（報告出品方/作者：華安證券，尹沿技）

1.從輔助設(shè)計到自動化設(shè)計，EDA 成為芯片產(chǎn)業(yè)鏈支點

1.1 集成電路設(shè)計之腦，萬億電子產(chǎn)業(yè)之基

EDA是集成電路領(lǐng)域的 CAD 加 CAE，典型的技術(shù)與知識密集型產(chǎn)業(yè)。電子設(shè)計自 動化（EDA）是利用計算機輔助設(shè)計軟件，來完成超大規(guī)模集成電路芯片的功能設(shè)計、 綜合、驗證、物理設(shè)計(布局、布線、版圖、設(shè)計規(guī)則檢查等)等流程的設(shè)計方式。從功能 來看整個集成電路 EDA 工具通常可以分為三大類。

1）綜合設(shè)計工具。主要應(yīng)用于 Fabless 廠，完成系統(tǒng)整合、邏輯綜合、布局布線等各級設(shè)計。2）仿真工具。驗證設(shè)計 的正確性并優(yōu)化設(shè)計結(jié)構(gòu)，包括電路仿真與驗證、物理設(shè)計規(guī)則檢查等。3）測試與數(shù)據(jù) 管理工具。主要應(yīng)用于 Foundry 廠，完成測試芯片的設(shè)計、提升測試精度、進行制造工藝和成品的數(shù)據(jù)分析等。從底層技術(shù)來看，EDA 工具需要對數(shù)千種情境進行快速設(shè)計探索，實現(xiàn)性能、功耗、面積、成本等芯片物理指標(biāo)和經(jīng)濟指標(biāo)的平衡，需要計算機、數(shù) 學(xué)、物理、電子電路、工藝等多種學(xué)科的緊密配合，是典型的技術(shù)與知識密集型產(chǎn)業(yè)。

EDA 是集成電路設(shè)計發(fā)展的必然選擇，電子產(chǎn)業(yè)的根基技術(shù)。隨著半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā) 展，集成電路的復(fù)雜程度指數(shù)級上升，現(xiàn)在集成度最高的芯片已經(jīng)集成了數(shù)萬億個晶體 管，未來芯片的集成度會越來越高，人工繪圖已經(jīng)是不可能完成的任務(wù)，因此利用計算 機輔助手段解決集成電路設(shè)計問題的 EDA 工具成為 IC 設(shè)計的必需品。同時 EDA 工具 也是 IC 設(shè)計企業(yè)降本增效的必然選擇，根據(jù)加州大學(xué)圣迭戈分校 Andrew Kahng 教授 的推測，EDA 技術(shù)進步讓設(shè)計效率提升近 200 倍，將消費級 SoC 的設(shè)計成本從 77 億美 元降低到 4500 萬美元。從應(yīng)用來看，EDA 工具貫穿電子設(shè)計的多個環(huán)節(jié)，覆蓋的環(huán)節(jié) 包括數(shù)字芯片設(shè)計、模擬設(shè)計、平板顯示電路設(shè)計、晶圓制造、封裝測試、系統(tǒng)仿真等。 從市場價值來看，百億美元的 EDA 市場構(gòu)筑了萬億電子產(chǎn)業(yè)的根基。

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應(yīng)用角度：EDA 工具廣泛應(yīng)用于多個設(shè)計場景，貫穿芯片設(shè)計各個環(huán)節(jié)。EDA 工具 種類繁多，廣泛應(yīng)用于數(shù)字設(shè)計、模擬設(shè)計、晶圓制造、封裝、系統(tǒng)五大類場景。以 EDA 工具的主要應(yīng)用場景數(shù)字設(shè)計為例，其前后端設(shè)計的多個環(huán)節(jié)均需要依賴 EDA 工具?實? 現(xiàn)，前端設(shè)計：1）HDL 編碼：將模塊功能以代碼（硬件描述語言）來描述實現(xiàn)。2）仿 真驗證：檢驗編碼設(shè)計的正確性。3）邏輯綜合：把設(shè)計實現(xiàn)的 HDL 代碼翻譯成門級網(wǎng) 表。4）靜態(tài)時序分析（SAT），在時序上對電路進行驗證，檢查電路是否存在建立時間 和保持時間的違例。5）形式驗證：從功能上對綜合后的網(wǎng)表進行驗證。后端設(shè)計：1)可 測性設(shè)計：在設(shè)計的時候就考慮芯片自帶的測試電路。2)布局規(guī)劃：放置芯片的宏單元 模塊，在總體上確定各種功能電路的擺放位置。3)時鐘樹綜合：時鐘的布線，時鐘信號 在數(shù)字芯片起全局指揮作用，對稱式地連到各個寄存器單元時延遲差異最小。4)布線： 各個標(biāo)準(zhǔn)單元之間的走線。

產(chǎn)業(yè)鏈角度：芯片是電子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的根本，EDA 是芯片設(shè)計的最上游。芯片現(xiàn) 在已融入信息社會的各個方面，軍、民、商各類電子信息設(shè)備的核心都是芯片，電子信 息技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的根基也是芯片。而 EDA 是芯片設(shè)計與生產(chǎn)的核心，從整個產(chǎn)業(yè)鏈來 看，EDA 是芯片制造的最上游產(chǎn)業(yè)，是銜接集成電路設(shè)計、制造和封測的關(guān)鍵紐帶，對 行業(yè)生產(chǎn)效率、產(chǎn)品技術(shù)水平有重要影響。設(shè)計方面，設(shè)計人員必須使用 EDA 工具設(shè)計 幾十萬到數(shù)十億晶體管的復(fù)雜集成電路，以減少偏差、提高成功率及節(jié)省費用。制造方 面，基于新材料、新工藝的下一代 EDA 技術(shù)將給集成電路性能提升、尺寸縮減帶來新的 發(fā)展機遇。

市場角度：EDA 對芯片制造的作用舉足輕重，是萬億電子信息產(chǎn)業(yè)的支點。隨著芯 片工藝水平的精細，流片的成本越來越高昂，EDA 技術(shù)成為芯片制造中不可替代的部分。 EDA 技術(shù)可以幫助設(shè)計者極大地提高效率、縮短設(shè)計周期、節(jié)省設(shè)計成本。從 EDA 市 場本身來看，根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，2020 年 EDA 市場實現(xiàn) 10%的增速，為近五年 的最高增速，而根據(jù) research and markets 數(shù)據(jù)，預(yù)計到 2025 年全球 EDA 市場規(guī)模將 達到 145 億美元。從電子行業(yè)來看，EDA 直接支撐的半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模高達 700 億美元，再向上更是支撐著萬億規(guī)模的數(shù)字經(jīng)濟，杠桿效應(yīng)接近 200 倍。國內(nèi)的集成電 路市場相較于全球其他地區(qū)規(guī)模最大、增速最快，EDA 工具的杠桿效應(yīng)更加明顯。

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1.2 歷經(jīng) 50 年改進，從 CAD 發(fā)展為 EDA

從 CAD 到現(xiàn)代 EDA，逐漸成為半導(dǎo)體行業(yè)的核心節(jié)點。EDA 發(fā)展至今已經(jīng)成為整 個半導(dǎo)體行業(yè)生態(tài)鏈中最上游、最高端的節(jié)點，芯片制造的全流程幾乎都有 EDA 的參 與。回顧 EDA 發(fā)展的 50 年，共經(jīng)歷了四個發(fā)展階段：

第一階段：計算機輔助設(shè)計（CAD）時代。20 世紀(jì) 70 年代中期，隨著 電路集成度的提升，設(shè)計人員開始嘗試使用 CAD 工具進行設(shè)計工程自動化來替 代手工繪圖，當(dāng)時 CAD 的主要功能是交互圖形編輯、晶體管級版圖設(shè)計、布局 布線、設(shè)計規(guī)則檢查、門級電路模擬和驗證等。

第二階段：計算機輔助工程（CAED）時代。EDA 工具功能開始包括自動布局布線、定時分析、邏輯模擬、仿真故障等， 主要對設(shè)計電路的功能檢測問題進行處理。這個時代 EDA 商業(yè)化逐漸成熟，現(xiàn) 在的 EDA 三巨頭 Mentor 、Cadence 和 Synopsys 相繼成立。

第三階段：電子系統(tǒng)設(shè)計自動化（EDA）時代。90 年代之后，硬件語言 的標(biāo)準(zhǔn)化和微電子技術(shù)的突飛猛進（芯片可以集成上億晶體管），推動了 EDA 設(shè)計工具的發(fā)展和普及。設(shè)計師開始從電路設(shè)計轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計，以高級語言描述、 系統(tǒng)級仿真和綜合技術(shù)為特點的 EDA 就此出現(xiàn)，真正實現(xiàn)了設(shè)計的自動化。

第四階段：現(xiàn)代 EDA 時代。隨著大規(guī)模集成電路、計算機和電子系統(tǒng) 設(shè)計技術(shù)的不斷發(fā)展， EDA 技術(shù)在多種產(chǎn)業(yè)廣泛應(yīng)用，從設(shè)計、性能測試、特 性分析、產(chǎn)品模擬等，都可在 EDA 環(huán)境下進行開發(fā)與驗證。同時隨著智能手機、 4G/5G、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展，射頻 EDA 軟件迎來了發(fā)展的黃金階段。

