大规模集成 电路的设计、仿真、验证等流程的设电路的设计、仿真、验证等流程的设计方式，融合了图形学、计算数学、微电子学，拓扑逻辑学、计方式，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。材料学及人工智能等技术。随着集成电路产业的发展，设计规模越来越大，制造工艺越来越复杂， 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 软件作为集成电路领域的上
25、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 图 1：EDA 工具使用界面样例 数据来源：Synopsys 官网，东方证券研究所 EDA 作为集成电路设计的基础工具，大致经历了四个发展阶段作为集成电路设计的基础工具，大致经历了四个发展阶段，目前已在计算机、通信、航天航目前已在计算机、通信、航天航 空等领域发挥着重要作用。空等领域发挥着重要作用。在 20 世纪 70 年代，由于当时电路集成度不高，设计人员可以依靠手 工完成电路图的输入、布局和布线。但随着集成电路产业的快速发展，面对现今已达万亿门级的集 成度，再凭手工完成电路设计已具有极高的难度。在此期间，
26、EDA 从一开始的通用 CAD 辅助电子 设计， 逐步走上了专业化、商业化的道路，EDA 技术上也不断实现突破，软件工具功能愈发强大。 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 HeaderTable_TypeTitle 计算机行业深度报告 工业软件之EDA深度报告：海外巨头的成功之路与国内厂商的破局之道 8 图 2：EDA 发展历程 数据来源：CDSN，东方证券研究所 EDA 主要对主要对现代集成电路设计现代集成电路设计和制造环节形成支撑。和制造环节形成支撑。一个完整的集成电路设计和制造流程主
27、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，而这三个阶段均需要对应的 EDA 工具 作为支撑，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。同时，EDA 是连接设计和制造两个环节的纽带和桥梁，如集成 电路设计企业需通过加载晶圆厂提供的特定工艺平台的 PDK（或 IP 和标准单元库），获取电路设 计所需的必要信息和数据，进而开展设计工作，而 PDK 的生成及验证环节是需要 EDA 支撑的。 图 3：EDA 对集成电路设计和制造环节形成支撑 数据来源：概伦电子招股说明书，东方证券研究所 根据根据 EDA 工具使用
28、阶段可以分为集成电路制造类工具使用阶段可以分为集成电路制造类 EDA 工具和集成电路设计类工具和集成电路设计类 EDA 工具两个主工具两个主 要大类。要大类。制造类 EDA 工具主要用于集成电路制造的工艺平台开发阶段及晶圆生产阶段，以此可进 一步划分为两类 EDA；设计类 EDA 工具主要用于集成电路的设计阶段，按电路类型进一步可划分 为数字集成电路 EDA 和模拟集成电路 EDA 两大类。 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 HeaderTable_TypeTitle 计算机行业深度报告
29、 工业软件之EDA深度报告：海外巨头的成功之路与国内厂商的破局之道 9 图 4：EDA 工具分类 数据来源：概伦电子对证监会问询函的回复，东方证券研究所 1 集成电路制造类集成电路制造类 EDA 工具工具：主要指晶圆厂（包括晶圆代工厂、IDM 的制造部门等）在工艺平 台开发阶段和晶圆生产阶段使用的，用于支撑其完成半导体器件/制造工艺开发、器件建模和 PDK、集成电路制造等环节的 EDA 工具。该等工具能够帮助晶圆厂完成半导体器件和制造工 艺的设计，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， 并在后续根据物理实现后的设计文件完成制造时， 优化制
30、造流程， 提高量产良率。 表 1：制造类 EDA 细分门类及市场主要供应商 细分门类细分门类 市场主要供应方市场主要供应方 支撑的主要阶段支撑的主要阶段 对应的关键环节对应的关键环节 细分门类细分门类 国际市场国际市场 国内市场国内市场 工艺平台开发阶段 半导体器件/制造 工艺设计 工艺与器件仿真工具 （TCAD） 新思科技、SILVACO 新思科技、SILVACO 器件建模 器件建模及验证工具 概伦电子、是德科技 概伦电子、是德科技 PDK 生成及验证 环节 工艺设计套件工具 （PDK） 铿腾电子、新思科技、西 门子 EDA 铿腾电子、新思科技、西门 子 EDA、概伦电子、华大 九天 晶圆生
