计算机应用行业：深思美国EDA强盛之路，坐看国产EDA星火燎原-20211231-东吴证券-51页_3mb

计算机应用行业：EDA行业分析总结

核心内容

EDA（电子设计自动化）是现代芯片设计的“工业母机”，是半导体产业链的基础性工具，涉及芯片设计、制造、封装、测试的全流程。随着芯片复杂度的提升，EDA已成为不可或缺的工具，其杠杆效应显著，2020年全球EDA市场规模仅为115亿美元，却支撑着4404亿美元的半导体行业。EDA行业也是最容易被“卡脖子”的关键领域，技术进步显著降低了芯片设计成本和时间，例如Synopsys推出的DSO.ai平台，可将设计周期从24个月缩短至2周。

主要观点

1. 全球市场格局

   • 全球EDA市场由Synopsys、Cadence和Siemens EDA三大巨头主导，合计市场份额达70%。
   • 中国EDA市场虽增速较快（2018-2020年复合增速为21.42%），但国产化率不足15%，仍依赖进口，存在广阔的国产替代空间。

2. EDA的分类与设计流程

   • EDA工具按芯片类型分为数字、模拟和数模混合IC设计工具。
   • 按设计流程分为前端设计（如HDL编码、逻辑综合、仿真验证）和后端设计（如布局规划、时钟树综合、布线、寄生参数提取、版图验证）。
   • 数字IC设计流程较为抽象，对设计人员经验要求较低；模拟IC设计则复杂，依赖详细设计。

3. EDA的历史发展

   • EDA经历了从CAD到CAED再到EDA的演变，技术不断升级。
   • 现代EDA工具已贯穿芯片设计、制造、封测的全过程，成为推动集成电路产业进步的关键。

4. EDA的未来趋势

   • 后摩尔时代技术演进将推动EDA向智能化、自动化发展，如AI和云技术的应用。
   • 平台化和服务化趋势明显，有助于产业链上下游协同。

关键信息

• 技术壁垒：EDA开发涉及计算机、物理、数学等多领域知识，技术门槛高，研发费用率常年保持在30%-40%。
• IP业务：IP业务已成为EDA市场的重要组成部分，2020年占比达35.22%，Synopsys和Cadence的IP收入占比分别达33%和28%。
• 政策与资本支持：中国政策推动EDA发展，如《“十四五”软件和信息技术服务业发展规划》明确支持EDA；2020年国内EDA融资次数达16次，已设立约49家EDA企业。
• 人才培养：EDA人才培养周期长，通常需要十年以上，新思科技等企业已建立人才培养体系，与多所高校合作。
• 并购策略：全球EDA巨头通过并购不断扩展业务，Synopsys和Cadence分别完成112起和多次并购，以补全产业链和增强技术实力。

国产EDA发展现状

• 增长与挑战：中国EDA市场增长迅速，但国产化率仍低，主要依赖国外厂商。
• 国产替代：2018-2020年，中国EDA国产化率从6%提升至11%，显示出快速发展的趋势。
• 代表企业：华大九天、概伦电子、广立微、思尔芯等企业在不同细分领域形成比较优势，其中华大九天是唯一国家队，概伦电子在DTCO领域领先，广立微在制造类EDA有独特优势，思尔芯在原型验证领域排名全球第二。

投资建议

• 关注领域：建议关注已经申请IPO的四家国产EDA公司：华大九天、概伦电子（已上市）、广立微、思尔芯。
• 市场潜力：随着政策和资本支持的增加，国产EDA有望逐步替代进口产品，市场份额提升。

风险提示

• 政策支持力度不及预期
• 技术研发进度不及预期
• 生态建设进展不及预期

产业发展规律

1. 政府支持：美国政府通过NSF、SRC、DARPA等机构长期支持EDA发展，提供资金和科研资源。
2. 人才与技术：EDA需要复合型人才，技术研发是行业发展的核心动力。
3. 生态协同：晶圆厂、设计公司与EDA厂商协同推动技术进步，PDK作为沟通桥梁至关重要。
4. 并购扩张：由于细分领域多、技术迭代快，并购是EDA厂商扩展业务的重要手段。

未来展望

• 随着AI和云技术的发展，EDA将更加智能化和自动化。
• 平台化和服务化趋势将促进EDA生态的构建，提升产业链协同效率。
• 国产EDA在政策和资本推动下，有望逐步实现技术突破和市场占有率提升。

图表与数据

• 全球EDA市场规模：2020年为115亿美元，预计2028年达到215.6亿美元。
• 中国EDA市场：2020年销售额为66.2亿元，国产化率不足15%。
• EDA细分领域：CAE与IP业务合计占全球市场近67%。
• 人才项目成果：2019-2020年Synopsys人才项目覆盖3万人，与20所高校合作。
• 收并购情况：Synopsys自1986年成立至2021年共完成112次收并购。

总结

EDA是半导体产业的核心工具，其技术发展直接影响芯片设计效率与质量。当前全球市场由三大巨头垄断，但中国EDA市场增长迅速，国产化率逐步提升，具备广阔的发展空间。政策支持、资本投入、人才储备和技术研发是推动EDA发展的关键因素，而并购则是企业快速扩张的有效手段。未来，随着AI和云技术的引入，EDA行业将向智能化和平台化发展，国产EDA有望在技术进步和生态建设中逐步实现突破，成为全球EDA市场的重要参与者。