1.3 超高技術(shù)壁壘帶來超高毛利率，EDA 產(chǎn)業(yè)模式獨特

EDA 產(chǎn)業(yè)技術(shù)壁壘高筑，EDA 軟件業(yè)務(wù)享受近 90%毛利率。正如前文所說，EDA 是算法密集型產(chǎn)業(yè)，需要對數(shù)千種情境進行快速設(shè)計探索，涉及計算機、數(shù)學(xué)、物理等 多基礎(chǔ)學(xué)科的結(jié)合應(yīng)用。這種基礎(chǔ)學(xué)科技術(shù)的不斷突破和應(yīng)用，需要通過長時間的技術(shù) 研發(fā)投入和專利積累來實現(xiàn)。目前，頭部企業(yè)對 EDA 的長期高強度的技術(shù)研發(fā)投入成為 其保持長久競爭力的關(guān)鍵之一，成熟的 EDA 企業(yè)紛紛形成了極高的技術(shù)壁壘。過去十年 間，世界頭部 EDA 企業(yè) Cadence 和 Synopsys 的研發(fā)投入始終保持在 30%以上。另一 方面，超高的研發(fā)投入與技術(shù)壁壘讓行業(yè)內(nèi)的企業(yè)享受到了近 90%的毛利率，行業(yè)內(nèi)頭 部企業(yè) Synopsys 和 Cadence 的總體毛利率常年維持在 80%左右，并呈現(xiàn)持續(xù)上升的 趨勢。

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商業(yè)模式從 License 授權(quán)，到 IP 核和硬件加速器，EDA 企業(yè)服務(wù)范圍不斷擴大。 EDA 行業(yè)的商業(yè)模式不斷創(chuàng)新，由單一 EDA 軟件的銷售演進到現(xiàn)在的 License 證書授 權(quán)、IP 核（Intellectual Property)以及仿真加速器的三部分銷售。1）License 證書授權(quán)： 標(biāo)準(zhǔn) EDA 軟件包，售價昂貴，下游客戶通常需要購買多套 license 才能滿足需求，三年 license 費用高達百萬美金。而隨著半導(dǎo)體工藝和 EDA 技術(shù)的不斷進步，客戶需要重復(fù) 購買，使 EDA 行業(yè)的利潤得到很大程度上的保障。2）IP 核：把擁有知識產(chǎn)權(quán)的電路設(shè)計方案整合為一體，構(gòu)成集成電路的基本單位，這些基本單位被以功能擴展包的形式出 售。不同功能的 IP 被組合起來可以構(gòu)造不同功能晶片的基礎(chǔ)系統(tǒng)。3）加速器：加快仿 真速度，提升客戶產(chǎn)品完成效率。

1.4 EDA 企業(yè)的三大發(fā)展動能：收并購、政策支持、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同

收購和并購：EDA 企業(yè)擴張的核心手段，促使產(chǎn)品由點及面快速完善。回顧 EDA 的過去 50 年，由于 EDA 工具種類繁多、分工精細、領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)壁壘高筑的特點，行業(yè) 內(nèi)的三巨頭均是在某一特定領(lǐng)域崛起后依靠收并購來拓展自己的產(chǎn)品線，依靠技術(shù) 資 本的雙重力量，在擴充加強產(chǎn)品線的同時將潛在的挑戰(zhàn)者“扼制”在萌芽狀態(tài)。自三巨 頭成立以來至今，Synopsys 進行了近百次的收購，Cadence 本身就是并購形成，50 年 ?間?進行了超過 70 次的收購，Mentor Graphics 則進行了近 50 次的收購。從市場規(guī)模也 可以看出收并購最頻繁的 Synopsys 占有了全球最多的市場份額。具體來看，有多次重 要的收購導(dǎo)致了三巨頭現(xiàn)在的市場格局，比如，2001 年 Synopsys 收購 Avanti，一舉補 齊了數(shù)字集成電路 EDA 全流程技術(shù)，獲得了后端布局布線近四成的市場；2008 年 Synopsys 又通過收購 Synpicity 成功進入 FPGA 和快速增長的原型市場。

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政策支持：EDA 行業(yè)發(fā)展的護道者，美國政府每年在 EDA 行業(yè)投入數(shù)千萬美金。 EDA 行業(yè)規(guī)模小、技術(shù)難卻不可或缺，是實現(xiàn)復(fù)雜芯片設(shè)計的必要工具，因此政府的支 ?持?成為行業(yè)發(fā)展的重要保障。自 1980 年 EDA 初步商業(yè)化開始，以美國為首的發(fā)達國家 就從未停止過對 EDA 領(lǐng)域的支持。美國政府方面，主要由國家科學(xué)基金（NSF）和半導(dǎo) 體研究共同體（SRC）為 EDA 研究保駕護航，兩者交互配合，彌合創(chuàng)新前段由于知識需 求和商業(yè)關(guān)注的巨大差距形成的“創(chuàng)新死亡谷”。NSF 的主要任務(wù)是促進突破性的發(fā)現(xiàn)， 幫助企業(yè)克服創(chuàng)新研究的初期階段，1984 年到 2015 年，NSF 支持了 1190 個與 EDA 相 關(guān)的課題。而 SRC 則是 NSF 的接棒者，主要關(guān)注研究成果的初步商業(yè)化，聚焦芯片設(shè) 計領(lǐng)域，每年將大約 2000 萬美元的資金投向 EDA 研究領(lǐng)域。

全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展：EDA 進步的基礎(chǔ)，EDA、Fabless 和 Foundry 是芯片制造的 鐵三角。從整個產(chǎn)業(yè)鏈來看，EDA 產(chǎn)品開發(fā)模式為鐵三角模式，EDA 的進步背后是整個 產(chǎn)業(yè)鏈能力的提升。在這個三角中，第一個頂點為 EDA 廠商，其為 Fabless 提供支持； 第二個頂點是 Foundry 廠商，通過 Foundry 廠在工藝文件、工藝參數(shù)（PDK）上的支持， EDA 廠商才能將設(shè)計出的曲線與實際流片曲線進行擬合，吻合度越好說明工具越成熟； 第三個頂點是 Fabless，其是 EDA 工具的主要使用者，EDA 的研發(fā)重點在于解決設(shè)計 過程中遇到的問題，而新的問題來源都是新工藝和復(fù)雜設(shè)計，F(xiàn)abless 廠商復(fù)雜設(shè)計的 演進會帶給 EDA 廠商新的機會和改進空間。

1.5 產(chǎn)業(yè)鏈升級疊加政策助力，國內(nèi) EDA 行業(yè)有望取得突破

國內(nèi)市場仍以海外三巨頭為主，國產(chǎn)企業(yè)嶄露頭角。2020 年，Cadence、Synopsys 和 Siemens EDA 三家公司仍占據(jù)了國內(nèi) EDA 行業(yè)的主導(dǎo)地位，合計市占率為 77%，三 巨頭的技術(shù)水平、產(chǎn)品完成度和豐富度仍舊大幅領(lǐng)先國內(nèi)相關(guān)企業(yè)。從國內(nèi)企業(yè)來看， 國產(chǎn) EDA 企業(yè)逐步發(fā)力，2020 年，華大九天在國內(nèi) EDA 市場以 6%的市占率排名第 四，已經(jīng)超過另外兩大海外大廠 Ansys 和 Keysight；概倫電子也初步打入市場，占據(jù)國 內(nèi)市場 1.4%的份額。

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國內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，奠定國產(chǎn) EDA 發(fā)展的土壤。從產(chǎn)業(yè)鏈角度看，芯片制造主 要分為芯片設(shè)計、芯片制造、封裝/測試三個環(huán)節(jié)，目前我國已經(jīng)在多個環(huán)節(jié)實現(xiàn)了自主 可控。具體來看：1）芯片設(shè)計環(huán)節(jié)：從技術(shù)能力來看，華為海思等 Fabless 廠商已經(jīng)進 入世界前列；2）芯片制造環(huán)節(jié)：我國在國際上有明顯的競爭力，在世界營收前十的晶圓 廠中，中芯國際位居第五，華虹集團位居第八；3）芯片封裝測試環(huán)節(jié)：我國在封裝測試 方面競爭力較強，世界營收前十的封裝測試廠中，長電科技位居第三、通富微電位居第 五，華天科技位居第六。從市場角度看，一方面，國際技術(shù)競爭激烈，芯片全產(chǎn)業(yè)鏈的 國產(chǎn)化替代大有可為，EDA 是其中的重要一環(huán)；另一方面，下游電子產(chǎn)品市場發(fā)展迅速， 手機、電腦、智能車、IoT 產(chǎn)品等市場對芯片的需求不斷增長，推動了整個芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā) 展。我們認為，當(dāng)下國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈逐漸完備、下游需求景氣度高漲，我國已經(jīng)具備了 EDA 技術(shù)發(fā)展的土壤。