31、产阶段 集成电路制造环节 光学邻近校正工具 （OPC） 西门子 EDA、阿斯麦 （ASML）、新思科技 西门子 EDA、阿斯麦 （ASML）、新思科技、东 方晶源 光罩数据准备（MDP） 西门子 EDA、新思科技 西门子 EDA、新思科技 可制造性设计（DFM） 西门子 EDA 西门子 EDA 良率控制工具 PDF Solutions PDF Solutions、广立微 数据来源：概伦电子对证监会问询函的回复，东方证券研究所 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 HeaderTable_Ty
32、peTitle 计算机行业深度报告 工业软件之EDA深度报告：海外巨头的成功之路与国内厂商的破局之道 10 2 集成电路集成电路设计类设计类 EDA 工具：工具：根据集成电路处理的信号不同， 可分为数字集成电路设计类 EDA 工具（数字 EDA 工具）和模拟集成电路设计类 EDA 工具（模拟 EDA 工具）。电学中，将 连续变化的电压、电流等物理量称为模拟信号，而离散变化的电压、电流则称为数字信号。由 于处理上述两类不同信号的集成电路在形态、 功能、 设计流程及设计方法学等方面上差异较大， 因此可按照模拟电路和数字电路各自在设计时所使用的 EDA 工具产品进行分类。 表 2：设计类 EDA 细
33、分门类及市场主要供应商 细分门类细分门类 市场主要供应方市场主要供应方 支撑的主要集成支撑的主要集成 电路类型电路类型 对应的关键环节对应的关键环节 细分门类细分门类 国际市场国际市场 国内市场国内市场 模拟电路 电路设计 原理图输入工具 铿腾电子、新思科技、SILVACO、 Jedat Inc. 铿腾电子、新思科技、华 大九天 仿真和验证 电路仿真与验证工具 铿腾电子、新思科技、西门子 EDA、概伦电子、SILVACO 铿腾电子、新思科技、西 门子 EDA、概伦电子、 华大九天 物理实现 版图设计工具 铿腾电子、新思科技、SILVACO、 Jedat Inc. 铿腾电子、新思科技、华 大九天
34、 寄生参数提取工具 西门子 EDA、铿腾电子、新思科技 西门子 EDA、铿腾电 子、新思科技 物理验证工具 西门子 EDA、铿腾电子、新思科技 西门子 EDA、铿腾电 子、新思科技 数字电路 电路设计环节 逻辑综合工具 新思科技、铿腾电子 新思科技、铿腾电子 仿真和验证环节 数字仿真器 新思科技、铿腾电子、西门子 EDA 新思科技、铿腾电子、西 门子 EDA 时序分析工具 新思科技、铿腾电子、西门子 EDA 新思科技、铿腾电子、西 门子 EDA 形式验证工具 新思科技、铿腾电子、西门子 EDA 新思科技、铿腾电子、西 门子 EDA 物理实现环节 布局布线工具 新思科技、铿腾电子、西门子 EDA
35、 新思科技、铿腾电子、西 门子 EDA、国威集团 物理验证工具 （DRC/LVS） 西门子 EDA、新思科技、铿腾电子 西门子 EDA、新思科 技、铿腾电子 数据来源：概伦电子对证监会问询函的回复，东方证券研究所 IC 设计可大致分为全定制与半定制设计，设计可大致分为全定制与半定制设计，EDA 能对两类设计流程实现全面覆盖。能对两类设计流程实现全面覆盖。 1 全定制设计是指基于晶体管级， 所有器件和互连版图都用手工生成的设计方法， 这种方法比较 适合大批量生产、要求集成度高、速度快、面积小、功耗低的通用 IC 或 ASIC，因此全定制设 计方法一般用来设计模拟电路及数模混合电路。 2 半定制设
36、计是基于门阵列（gate-array）和标准单元（standard-cell）的，由于其成本低、周期 短、芯片利用率低而适合于小批量、速度快的芯片，因此半定制设计方法一般用来设计数字电 路。半定制设计可以进一步分为前端设计与后端设计：（1）前端设计又称逻辑设计，指从输 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 HeaderTable_TypeTitle 计算机行业深度报告 工业软件之EDA深度报告：海外巨头的成功之路与国内厂商的破局之道 11 入需求到输出网表的过程，主要包括流程包括规格制定、详
37、细设计、HDL 编码、仿真验证、逻 辑综合、静态时序分析、形式验证等环节；（2）后端设计又称物理设计，指从输入网表到输 出物理版图（GDSII 形式）的过程，包括主要流程包括可测性设计、布局规划、时钟树综合、 布线、寄生参数提取、版图物理验证等环节。 图 5：半定制 IC 设计流程及相关 EDA 工具 图 6：全定制 IC 设计流程及相关 EDA 工具 数据来源：elecfans，东方证券研究所 数据来源：elecfans，东方证券研究所 1.2 EDA 是集成电路产业的基石 目前，集成电路产业链主要包括上游支撑层、中游制造层及下游应用层等目前，集成电路产业链主要包括上游支撑层、中游制造层及下
