(報告出品方/分析師:國金證券 趙晉 孟燦 樊志遠)
一、EDA 軟件行業(yè):不可或缺的設(shè)計工具,國產(chǎn)替代勢不可擋
1、EDA 軟件:集成電路設(shè)計與生產(chǎn)不可或缺的支撐
EDA(Electronic Design Automation,電子設(shè)計自動化)是利用計算機輔助設(shè)計軟件,來完成集成電路的功能設(shè)計、驗證、物理設(shè)計(布局、布線、版圖等)等流程的設(shè)計方式。
工程師利用 EDA 工具,將芯片的電路設(shè)計、性能分析、設(shè)計出 IC 版圖的整個過程交由計算機自動處理完成,EDA 包括電路系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)仿真、設(shè)計綜合、PCB 版圖設(shè)計和制版的一整套自動化流程。EDA 的應(yīng)用包括模擬電路、數(shù)字電路、FPGA、PCB、面板等多個領(lǐng)域的設(shè)計工作。
集成電路 EDA 工具可以分為制造類、設(shè)計類(數(shù)字和模擬)和封測類 EDA 工具。制造類 EDA 是晶圓廠借助器件建模及仿真、良率分析等工具來協(xié)助其工藝平臺開發(fā),工藝平臺開發(fā)階段主要由晶圓廠主導完成,在其完成半導體器件和制造工藝的設(shè)計后,建立半導體器件的模型并通過 PDK(Process Design Kit)或建立 IP 和標準單元庫等方式提供給集成電路設(shè)計企業(yè)。設(shè)計類 EDA 工具是基于晶圓廠提供的 PDK 或 IP 及標準單元庫為芯片設(shè)計廠商提供設(shè)計服務(wù)。廣義的 EDA 還包括 PCB、平板顯示設(shè)計工具、系統(tǒng)仿真及原型驗證和 CPLD/FPGA 等設(shè)計工具等。
集成電路的復雜程度提升推動 EDA 發(fā)展。
單個芯片內(nèi)部的晶體管數(shù)量在“摩爾定律”的推動下每 18 個月翻一倍,如今 5nm 的芯片可以容納 125 億個晶體管,需要一套高度自動化的設(shè)計工具與設(shè)計流程來完成電路設(shè)計、版圖設(shè)計、版圖驗證、性能分析等工作。目前海外成熟的 EDA 公司都對各類 IC 設(shè)計流程的各個環(huán)節(jié)實現(xiàn)了全覆蓋。
以數(shù)字 IC 設(shè)計 EDA 工具為例,主要分為 IC 前端設(shè)計(邏輯設(shè)計:從設(shè)計需求到輸出門級網(wǎng)表電路,前端設(shè)計主要流程包括規(guī)格制定、詳細設(shè)計、HDL 編碼、仿真驗證、邏輯綜合、靜態(tài)時序分析、形式驗證)和后端設(shè)計(物理設(shè)計:從門級網(wǎng)表電路到輸出 IC 設(shè)計版圖,后端設(shè)計的主要流程包括可測性設(shè)計、布局規(guī)劃、時鐘樹綜合、布線、寄生參數(shù)提取、版圖物理驗證)兩個部分。
2、全球市場規(guī)模 130 億美元,國內(nèi)市場 120 億元人民幣
EDA 行業(yè)占整個集成電路行業(yè)市場規(guī)模的比例雖然較小,但以百億美元左右規(guī)模體量,支撐和影響著數(shù)千億美元的集成電路行業(yè)。受益于先進工藝的技術(shù)迭代和眾多下游領(lǐng)域需求的驅(qū)動,全球 EDA 市場規(guī)模呈現(xiàn)穩(wěn)定上升趨勢。
根據(jù) ESDAlliance 統(tǒng)計,2021年全球 EDA 市場規(guī)模為 130 億美元,同比增長13%。根據(jù)中國半導體行業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù),2021年中國 EDA 市場規(guī)模約 120 億元人民幣,同比增長29%,約占全球市場份額的 14%。
2020年 EDA 全球各主要市場收入中,美洲地區(qū)最大,其次是亞太地區(qū)。
2020年,美洲市場銷售收入接近 49 億美元,占整個 EDA 收入的比重為 43%。亞太地區(qū)占總收入的比重為 35%,其中最主要的市場是中國大陸和中國臺灣。
細分領(lǐng)域看,計算機輔助工程與 IP 核為 EDA 主要的銷售部分,各環(huán)節(jié)占比基本保持穩(wěn)定。
根據(jù) ESD Alliance,IP 核的交易為 EDA 產(chǎn)業(yè)交易規(guī)模最大的一部分,在2020年占據(jù)著 35%的市場份額;其次則是計算機輔助 工程,占比為 32%;而物理設(shè)計與驗證、PCB 和 MCM 則分別占據(jù) 21%、9%的市場份額。