國內(nèi) EDA 市場快速發(fā)展，相關(guān)人才儲備逐步上升。從國內(nèi)市場來看，Synopsys、 Cadence 和 Mentor Graphics（Siemens EDA）三大國際 EDA 廠商主導(dǎo)市場，但國內(nèi) 本土品牌持續(xù)發(fā)力，在部分領(lǐng)域已經(jīng)實現(xiàn)突破，整體份額持續(xù)上升。根據(jù)賽迪顧問數(shù)據(jù)， 國產(chǎn) EDA 工具銷售額在 2018-2020 年呈現(xiàn)逐年增長的態(tài)勢。2020 年，國產(chǎn) EDA 工具 實現(xiàn) 9.1 億元的銷售額，其中境外銷售為 1.5 億元，境內(nèi)銷售額為 7.6 億元。此外，國 內(nèi) EDA 企業(yè)持續(xù)吸納 EDA 相關(guān)人才，2018 年至 2020 年，我國 EDA 企業(yè)人才由 700 人增長至 2000 人，為未來我國 EDA 行業(yè)的持續(xù)技術(shù)突破打下了良好的基礎(chǔ)。

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政策力度持續(xù)加大，為 EDA 技術(shù)的發(fā)展保駕護航。20 世紀(jì)八十年代，國內(nèi)就開始 了 EDA 的研究，但為了在集成電路領(lǐng)域不被國外落下，不得不暫緩國內(nèi) EDA 軟件的發(fā) 展，使用國外的 EDA 軟件。現(xiàn)階段，我國面臨更嚴(yán)峻的國際技術(shù)競爭，集成電路設(shè)計和 EDA 工具再次成為了政策支持的重中之重。2016 年，國家陸續(xù)出臺集成電路設(shè)計領(lǐng)域 的重點布局事項和相關(guān)稅收優(yōu)惠政策。2019 年，國家再次對集成電路設(shè)計領(lǐng)域進行了稅 收優(yōu)惠，隨后開展了 2019-2022 制造業(yè)設(shè)計能力提升專項行動。2020 年，國務(wù)院發(fā)布 了《新時期促進集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干政策》，從財稅政策、投融資 政策、研究開發(fā)政策、進出口政策、人才政策、知識產(chǎn)權(quán)政策、市場應(yīng)用政策、國際合 作政策八大方面為 EDA 行業(yè)助力。

需求、供給、政策三重共振，國產(chǎn) EDA 處在爆發(fā)前夕。需求方面，國產(chǎn)集成電路領(lǐng) 域經(jīng)過多年的發(fā)展，已有了世界領(lǐng)先的 Fabless 和 Foundry 廠商，保障了對國產(chǎn) EDA 工 具的需求；供給方面，我國 EDA 企業(yè)初步嶄露頭角，人才儲備逐漸豐富，未來技術(shù)迭代 有望加速；政策方面，國家接連出臺大力度的支持政策，為集成電路設(shè)計開辟發(fā)展的綠 色通道。綜上我們認為，在三重因素共振的背景下，國產(chǎn) EDA 有望加速崛起。

2. Synopsys：EDA 行業(yè)全球龍頭，三大業(yè)務(wù)板塊齊頭并進

2.1 EDA 行業(yè)的領(lǐng)頭者，布局全鏈 EDA 產(chǎn)品

Synopsys 是全球 EDA 龍頭企業(yè)，通過收并購實現(xiàn)快速發(fā)展。Synopsys 目前是全 球排名第一的電子設(shè)計自動化(EDA) 解決方案提供商和芯片接口 IP 供應(yīng)商。從公司產(chǎn) 品結(jié)構(gòu)來看，公司歷經(jīng)三個發(fā)展階段：1）初創(chuàng)期，專注于邏輯綜合工具。1986 年， Synopsys 前身 Optimal Solutions, Inc.成立，專注于邏輯綜合工具，開創(chuàng)了一個自上而 下設(shè)計定義的時代。1987 年到 1989 年，Synopsys 的營收從 13 萬美元增長至 730 萬 美元，實現(xiàn) 55 倍的高速增長。2）擴張期，快速豐富產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。1990 年，公司意識到無 法依靠一個產(chǎn)品實現(xiàn)持續(xù)發(fā)展，于是公司在隨后的十年中進行了 20 起相關(guān)領(lǐng)域收購，并 逐漸在邏輯綜合、模擬和測試三個技術(shù)領(lǐng)域確立了公司的領(lǐng)先地位。3）成熟期，確立全 球龍頭地位。2002 年，公司收購 Avant，成為全球第一家可以提供頂級前后端完整 IC 設(shè) 計方案的 EDA 工具供應(yīng)商。2008 年，公司成為全球龍頭并保持至今。

為下游多個領(lǐng)域賦能，客戶覆蓋全球各類頭部企業(yè)。公司作為 EDA 行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者，在 芯片到軟件等多個領(lǐng)域與全球領(lǐng)先科技公司合作緊密，共同開發(fā)電子產(chǎn)品和軟件應(yīng)用。 從覆蓋的行業(yè)來看，除了半導(dǎo)體、電子系統(tǒng)領(lǐng)域外，公司客戶還覆蓋電子、金融服務(wù)、 媒體、汽車、醫(yī)藥、能源和工業(yè)等不同行業(yè)。具體到客戶來看，公司客戶包括所有半導(dǎo) 體設(shè)計頭部企業(yè)、醫(yī)療企業(yè) Rally、IoT 企業(yè) Palma Ceia SemiDesign 等各領(lǐng)域公司。

2.2 營業(yè)收入穩(wěn)健增長，高研發(fā)費用率保障公司技術(shù)優(yōu)勢

公司營收持續(xù)增長，2021 前三季度實現(xiàn)近五年最快增速。2017 年至 2020 年，公 司營收穩(wěn)定增長，從 27 億美元增長至 37 億美元，CAGR 實現(xiàn) 11%，遠高于行業(yè) 7%的 CAGR。具體來看，2019 年公司營收增速下滑至 7.7%，主要系行業(yè)內(nèi)競爭加劇以及國 際競爭所致，2020 年和 2021 前三季度公司營收為 37 億美元和 31 億美元，同比增長 9.7%和 15%，增速回升，主要系 2020 年后互聯(lián)網(wǎng)、云計算的發(fā)展擴大了電子產(chǎn)品的應(yīng) 用范圍，刺激了芯片和軟件設(shè)計公司的業(yè)務(wù)增長。從凈利潤來看，公司凈利潤受稅收影 響較大，2017 年和 2018 年的增速波動均是稅收政策改變和稅收處罰所致。去除 2017 年影響，其他年份的凈利潤增速保持在 20%左右。

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EDA 是公司主要收入來源，IP 業(yè)務(wù)有望成為未來增長點。分業(yè)務(wù)來看：1）EDA 業(yè) 務(wù)是公司收入的主要來源，2017 年至 2021Q3，公司 EDA 業(yè)務(wù)營收持續(xù)增長，但營收 占比由 2017 年的 66%下降至 2021 前三季度的 56%；2）IP 業(yè)務(wù)是公司業(yè)績的新增長 點，2017年至2020年，公司IP業(yè)務(wù)收入由7.6億美元增長至12億美元，實現(xiàn)CAGR17%。 收入占比由 2017 年 28%提升至 2021 前三季度的 34%。3）軟件完整性是公司新發(fā)展業(yè) 務(wù)，2017 年至 2020 年其業(yè)務(wù)營收由 1.6 億美元增長至到 3.7 億美元，占比由 6%增長 至 10%。我們預(yù)計 IP 業(yè)務(wù)將逐步成為 Synopsys 新的增長驅(qū)動力。分地區(qū)來看，公司以 亞洲為主的其他市場收入不斷提升，營收占比由2017年的39%增長至2021H1的43%。 美國地區(qū)的營收占比有所縮減，由 2017 年的 50%下降至 2021H1 的 46%。

高毛利業(yè)務(wù)占比逐年提升，公司毛利率逐步優(yōu)化。由于所處軟件行業(yè)的特點，公司 毛利率一直維持高位，近 10 年來一直保持在 75%以上。2020 年和 2021 前三季度分別 為 78%和 79%。我們認為這主要受益于 IP 業(yè)務(wù)占比的提升，IP 業(yè)務(wù)由于后期維護的成 本較低，毛利率高于 EDA 業(yè)務(wù)，其占比的不斷提升驅(qū)動公司毛利率增長。同時，公司凈 利率也在逐步優(yōu)化，由 2017 年的 5%提升至 2020 年的 18%。

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研發(fā)費用率維持 30%以上，保障公司高技術(shù)壁壘。公司身處技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，技術(shù) 創(chuàng)新是核心競爭力。2017 年到 2021Q3 期間，公司不斷增加研發(fā)投入，用于新產(chǎn)品的研 發(fā)和現(xiàn)有產(chǎn)品功能的維護和升級。公司研發(fā)費用率一直在 30%以上，主要原因是研發(fā)人 員增加導(dǎo)致的薪酬變化以及設(shè)備成本和咨詢顧問費用的增加。截至到 2020 年，公司已 經(jīng)擁有 3300 多項已批準(zhǔn)專利。