38、游应用层等： 1 产业链上游为支撑层，主要包括技术服务商、软件供应商、材料及设备供应商等。其中，技术 服务商针对集成电路设计、生产、测试、封装及技术研发等环节提供各类模块化/专业化技术 服务；软件供应商主要从事设计工具开发、销售和服务；材料及设备供应商提供集成电路设计 和制造全过程所需的硅片、光刻胶、掩模版等原材料，以及硅片制造、晶圆制造、封测等专用 设备。 2 产业链中游为制造层，主要包括集成电路设计、生产、封装和测试企业。其中，集成电路设计 企业通过对集成电路系统、逻辑、电路和性能的研究设计，最终转化为物理设计版图；集成电 路生产企业负责晶圆生产， 利用设计版图制作光掩模版， 并以多次光刻
39、的方法将电路图形呈现 于晶圆上，最终在晶圆表面/内部形成立体电路；集成电路封装企业主要将加工完成的晶圆， 进行切割、封塑和包装，以保护管芯并最终形成芯片产品；集成电路测试企业主要对芯片的可 靠性、稳定性等进行检测。 3 产业链下游包括各应用领域的系统厂商或制造商。该等企业最终将各类芯片成品集成于自身 产品（如工业产品、消费电子产品、计算机相关产品、通信及周边产品）中并投入市场。 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 HeaderTable_TypeTitle 计算机行业深度报告 工业软件之E
40、DA深度报告：海外巨头的成功之路与国内厂商的破局之道 12 EDA 属于集成电路产业链上游支撑层中的软件工具类，是整个集成电路产业的核心环节之一。目 前，EDA 工具软件已广泛运用于产业链中游的设计、生产、封装、测试等环节。 图 7：集成电路产业链概览 数据来源：华大九天招股说明书，东方证券研究所 EDA 对行业生产效率、产品技术水平有重要影响。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 行业的市场状况与集成电路设计业的发展状况紧密相关，每年 EDA
41、 市场表现情况 与设计企业营收状况具有高度一致性。从集成电路制造的角度看，芯片制造工艺不断演进，而新材 料、 新工艺相关的下一代制造封测 EDA 技术将给集成电路性能提升、 尺寸缩减带来新的发展机遇。 图 8：EDA 是芯片产业链上游依赖性极强的设计软件 数据来源：搜狐网，东方证券研究所 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 HeaderTable_TypeTitle 计算机行业深度报告 工业软件之EDA深度报告：海外巨头的成功之路与国内厂商的破局之道 13 芯片芯片/集成电路产业呈现倒金字
42、塔状，集成电路产业呈现倒金字塔状，EDA 处于基石地位处于基石地位，支撑着规模庞大的数字经济，支撑着规模庞大的数字经济。从市场价 值来看，根据赛迪智库数据，2020 年 EDA 行业的全球市场规模超过 70 亿美元，却支撑着数十万 亿规模的数字经济。在中国这个全球规模最大、增速最快的集成电路市场，EDA 杠杆效应更大。 可以想象，一旦 EDA 这一产业基础出现问题，包括集成电路设计企业在内的全球集成电路产业必 将受到重大影响，由 EDA 工具、集成电路、电子系统、数字经济等构成的倒金字塔产业链结构稳 定将面临巨大挑战。 图 9：EDA 支撑着庞大的数字经济 数据来源：赛迪智库，华大九天招股说明
43、书，东方证券研究所 EDA 技术让更大规模的集成电路成为可能，并能极大地降低软件设计成本。技术让更大规模的集成电路成为可能，并能极大地降低软件设计成本。随着现在的芯片越来 越复杂，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，其设计的复杂度决定 了必须要由 EDA 完成。此外，根据加州大学圣迭戈分校 Andrew Kahng 教授在 2013 年的推测， 2011 年设计一款消费级应用处理器芯片的成本约 4000 万美元，如果不考虑 1993 年至 2009 年的 EDA 技术进步， 相关设计成本可能高达 77 亿美元， EDA 技术进步让设计效率提升近 200 倍。 EDA
44、 工具的发展从整体上提升了芯片设计的效率，从而平抑了芯片设计的总体成本。 图 10：SoC 芯片的流片成本与制程的关系（百万美元） 图 11：EDA 软件极大地降低了设计成本 数据来源：IBS，芯思想，东方证券研究所 数据来源：赛迪智库，华大九天招股说明书，东方证券研究所 28.5 37.7 51.3 70.3 106.3 174.4 297.8 542.2 0 100 200 300 400 500 600 65nm 40nm 28nm 22nm 16nm 10nm 7nm5nm 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券