2.3 EDA 軟件為根，三大業(yè)務(wù)協(xié)同發(fā)展

EDA 行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者，設(shè)計、驗證和制造全流程覆蓋。公司是全球 EDA 行業(yè)的龍頭， 所有世界領(lǐng)先的半導(dǎo)體企業(yè)都在使用公司的 EDA 工具。從產(chǎn)品來看，公司 EDA 產(chǎn)品主 要分為三大部分：1）設(shè)計業(yè)務(wù)包含 Fusion Design Platform（融合設(shè)計）、Custom Design Platform（定制設(shè)計） 和 Silicon Lifecycle Management Platform（硅生命周期管理）三 大平臺，以及 3DIC 設(shè)計、機器學(xué)習(xí)/ AI 設(shè)計、物理實現(xiàn)、RTL 設(shè)計與綜合、signoff、 流程自動化、測試自動化、FPGA 設(shè)計等產(chǎn)品。2）驗證工具可以驗證整個系統(tǒng)，快速發(fā) 現(xiàn) SoC bug。公司的驗證工具主要包括仿真、靜態(tài)和形式驗證、AMS 驗證、驗證 IP、原 型設(shè)計、FPGA 驗證等功能；3）制造類工具可以幫助晶圓廠進行工藝驗證，進行良率管 理，實現(xiàn)效率、功耗、良率等指標(biāo)之間的平衡。

IP 核需求量迅速上升，公司是最全面的 IP 供應(yīng)商。隨著更多的功能匯聚到單個設(shè) 備甚至單個芯片中，芯片設(shè)計變得越來越復(fù)雜，IP 塊的需求量正在迅速增加。公司提供 最大和最廣泛的 IP 解決方案組合，2020 財年公司 IP 平臺的收入已經(jīng)超過 9 億美元，占 公司總體收入的 33%。具體來看，公司的 DesignWare IP 包括邏輯庫、嵌入式存儲器、 模擬 IP、接口 IP、安全 IP 和嵌入式處理器，并且提供芯片架構(gòu)、子系統(tǒng)、信號/電源完 整性、原型設(shè)計套件和硅晶初啟支持。2021 年公司再次推出了業(yè)界首個面向 PCI Express 6.0（高速串行計算機擴展總線標(biāo)準(zhǔn)）的完整 IP 解決方案。

EDA 業(yè)務(wù)持續(xù)外延，發(fā)展軟件完整性平臺。公司的軟件完整性平臺可以將完整性、 安全性、質(zhì)量和遵從性測試構(gòu)建到客戶的軟件開發(fā)生命周期和供應(yīng)鏈中。主要包括四大 功能：1）靜態(tài)分析，可以找到代碼中的關(guān)鍵缺陷和漏洞；2）軟件組成分析，分析第三 方或者開源代碼，保障代碼安全性和合規(guī)性；3）動態(tài)分析，測試運行應(yīng)用程序，發(fā)現(xiàn)安 全漏洞；4）安全服務(wù)，構(gòu)建軟件安全計劃的戰(zhàn)略分析。總體來說，對內(nèi)可以保證代碼一 致性和合規(guī)性，并自動檢測代碼漏洞；對外可以抵御惡意軟件發(fā)起的網(wǎng)絡(luò)攻擊。

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3. Cadence：行業(yè)長期領(lǐng)跑者，從 EDA 到電子設(shè)計流程全覆蓋

3.1 EDA 行業(yè)長期領(lǐng)導(dǎo)者，持續(xù)打造全鏈產(chǎn)品線

合并度過難關(guān)、收購做大做強，三十年 EDA 行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者。Cadence 由 SDA 和 ECDA 于 1988年合并而成，是一家電子設(shè)計自動化、半導(dǎo)體技術(shù)解決方案和設(shè)計服務(wù)供應(yīng)商， 主要包含功能驗證、數(shù)字集成電路設(shè)計與驗收、定制集成電路設(shè)計與仿真、系統(tǒng)互聯(lián)與 分析和 IP 五大業(yè)務(wù)。按照公司業(yè)務(wù)布局劃分，公司發(fā)展主要分為以下幾個階段：

1）設(shè)計軟件布局階段：1988 年公司成立，次年公司收購 Tangent Systems，推出時序驅(qū)動 ASIC 布局和布線工具，隨后進行多次收購，打造了業(yè)內(nèi)首批系統(tǒng)級設(shè)計技術(shù)。2）仿真 業(yè)務(wù)布局階段：1998 年公司收購 Quickturn，成功立足仿真硬件和軟件市場。3）IP 業(yè) 務(wù)布局階段：2011年公司推出業(yè)界首款 DDR4 和寬帶 I/O IP 解決方案 ，并收購 Denali Software，獲得其存儲 IP 和 VIP，并通過后續(xù)的持續(xù)收購擴展公司在高速接口、模擬/混 合信號和 DSP 領(lǐng)域的 IP 產(chǎn)品。4）全線升級階段：近年來，公司不斷推動其產(chǎn)品更新升 級。2013 年，公司聯(lián)合 ARM 推出用于 TSMC 16nm FinFET 工藝的處理器。2017 年， 公司推出 Virtuoso 系統(tǒng)設(shè)計平臺，提供 IC、封裝和電路板間的無縫設(shè)計流程并于 2021 年推出新一代 Vision DSP 產(chǎn)品 P1 和 Q8。

3.2 公司營收加速上升，盈利能力持續(xù)改善

公司營收持續(xù)增長，稅前利潤穩(wěn)步提升。從營收來看，公司營收從 2017 年的 19 億 美元增長至 2020 年的 27 億美元，CAGR 達到 12.4%，遠超整體行業(yè)增速。2021H1 公 司實現(xiàn)營業(yè)收入 15 億美元，同比增速進一步加快達 17%。近年來公司業(yè)績的加速增長 主要系下游電子產(chǎn)品需求增多，刺激了廠商對于芯片和設(shè)計軟件的需求。從盈利能力來看，公司凈利潤增速波動較大，主要系收并購帶來的所得稅波動所致。除去稅收影響， 2017 年至 2020 年，公司稅前利潤由 3.2 億美元增長至 6.3 億美元，CAGR 達到 25%。 2021H1 公司稅前利潤達到 3.9 億美元，同比增長 37%，增速持續(xù)遠高于營收增速，公 司獲利能力不斷增強。

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五大業(yè)務(wù)協(xié)同發(fā)展，海外市場不斷擴大。從業(yè)務(wù)構(gòu)成來看，各項分拆業(yè)務(wù)增速與總 體營收增速保持一致，各項業(yè)務(wù)營收占比基本穩(wěn)定，其中，定制集成電路設(shè)計與仿真、 數(shù)字集成電路設(shè)計與驗收和功能驗證是公司三大主營業(yè)務(wù)，營收占比均在 20%以上。分 地區(qū)來看，公司亞洲市場收入不斷提升，營收占比由 2017 年的 27%增長至 2021H1 的 31%。歐洲、中東和非洲地區(qū)的營收占比有所縮減，由 2017 年的 20%下降至 2021H1 的 17%。

毛利率持續(xù)保持高位，凈利率增長顯著。從毛利率來看，公司毛利率多年來一直維 持在 88%以上，高于 Synopsys、Mentor 等同業(yè)公司。從凈利率來看，2017-2021H1 期 間，公司凈利率由 11%增長至 23%，提升了 12pct。2019 年，由于收并購引起公司稅收 有所波動，去除此影響，公司凈利率逐步提升，獲利能力不斷增強。

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高研發(fā)費用率保障公司行業(yè)地位，技術(shù)進步加速產(chǎn)品迭代。近年來 Cadence 不斷加 大研發(fā)投入，研發(fā)費用率一直保持在 40%左右，高于 Synopsys、Mentor 等同業(yè)公司。 這使得公司產(chǎn)品更新迅速，例如 2021 年公司再次推出新一代的 Vision DSP 產(chǎn)品 P1 和 Q8。從營收數(shù)據(jù)來看，公司高投入高回報的策略收效顯著，公司營收增速不斷攀升， 2021H1 公司營收增速達 17%。

3.3 五大產(chǎn)品線齊頭并進，持續(xù)保持技術(shù)領(lǐng)先性

集成電路和射頻/微波的自動化設(shè)計：大幅提升復(fù)雜設(shè)計仿真效率。公司的定制集成 電路/模擬/射頻設(shè)計應(yīng)用范圍廣泛，包括晶體管級模擬、混合信號、定制數(shù)字、內(nèi)存和 RF 設(shè)計等。主要技術(shù)包括：1）Virtuoso System Design Platform：面向集成電路和封裝設(shè) 計的 統(tǒng)一化“系統(tǒng)感知”平臺，可以實現(xiàn)跨芯片、封裝和電路板并行設(shè)計，節(jié)省時間并 最大程度地減少錯誤；適合集成多種結(jié)構(gòu)電路類型（包括射頻、模擬和數(shù)字系統(tǒng)）的設(shè) 計。2）Custom/Analog Advanced Node：面向 20nm 及以下工藝定制/模擬設(shè)計的創(chuàng)新 功能，實現(xiàn)硅片質(zhì)量、設(shè)計效率、準(zhǔn)確預(yù)測的全面提升。3）混合信號解決方案：實現(xiàn)了 技術(shù)流程的統(tǒng)一、模擬與數(shù)字設(shè)計的協(xié)同等功能。4）光電設(shè)計：集成電子/光子設(shè)計自動 化環(huán)境，可在單一流程中提供完整的光電集成電路解決方案。

數(shù)字設(shè)計與 signoff 平臺：加速設(shè)計周期提升設(shè)計質(zhì)量。數(shù)字設(shè)計和驗證產(chǎn)品用于 創(chuàng)建可以在實施之前經(jīng)過正確性驗證的數(shù)字電路或 IC 的邏輯表示，從集成流程開始，在 設(shè)計的架構(gòu)級抽象與詳細的物理實現(xiàn)約束之間取得平衡。其主要功能包括缺陷檢測和糾 正、預(yù)測性改善和設(shè)計收斂、功耗驗證、平衡功耗性能和面積、管理約束和跨時鐘設(shè)計 以及完整的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。signoff 可以借助集成引擎和大規(guī)模并行的云就緒流程，提升設(shè)計 準(zhǔn)確度并加快設(shè)計收斂。2021 年，公司再次推出完全基于機器學(xué)習(xí)的數(shù)字設(shè)計軟件 Cerebrus，鞏固數(shù)字設(shè)計領(lǐng)域領(lǐng)導(dǎo)地位。

驗證工具：最快的引擎和最智能的全面驗證管理工具。公司的功能驗證產(chǎn)品主要用 于在定制和模擬設(shè)計之后驗證設(shè)計的電路或者產(chǎn)品能否按預(yù)期運行，進而保證電路制造 的可行性，大大降低失誤的成本。公司的驗證工具可以充分提升設(shè)計質(zhì)量，滿足各種應(yīng) 用和驗證要求，主要包括形式與靜態(tài)驗證、仿真、模擬、計劃與管理、驗證 IP、Debug 分析、軟件驅(qū)動驗證、系統(tǒng)級 IP 驗證等功能。

IC 封裝設(shè)計與分析工具：實現(xiàn)跨平臺與流程統(tǒng)一。公司的 Allegro Package Designer Plus 和 OrbitI Interconnect Designer 工具提供了世界一流的跨平臺設(shè)計規(guī)劃與優(yōu)化，以 及單裸片和多裸片的先進封裝與模塊布局平臺，可實現(xiàn)自動化和提升精準(zhǔn)度，在綜合環(huán) 境中加快設(shè)計過程，包括全面的電氣和熱分析以及 IC/封裝協(xié)同設(shè)計。

PCB 設(shè)計與分析：簡化從概念到投產(chǎn)的復(fù)雜設(shè)計流程。公司 PCB 設(shè)計與分析工具 打破了物理隔閡和設(shè)計領(lǐng)域的局限性，加速復(fù)雜的多電路板 PCB 系統(tǒng)設(shè)計。公司整個 PCB 設(shè)計與分析產(chǎn)品矩陣包括前端原理圖設(shè)計、后端電路板 Layout 和布線、庫與設(shè)計 數(shù)據(jù)流程管理、模擬信號仿真、SI/PI 分析等產(chǎn)品，形成了多電路板 PCB 系統(tǒng)設(shè)計、PDN 設(shè)計、3D 系統(tǒng)設(shè)計、IC/封裝/PCB 協(xié)同設(shè)計解決方案。

4. Mentor Graphics：EDA 技術(shù)的先行者，核心產(chǎn)品優(yōu)勢突出

4.1 EDA 行業(yè)的先行者，被西門子收購協(xié)同發(fā)展

電子設(shè)計自動化技術(shù)先行者，與西門子實現(xiàn)合作共贏。公司提供完整的軟件和硬件 設(shè)計解決方案，客戶主要為高精尖行業(yè)，如軍工，航空，半導(dǎo)體等。從公司業(yè)務(wù)發(fā)展來看，可以分為四個階段：

1）公司創(chuàng)立。1981 年，Mentor Graphics 在美國成立。1983 年，收購了自動化設(shè)計公司 CADI，同年發(fā)布交互式仿真軟件 MSPICE。2）快速發(fā)展。 1983年，公司開始拓展海外市場，先后在英國、法國、西德、日本等地區(qū)建立分公司。 隨后，Mentor 加快了新產(chǎn)品的發(fā)布，幾乎每個月都會發(fā)布一款新產(chǎn)品。1988 年，公司 收入突破 3 億美元，當(dāng)時全球 EDA 市場規(guī)模約為 9 億美元，公司占據(jù)了三分之一。3） 陷入困境。1989 年，公司開發(fā)的新一代設(shè)計自動化軟件 Mentor Graphics 8.0，完成時 間逾期，導(dǎo)致市場規(guī)模迅速萎縮。1991年，公司首次出現(xiàn)季度虧損，并裁掉了 15%的員 工。4）被西門子收購。在之后的幾年，公司通過大量的收購鞏固了公司行業(yè)地位，但戰(zhàn) 略失誤使得公司出現(xiàn)多年虧損，整體業(yè)績增速也在放緩，2016年公司被西門子收購成為西門子 EDA 部門。

營收增速出現(xiàn)一定波動，與西門子合力未來業(yè)績有望持續(xù)向好。2006 年至 2015 年 Mentor 營收增速波動較大，但除去 2008 年與 2015 年，公司營收整體增速始終維持在 8%左右，并有改善趨勢，符合行業(yè)整體增速。從盈利能力來看，公司 2008 年與 2010 年 出現(xiàn)虧損，隨后盈利出現(xiàn)爆發(fā)式增長，并逐漸穩(wěn)定，整體盈利水平在一億元左右。2016 年之后公司被 Siemens 收購后，成為 Siemens EDA 部門。我們認為，通過與 Siemens 的協(xié)同，公司未來競爭力有望加強，實現(xiàn)市場份額的快速增長。

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研發(fā)費用率穩(wěn)步上升，獲取持續(xù)競爭力。Mentor 2012 年以來，研發(fā)費用率穩(wěn)定抬 升，銷售費用率持續(xù)下降。從研發(fā)費用角度，Mentor 研發(fā)費用主要體現(xiàn)在兩個方面，一 方面是對已有產(chǎn)品的持續(xù)改進和新產(chǎn)品的開發(fā)，另一方面在于通過兼并收購來擴大現(xiàn)有 產(chǎn)品，并尋求新的業(yè)務(wù)領(lǐng)域。由 Mentor 年報可知，員工薪酬和兼并收購費用是研發(fā)費用 的主要組成部分，公司對核心技術(shù)研發(fā)人員的高投入與兼并收購是公司在 EDA 市場中 長期取得競爭優(yōu)勢的重要原因。從銷售費用角度，銷售費用絕對值相對穩(wěn)定，在公司營 收穩(wěn)步增長的情況下，銷售費用率有所下降。此外，公司海外市場持續(xù)擴大，公司銷售 費用率的降低一定程度上能夠反應(yīng)公司在 EDA 市場具有銷售渠道優(yōu)勢，并且其海內(nèi)外 市場進一步成熟，有利于銷售費用率的降低。

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4.2 領(lǐng)先的后端設(shè)計工具，西門子助力布局三大業(yè)務(wù)方向

國際領(lǐng)先的后端設(shè)計工具，西門子助力全方位發(fā)展。Mentor Graphics 的優(yōu)勢在于 Calibre signoff 和 DFT 環(huán)節(jié)。DFT(Design For Test)是電路和芯片設(shè)計的重要環(huán)節(jié)，其 使芯片變得容易測試，大幅度節(jié)省芯片測試的成本；Calibre 是 DFM(Design For Manufaturing)產(chǎn)品，主要應(yīng)用于物理驗證，使得設(shè)計者可以自由選擇受光刻影響最小的 設(shè)計流程。Siemens 的 PLM 業(yè)務(wù)收購 Mentor Graphics 后成立了西門子數(shù)字工業(yè)軟件 公司(Siemens PLM Siemens EDA)，打破工程學(xué)科之間的障礙，搭建了全面、集成的 軟件和服務(wù)組合平臺 Xcelerator，志在打造全面的數(shù)字生態(tài)系統(tǒng)。

西門子收購 Mentor Graphic，相互協(xié)同實現(xiàn)雙贏。對于 Mentor Graphics 來說：被 Siemens 收購，一方面可以獲得資金支持，緩解經(jīng)營壓力；另一方面可以協(xié)同 Siemens 原有產(chǎn)品服務(wù)，依托西門的渠道以及集團級和合作，自上而下迅速開拓市場，實現(xiàn)業(yè)務(wù) 的加速發(fā)展。對于 Siemens 來說：收購 Mentor 幫助 Siemens 把業(yè)務(wù)拓展到嵌入式軟 件、SoC 設(shè)計和 EDA 工具等領(lǐng)域，從行業(yè)、產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域和生產(chǎn)階段方面對“數(shù)字工 廠”戰(zhàn)略進行了補充，囊括 CAD、CAM 和 EDA 業(yè)務(wù)，形成完整的軟件布局。此外， Mentor 為許多大型 OEM 和供應(yīng)商提供 AutoSAR 等平臺和集成工程服務(wù)，因此通過收 購，Siemens 能夠借 Mentor 之力，把握汽車電子化機遇。完成收購后，西門子在數(shù)字 工廠行業(yè)的市場份額從 2017 年第一季度的 4%，迅速上升到 2018 年第二季度的 20%。