45、研究报告最后一页的免责申明。 HeaderTable_TypeTitle 计算机行业深度报告 工业软件之EDA深度报告：海外巨头的成功之路与国内厂商的破局之道 14 IP 是现代是现代集成电路设计与开发工作中不可或缺的要素集成电路设计与开发工作中不可或缺的要素。IP 核（Intellectual Property Core）是指在 半导体集成电路设计中那些可以重复使用的、 具有自主知识产权功能的设计模块。 随着超大规模集 成电路设计、 制造技术的发展， 集成电路设计步入 SoC 时代， 设计变得日益复杂， 利用预先设计、 验证好的功能模块就可大幅提升设计效率。以 IP 复用、软硬件协同设计和超
46、深亚微米/纳米级设计 为技术支撑的 SoC 已成为当今超大规模集成电路的主流方向， 当前国际上绝大部分 SoC 都是基于 多种不同 IP 组合进行设计的。 图 12：不同制程芯片所集成的硬件 IP 的平均数量（个） 图 13：全球半导体 IP 市场规模（亿美元） 数据来源：IBS，东方证券研究所 数据来源：IBS，东方证券研究所 EDA公司公司同样同样具备为下游客户提供丰富具备为下游客户提供丰富 IP 方案的能力。方案的能力。 EDA公司下游客户包括众多的设计公司， 为了提高设计效率，他们无需对芯片每个细节进行设计，通过购买 IP 方案就可以实现某个特定功 能，而如何选择 IP 方案就成为了关
47、键。与 EDA 的生态类似，客户往往会成熟可靠的 IP 方案以及 IP 供应商，客户粘性较大。若 EDA 公司将 IP 授权与 EDA 销售捆绑在一起，就不仅能为客户提供 更加完整高效的芯片设计方案， 还能提升客户粘性与品牌竞争力， 进一步推动 EDA 与 IP 生态的完 善。目前，IP 授权已经成为 Synopsys 与 Cadence 两大 EDA 巨头的重要收入来源。根据 IPnest 数据，2020 年 Synopsys 与 Cadence 分别位列全球 IP 授权市场份额的第二、三位，仅次于全球 IP 供应商龙头 ARM。 图 14：2018-2020 年 Synopsys 收入按产
48、品拆分 图 15：2018-2020 年 Cadence 收入按产品拆分 数据来源：Synopsys 公告，东方证券研究所 数据来源：Cadence 公告，东方证券研究所 1014 20 28 38 50 64 81 102 126 4 511 19 27 37 49 62 76 92 0 50 100 150 200 250 数字IP数模混合IP 46 50 54 58 63 69 76 83 91 101 0 20 40 60 80 100 120 62% 59% 57% 29% 31% 33% 9%10%10% 201820192020 EDA软件IP授权软件集成 26%25%25% 2
49、9%30% 29% 24%23% 22% 12%13% 14% 9%9%10% 201820192020 系统设计与分析 IP 仿真验证 数字IC设计与Signoff 定制IC设计与仿真 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 HeaderTable_TypeTitle 计算机行业深度报告 工业软件之EDA深度报告：海外巨头的成功之路与国内厂商的破局之道 15 表 3：2020 年全球 IP 公司销售额排名（百万美元） 排名排名 公司公司 2019 年年 2020 年年 增长率增长率 2020
50、 年市占率年市占率 1 ARM 1608.0 1887.1 17.4% 41.0% 2 Synopsys 716.9 884.3 23.4% 19.2% 3 Cadence 233.0 277.3 19.0% 6.0% 4 Imagination Technologies 87.0 125.0 43.7% 2.7% 5 Ceva 87.0 100.3 15.3% 2.2% 6 SST 132.4 96.9 -26.8% 2.1% 7 芯原股份 70.0 91.5 30.7% 2.0% 8 Alphawave 25.2 75.1 198.0% 1.6% 9 eMemory Technology
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工作日 8:30 - 17:30
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