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三大業(yè)務(wù)線共舉，持續(xù)打造全流程 EDA 工具。目前，Siemens EDA 產(chǎn)品所覆蓋的 設(shè)計流程包括:1）集成電路設(shè)計、驗證和制造。產(chǎn)品能夠使用 AI 驅(qū)動，實現(xiàn)功率、性能、 面積和功能的平衡，滿足從 C 原型到數(shù)字孿生所有級別的驗證。2）集成電路封裝設(shè)計 和驗證。產(chǎn)品使用完整的 2.5/3D IC 集成、設(shè)計和驗證解決方案，快速、準(zhǔn)確、高容量完 成驗證，提高產(chǎn)品性能。3）PCB 系統(tǒng)設(shè)計和制造。公司產(chǎn)品包括從單個 PCB 的無縫擴 展到系統(tǒng)設(shè)計，從個人到企業(yè)級的集成和優(yōu)化以及從設(shè)計到制造的整個流程。

5.獨具優(yōu)勢的 EDA 廠商：Keysight 和 Ansys

5.1Keysight：專精通信設(shè)計和器件建模 EDA 軟件

專注于測試測量領(lǐng)域，通信設(shè)計和器件建模領(lǐng)域 EDA 的領(lǐng)導(dǎo)者。Keysight 專注于 電子和光信號的測試測量，提供跨行業(yè)全流程的相關(guān)解決方案，硬件類產(chǎn)品包括電信號 測試儀器儀表、網(wǎng)絡(luò)測試儀器、網(wǎng)絡(luò)安全硬件以及光學(xué)儀器以及各類儀器的附件及技術(shù) 支持；軟件類產(chǎn)品的主要包括 PathWave 系列設(shè)計和測試一體化軟件以及其他應(yīng)用軟件 和編程環(huán)境軟件。目前，公司客戶已遍布全球，包括高通、英偉達、西門子、特斯拉等 全球多行業(yè)的龍頭企業(yè)。公司旗下的 Keysight EEsof EDA 是通信產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域領(lǐng)先的 電子設(shè)計自動化（EDA）軟件供應(yīng)商，其開發(fā)的軟件產(chǎn)品可以實現(xiàn)射頻、微波、器件建 模和信號處理設(shè)計，覆蓋商用無線、國防電子系統(tǒng)（ESL）、信號完整性、射頻混合信號、 器件建模、射頻和微波設(shè)計等應(yīng)用領(lǐng)域。2020 年，公司總體營收規(guī)模達 42 億美元。

軟件硬件服務(wù)三位一體，打造跨行業(yè)全流程解決方案。公司提供市場領(lǐng)先的硬件、 軟件、服務(wù)于一體的解決方案，囊括仿真、原型系統(tǒng)、驗證、制造、優(yōu)化全工作流程， 服務(wù)于通信、網(wǎng)絡(luò)安全、自動駕駛、國防、IoT 多個下游行業(yè)。

PathWave 系列軟件平臺：涵蓋產(chǎn)品全生命周期的設(shè)計與測試需求的一體化平臺。 該軟件將模擬、制作原型、實驗、生產(chǎn)、優(yōu)化五個階段進行整合，形成全周期的軟件支 持。主要包括以下四款軟件：1）先進系統(tǒng)設(shè)計軟件（ADS），配有豐富程序庫以及設(shè)計 指南的電路設(shè)計和仿真軟件，將 EM 仿真、電路設(shè)計和版圖功能整合到一起，覆蓋從設(shè) 計到封裝的全過程。iconicRF 團隊就曾利用 PathWaveADS 快速評估基站蜂窩性能，并 進行射頻和毫米波功率放大器設(shè)計優(yōu)化。2）設(shè)計軟件（Empro），用于三維元器件的電 磁建模和仿真的軟件，能夠分析元器件的 3DEM 效應(yīng)。3）射頻合成軟件（Genesys）， 面向印刷電路板和子系統(tǒng)設(shè)計人員的射頻和微波電路合成與仿真軟件。4）系統(tǒng)設(shè)計軟件 （SystemVue），面向系統(tǒng)架構(gòu)師和算法開發(fā)人員的系統(tǒng)級設(shè)計和仿真軟件。該軟件能為 開發(fā)者提供基礎(chǔ)的構(gòu)建模塊，并自動完成代碼生成和模型編譯。

5.2Ansys：專注于工程仿真 EDA 軟件

專注于各類仿真業(yè)務(wù)，業(yè)界唯一完整系統(tǒng)、電路和電磁場全集成化設(shè)計平臺供應(yīng)商。 Ansys 成立于 1970 年，專注于工程仿真軟件和技術(shù)。ANSYS 電子自動化設(shè)計（EDA） 軟件，來自于著名的 Ansoft 公司，提供業(yè)界唯一完整的系統(tǒng)、電路和電磁場全集成化設(shè) 計平臺，完成從部件設(shè)計、電路仿真優(yōu)化到系統(tǒng)仿真驗證的全過程。ANSYS 的 EDA 產(chǎn) 品在高頻和低頻電磁場仿真、時域/頻域非線性電路仿真、機電一體化設(shè)計技術(shù)等方面始 終處于領(lǐng)導(dǎo)地位，廣泛應(yīng)用于各類高性能電子設(shè)備的設(shè)計，包括了航空航天、集成電路、 通訊、汽車、船舶等領(lǐng)域，覆蓋了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與寬帶部件，雷達、通信與電子對抗系統(tǒng)， 集成電路（IC），印刷電路板（PCB），醫(yī)療電子系統(tǒng)，汽車電子系統(tǒng)等多個方面。

軟件許可維系公司營收高增長，維護服務(wù)提升產(chǎn)品附加值。Ansys 近五年營收穩(wěn)定 增長，由 2016 年的 9.8 億美元增長至 2020 年的 17 億美元，實現(xiàn) CAGR 11.2%。2020 年營收同比增速放緩主要受疫情與中美技術(shù)競爭的影響。伴隨疫情形式好轉(zhuǎn)，2021H1 公 司營收進入恢復(fù)期。分業(yè)務(wù)看，軟件許可與維護服務(wù)是 ANSYS 的兩大收入模式。2018 年起，軟件許可收入占比存在明顯的下降，而維護服務(wù)收入提升，主要原因系：2018 年 起，公司將維護服務(wù)與公司軟件許可業(yè)務(wù)直接綁定，軟件售后收入被直接劃歸入維護服 務(wù)收入，使得維護服務(wù)收入占比提升。

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公司技術(shù)壁壘高筑，綜合毛利率維持高位。2016 至 2019 年，公司綜合毛利呈穩(wěn)步 上升趨勢，從 2016 年的 85%增長至 2019 年的 89%，2020 年與 2021 年有所下降，分 別為 87%/84%。Ansys 綜合毛利率的變動主要來源于維護服務(wù)毛利率的變動，軟件許可 毛利率因其軟件固有屬性以及公司技術(shù)壁壘，長期保持高毛利率，在 95%上下波動。維 護服務(wù)毛利率在 2020 年降低 2.3%，主要原因系：該業(yè)務(wù)屬性決定其作業(yè)難以遠程實現(xiàn)， 受疫情負面影響較大，在降低業(yè)務(wù)收入的同時提高了營業(yè)成本。此外美元匯率走弱也帶 來了維護服務(wù)成本的增加。2021H1 維護服務(wù)毛利率進一步降低可能受該業(yè)務(wù)的季節(jié)性 波動影響。

高研發(fā)投入保證長久活力，加大投入快速拓展全球市場。2016 至 2020 年公司研發(fā) 費用與研發(fā)費用率穩(wěn)中有升，研發(fā)費用率由 2016 年 18.5%增長至 2020 年 21.1%，為 公司產(chǎn)品更新與迭代帶來長久活力。銷售、行政及一般費用作為期間費用，其費用率總 體也保持上升趨勢，主要原因系，公司近年來旨在拓寬全球市場，一方面，拓寬市場需 要更多銷售、管理等費用投入以及外匯變動引起的財務(wù)費用波動；另一方面公司規(guī)模擴 大，人員增加等因素提高了公司的管理成本。

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電子仿真業(yè)務(wù)：行業(yè)頂尖的模擬仿真軟件。公司的電子產(chǎn)品組合可以實現(xiàn)電源完整 性和信號完整性分析、電磁干擾和兼容性分析、無線和射頻分析、熱管理、電機分析、 電子可靠性仿真等功能，幫助企業(yè)最大限度地降低測試成本，確保合規(guī)性，大幅減少產(chǎn) 品開發(fā)時間。主要產(chǎn)品包括 Ansys EMA3D Cable、Ansys Motor-CAD、Ansys HFSS、 Ansys Nuhertz FilterSolution、Ansys Icepak、Ansys Q3D Extractor、Ansys Maxwell 、 Ansys SIwave。

半導(dǎo)體仿真業(yè)務(wù)：全面的多物理 EM/IR、熱和電磁仿真引擎。Ansys 半導(dǎo)體產(chǎn)品提供一套全面的多物理 EM/IR、熱和電磁仿真發(fā)動機，可以實現(xiàn)電源完整性 signoff、動態(tài) 降電壓分析、2.5D 和 3D 電熱 signoff、電源功效分析和優(yōu)化、硅的電磁分析等功能。主 要產(chǎn)品包括 Ansys Exalto、Ansys RaptorH、Ansys Pathfinder、Ansys RedHawk-SC、 Ansys Path FX、Ansys RedHawk-SC Electrothermal、Ansys Pharos、Ansys TotemSC、Ansys PowerArtist、Ansys VeloceRF。

6.百花齊放的國內(nèi) EDA 市場

6.1 華大九天：國內(nèi)唯一的全流程 EDA 工具企業(yè)

國產(chǎn) EDA 龍頭，打造全流程 EDA 工具。華大九天成立于 2009 年，是國內(nèi)最早從 事 EDA 工具研發(fā)的公司，其前身是中國華大集成電路設(shè)計集團的 EDA 部門，核心成員 曾參與中國第一款自主全流程 EDA 系統(tǒng)——“熊貓 ICCAD 系統(tǒng)”的研發(fā)工作。在歷經(jīng) 十余年的發(fā)展后，公司目前已經(jīng)成為國內(nèi)規(guī)模最大、產(chǎn)品線最完整，綜合實力最強的國 產(chǎn) EDA 企業(yè)。從產(chǎn)品側(cè)來看，公司旗下的 EDA 工具覆蓋了數(shù)字電路、模擬電路、平板 顯示電路和晶圓制造等領(lǐng)域。其中，在液晶平板顯示領(lǐng)域，公司可提供全流程設(shè)計工具， 且具有全球競爭力；在模擬電路領(lǐng)域，公司是我國目前我唯一能夠提供全流程 EDA 工具 的本土企業(yè)；在數(shù)字電路領(lǐng)域，公司也在時序分析、版圖集成等方面擁有諸多具有特色 的點工具。從用戶側(cè)來看，公司近年來也在市場拓展方面取得了一定的進展，諸如京東 方、兆芯集成、TCL 等國內(nèi)知名集成電路設(shè)計和面板制造企業(yè)均為公司的前五大客戶。

下游需求擴張疊加公司能力邊界拓展，業(yè)績增長步入快車道。2018/2019/2020 年公 司營業(yè)收入分別為 1.50/2.57/4.15 億元，19/20 年同比增長 70.6%/61.3%。同時公司 18/19/20 年凈利潤分別為 0.49/0.57/1.04 億元，19/20 年同比增長 16.3%/82.5%。我們 認為，公司業(yè)績高速增長的主要原因包括：1）國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭良好，集成電路 設(shè)計需求量不斷提升，公司充分受益于下游需求的爆發(fā)；2）公司能力邊際持續(xù)拓展，近 年來在數(shù)字、模擬、面板等領(lǐng)域均持續(xù)有新產(chǎn)品發(fā)布；3）國產(chǎn)化進程提速，公司作為國 內(nèi) EDA 龍頭，陸續(xù)開拓了一系列國內(nèi)優(yōu)質(zhì)客戶。

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充分享受 license 模式下高毛利屬性，近三年毛利率維持高位。公司近三年毛利率 始終維持在 85%以上，18/19/20 年分別為 95.35%/88.65%/88.68%。我們認為，公司毛 利率水平較高，主要系公司的商業(yè)模式由軟件授權(quán)和技術(shù)服務(wù)開發(fā)結(jié)合而成，前者以 license 銷售為主，邊際成本接近于 0，因此毛利率也始終穩(wěn)定在 100%的水平。同時， 我們發(fā)現(xiàn)公司近年來毛利率發(fā)生了些許下滑，這主要是因為，隨著專業(yè)技術(shù)開發(fā)水平的 提升，公司逐步拓展了對外的專業(yè)軟件定制開發(fā)業(yè)務(wù)， 該服務(wù)定制化屬性較強，因此毛 利率較低，進而隨著量的上升拉低了公司整體毛利率。但我們認為，定制開發(fā)幫助公司 拓展了業(yè)務(wù)范圍和客戶群體，從長期來看有利于公司發(fā)展。

公司以研發(fā)驅(qū)動為導(dǎo)向，契合產(chǎn)業(yè)演進趨勢。作為半導(dǎo)體設(shè)計的最上游，EDA 始終 是一個研發(fā)驅(qū)動型的行業(yè)。放眼全球，諸如 Synopsys、Cadence、西門子半導(dǎo)體均常年 保持大規(guī)模的投入，而公司作為國內(nèi) EDA 龍頭，也長期在研發(fā)方面傾注了較大的資源。 從投入來看，公司 18/19/20 年研發(fā)費用分別為 0.75/1.35/1.83 億元，費用率分別為 49.8%/52.5%/44.2%。從產(chǎn)出結(jié)果來看，公司收入主要來源于主營業(yè)務(wù)提供核心技術(shù)軟 件銷售與相關(guān)技術(shù)開發(fā)服務(wù)，占比達 90%以上，具備從研發(fā)快速轉(zhuǎn)化為產(chǎn)出的能力。從 研發(fā)人才來看，公司核心團隊曾參與了中國第一款自主全流程 EDA 系統(tǒng)——“熊貓 ICCAD 系統(tǒng)”的研發(fā)工作。截止 2020 年 12 月 31 日，公司研發(fā)與技術(shù)人員數(shù)量達 322 人，研發(fā)與技術(shù)人員占公司總?cè)藬?shù)比例高達 67.51%，其中碩博比例高達 60%。

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打破海外企業(yè)壟斷，國內(nèi)唯一模擬電路設(shè)計全流程供應(yīng)商。公司的模擬電路 EDA 工 具能夠為下游 IC 行業(yè)客戶提供版圖設(shè)計、電路仿真、物理驗證、參數(shù)提取和可靠性分析 在內(nèi)的一站式完整解決方案。在原理圖編輯階段，公司具有 Aether 設(shè)計軟件，其可以為 設(shè)計師高效的設(shè)計環(huán)境；在電路仿真階段，公司具有 ALPS 工具和 ALPS-GT 系統(tǒng)，該 套系統(tǒng)突破了電路仿真的性能和容量瓶頸；在物理驗證階段，公司具有 Argus 工具，用 來檢查版圖與制造加工之間的適配性，能有效降低設(shè)計成本和減少設(shè)計失敗的風(fēng)險；提 取寄生參數(shù)階段，公司則擁有 RCExplorer 工具，該工具可以根據(jù)工藝參數(shù)對版圖電元 件進行數(shù)據(jù)計算。2020 年，公司發(fā)布了新一代模擬電路設(shè)計全流程設(shè)計工具，在提升各 方面性能的同時，也增加了對于新工藝的適配。

公司在數(shù)字電路設(shè)計領(lǐng)域具有數(shù)個有特色的點工具。其中，在單元庫特征化提取階 段，公司可提供 Liberal 工具和單元庫/IP 質(zhì)量驗證工具 Qual，該工具為設(shè)計師加速單元 庫的設(shè)計和優(yōu)化提供了重要支撐；在高精度時序仿真分析階段，公司可提供 XTime 工具， 該工具大大提高了分析電路時序的可靠性；在時序功耗優(yōu)化工具的開發(fā)上，公司推出了 自研的 XTop 工具，該工具能顯著提高時序和功耗優(yōu)化的效率和質(zhì)量；在版圖集成階段， 則形成了 Skipper 工具，該工具為高效的分析和處理超大規(guī)模版圖數(shù)據(jù)提供了有力支撐。

公司在平板顯示電路設(shè)計領(lǐng)域具有全球競爭力。旗下的全流程 EDA 工具能滿足下 游 IC 行業(yè)客戶的模型提取、版圖編輯、電路仿真、物理驗證、參數(shù)提取和可靠性分析在內(nèi)的一站式完整解決需求。其中，版圖編輯階段利用了 AetherFPD 工具，該工具為設(shè)計師提供了高效的開發(fā)環(huán)境；物理驗證階段利用了 ArgusFPD 工具，該工具解決了不規(guī)則 電路 和版 圖的 驗 證難 題 ，大 大縮短產(chǎn)品 設(shè)計 周 期； 寄生 參數(shù)提取階 段 利用了 RCExplorerFPD 工具，該工具在保證寄生參數(shù)提取精度的同時，極大的提升了計算效率； 可靠性分析階段利用了 ArtemisFPD 工具，在提升效率的同時更裝載了數(shù)據(jù)快速裝載和 查詢功能，為設(shè)計師提供了便捷、高效的分析和調(diào)試環(huán)境。

我們認為，自公司 2014 年發(fā)布該產(chǎn)品以來，經(jīng)過數(shù)年的迭代，當(dāng)前公司在平板顯示電路設(shè)計領(lǐng)域已具有全球競爭力。 原因主要包括：1）供給側(cè)：公司產(chǎn)品可滿足諸多特殊要求，包括了對于手表（圓形屏）、 手機（水滴屏）、汽車儀表盤（曲線屏）等平板顯示電路設(shè)計的支持；2）客戶側(cè)：公司的下游客戶包括了諸如京東方、TCL 等頭部面板廠商，且銷售額逐年提升。

6.2 概倫電子：具有國際競爭力的器件建模與仿真領(lǐng)域 EDA 工具供應(yīng)商

深耕器件建模和電路仿真領(lǐng)域，形成軟硬件方案布局。1）成立初期，在半導(dǎo)體器件 建模領(lǐng)域取得成功。概倫電子由劉志宏博士所帶領(lǐng)行業(yè)資深團隊于 2010 年成立，成立 初期主攻半導(dǎo)體器件建模軟件，旗下的 BISMPro Plus 自 2011 年正式發(fā)布后逐漸被絕大 多數(shù)行業(yè)領(lǐng)先的晶圓代工廠采用。2）依托技術(shù)積累，切入電路仿真賽道。2013 年公司 發(fā)布通用并行 SPICE 電路仿真器 NanoSpice，并在次年發(fā)布能夠彌補傳統(tǒng) SPICE 和 FastSPICE 的不足的 NanoSpice Giga。經(jīng)過數(shù)年市場檢驗，NanoSpice 系列仿真器持續(xù)被多家國內(nèi)外領(lǐng)先集成電路企業(yè)特別是儲存器廠商大規(guī)模采用。3）拓寬業(yè)務(wù)范圍，布 局硬件產(chǎn)品。公司于 2016 發(fā)布低頻噪聲測試儀器 9812DX，兩年內(nèi)該儀器持續(xù)被領(lǐng)先晶 圓代工廠所采用。2019 年底，概倫電子并購博達微科技以擴大在建模方面的領(lǐng)先優(yōu)勢。

營收呈爆發(fā)式增長，期待后續(xù)盈利能力逐步抬升。從營收來看，公司在 2018、2019 和 2020 年分別實現(xiàn)營業(yè)收入 0.5 億元、0.7 億元和 1.37 億元，2020 年營業(yè)收入同比增 長 110%，實現(xiàn)營收翻倍。公司擁有豐厚的技術(shù)經(jīng)驗，在我國政府大力支持集成電路產(chǎn)業(yè) 發(fā)展的背景下，需求不斷擴張，同時公司擁有大量知名客戶，包括積電、三星電子、SK 海力士、美光科技、聯(lián)電、中芯國際等全球領(lǐng)先的集成電路企業(yè)。從凈利潤來看，公司 2018、2019、2020 年歸母凈利潤分別為-0.1 億元、-8.8 億元和 0.8 億元，其中 2019 年 公司因股權(quán)激勵費用較大導(dǎo)致凈利潤為負，去除此影響，2018-2020 年扣非凈利潤為0.07 億元、0.03 億元、0.21 億元，2019 年實現(xiàn)扭虧為盈。

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三大業(yè)務(wù)協(xié)同發(fā)展。國內(nèi)收入占比穩(wěn)步提升。分地區(qū)來看，得益于國內(nèi)下游半導(dǎo)體 行業(yè)爆發(fā)，各廠商對于 EDA 工具需求持續(xù)旺盛，疊加國產(chǎn)化因素，公司 2018-2020 年 公司國內(nèi)業(yè)務(wù)收入絕對值和占比雙升，其中營收分別為 0.1、0.18 和 0.64 億元，占比分 別為 19%、28%和 47%。分業(yè)務(wù)來看，EDA 工具授權(quán)仍為公司的第一大業(yè)務(wù)，其收入 從 2018 年的 0.43 億元增長至 2020 年的 0.95 億元，CAGR 為 49%，主要系國際及國 內(nèi)晶圓制造廠的需求不斷擴大以及 2019 年末公司并購博達微，進一步擴大了市場份額。 在 EDA 工具快速拓展的同時，公司也逐步實現(xiàn)了硬件產(chǎn)品，即半導(dǎo)體器件特性測試儀器 的協(xié)同發(fā)展，其收入從 2018 年的 63 萬元增長至 2020 年的 2443 萬元，占比接近 20%， 成為公司的第二大業(yè)務(wù)。半導(dǎo)體工程服務(wù)方面，由于其體量較小并采用項目制形式，因 此在收入上有所波動，2020 年的大幅增長主要系博達微半導(dǎo)體工程服務(wù)業(yè)務(wù)占比較高。

EDA 工具授權(quán)業(yè)務(wù)為主，整體毛利率持續(xù)保持高位。公司 2018、2019 和 2020 年 毛利率分別為 96%、95%和 90%，總體毛利率持續(xù)保持高位。分業(yè)務(wù)來看，公司 EDA 工具授權(quán)業(yè)務(wù)以銷售標(biāo)準(zhǔn)化 EDA 軟件產(chǎn)品為主，其相應(yīng)開發(fā)成本已計入研發(fā)費用，無對 應(yīng)成本，從而形成了高達 100%的毛利率，也是公司整體毛利率維持高位的主要原因。 而半導(dǎo)體器件特性測試儀器銷售業(yè)務(wù)近三年毛利率分別為 68%、84%和 75%，其單位成 本相對穩(wěn)定，毛利率主要受單位售價影響，2020 年毛利率有所下降主要由于收購博達微 后新增 FS-Pro 產(chǎn)品，F(xiàn)S-Pro 相對于 9812DX 毛利率較低。此外，公司的半導(dǎo)體工程服 務(wù)業(yè)務(wù)近年來毛利率有所波動，主要系其業(yè)務(wù)規(guī)模相對較小，客戶相對集中，公司在不 同項目中議價能力有所差異。

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高研發(fā)投入保障技術(shù)壁壘，高銷售投入快速打開市場。從研發(fā)費用率來看，公司 2018、 2019 和 2020 年研發(fā)費用率分別為 37%、55%和 36%。所處 EDA 行業(yè)屬于技術(shù)含量高 的知識密集型產(chǎn)業(yè)，研發(fā)投入大且研發(fā)周期長。公司下游客戶多為集成電路行業(yè)內(nèi)全球 知名企業(yè)，對 EDA 技術(shù)領(lǐng)先性要求較高，公司需要以持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新保證產(chǎn)品服務(wù)升級 迭代進度以面對國際競爭對手的技術(shù)競爭。目前，公司已經(jīng)擁有多項 EDA 核心技術(shù)，包 括 19 項發(fā)明專利和 35 項軟件著作權(quán)。從管理費用率和銷售費用率來看，管理費用率分 別為 16%、20%和 19%，主要系公司經(jīng)營規(guī)模相對較小，規(guī)模效應(yīng)尚未顯現(xiàn)。銷售費用 率分別為 7%、11%和 20%，主要是公司積極轉(zhuǎn)變銷售模式，加大市場推廣力度，不斷 增強銷售網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，銷售人員不斷增多，人員薪酬和相關(guān)費用增加所致。

制造類 EDA 工具市場地位穩(wěn)固，客戶覆蓋全球領(lǐng)先的晶圓代工廠。公司目前的制造 類 EDA 工具主要為器件建模及驗證 EDA 工具，用于快速準(zhǔn)確地建立半導(dǎo)體器件模型， 是集成電路制造領(lǐng)域的核心關(guān)鍵工具之一。公司的制造類 EDA 工具已經(jīng)得到包括臺積 電、三星電子、聯(lián)電、格芯、中芯國際等全球前十大晶圓廠中九家的廣泛使用。2020 年 公司制造類 EDA 工具的累計收入的 50%以上來自公司與上述九家晶圓廠開展的器件建 模及驗證 EDA 工具業(yè)務(wù)。

設(shè)計類 EDA 工具競爭優(yōu)勢顯著，與全球三大存儲器廠商合作密切。公司目前的設(shè)計 類 EDA 工具主要為電路仿真及驗證 EDA 工具，用于大規(guī)模集成電路的電路仿真和驗證， 優(yōu)化電路的性能和良率，是集成電路設(shè)計領(lǐng)域的核心關(guān)鍵工具之一。公司已在全球存儲 器芯片領(lǐng)域取得較強的競爭優(yōu)勢，部分實現(xiàn)對全球領(lǐng)先企業(yè)的替代，客戶包括三星電子、 SK 海力士、美光科技等全球規(guī)模前三的存儲器廠商。2020 年公司設(shè)計類 EDA 工具的 累計收入的 40%以上來自公司與上述三家儲存器廠商開展的設(shè)計類 EDA 工具業(yè)務(wù)。

（本文僅供參考，不代表我們的任何投資建議。如需使用相關(guān)信息，請參閱報告原文。）

精選報告來源：【未來智庫官網(wǎng)】。

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