3、美國公司壟斷,高研發(fā)打造壁壘,持續(xù)并購擴張
EDA 行業(yè)市場集中度較高,國際三大 EDA 巨頭 Synopsys(新思科技)、Cadence(楷登電子)和 Siemens EDA(2016 年收購 Mentor Graphic)壟斷。
上述三家公司屬于具有顯著領(lǐng)先優(yōu)勢的第一梯隊,全球市場占比接近 80%。
華大九天與其他幾家企業(yè),憑借部分領(lǐng)域的全流程工具或在局部領(lǐng)域的領(lǐng)先優(yōu)勢,位列全球 EDA 行業(yè)的第二梯隊。第三梯隊的企業(yè)主要聚焦于某些特定領(lǐng)域或用途的點工具,整體規(guī)模和產(chǎn)品完整度與前兩大梯隊的企業(yè)存在明顯的差距。
海外公司中,三巨頭均具備提供全套的芯片設(shè)計 EDA 解決方案的能力,但在具體的細分領(lǐng)域和應(yīng)用中競爭力有差異,擁有不同的優(yōu)勢產(chǎn)品。
1)Synopsys :公司成立于 1986 年,總部位于美國加州。
Synopsys 的產(chǎn)品線是三巨頭中最為全面的,從前端設(shè)計起家,收購 Avanti 進入后端設(shè) 計領(lǐng)域,其優(yōu)勢在于數(shù)字前端、數(shù)字后端和驗證測試;
2)Cadence :
公司于 1988 年由 SDA 與 ECAD 合并成立,總部同樣位于美國加州,其優(yōu)勢在于模擬和混合信號的定制化電路和版圖設(shè)計;
3)Siemens EDA (原 Mentor Graphics):
公司成立于 1981 年,總部位于美國俄州威爾森維爾,2016 年,西門子以 45 億美元收購 Mentor Graphics,并入西門子數(shù)字化工業(yè)軟件部門,之后西門子又先后收購了 SOLIDO、COMSA、UltraSoC 等 EDA 公司,進一步豐富了公司的產(chǎn)品線。優(yōu)勢在于物理驗證領(lǐng)域優(yōu)勢較為突出,在印制電路板方面也有一定優(yōu)勢。
EDA 行業(yè)研發(fā)費用占比營收比例高達 30%-40%,構(gòu)筑高壁壘,毛利率達到 80%上下。EDA 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、物理、以及集成電路設(shè)計制造等多學科的結(jié)合應(yīng)用。
我們認為 EDA 公司的發(fā)展需要進行長時間的技術(shù)研發(fā)投入、人才培養(yǎng)和專利積累。
頭部企業(yè)對 EDA 的長期高強度的研發(fā)投入成為其保持長久競爭力的關(guān)鍵因素之一,Synopsys 長期研發(fā)費用占比維持在 35%左右,毛利率約在 80%上下;Cadence 研發(fā)費用占比約在 40%,毛利率較 Synopsys 略高。
龍頭 EDA 企業(yè)通過并購擴張,產(chǎn)品線快速完善。
EDA 的發(fā)展史就是一部并購史,三巨頭之一的 Cadence 本身就是在 1988 年由 ECAD Systems 和 SDA Systems 兩個公司合并而成的。以 Cadence/Synopsys/Mentor 為代表的 EDA 企業(yè),在過去的 30 年中,發(fā)生在 EDA 行業(yè)的并購近 300 次。
EDA 公司并購一方面想要擴充自己的產(chǎn)品線,另一方面將競爭對手扼殺在萌芽中。
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。
4、國產(chǎn)替代加速,國產(chǎn) EDA 廠商迎歷史性機遇
美國對中國 EDA 軟件技術(shù)的封鎖,促使國內(nèi) EDA 企業(yè)加快研發(fā)進度,打開國內(nèi)市場。
EDA 行業(yè)三巨頭 Synopsys、Cadence 和 Siemens EDA 的總部均在美國,美國在 EDA 行業(yè)中占據(jù)主導性地位。1993 年華大電子成功研發(fā)了中國歷史上第一款自主知識產(chǎn)權(quán)的 EDA 工具“熊貓 ICCAD 系統(tǒng)”。
1994 年,美國就取消對中國的 EDA 限制,國內(nèi)企業(yè)均使用外購 EDA 軟件,使國產(chǎn) EDA 軟件技術(shù)發(fā)展停滯。
2018 年以來美國商務(wù)部對中興通訊和華為等公司的限制,為國內(nèi) EDA 企業(yè)加快研發(fā)進度,進一步打開國內(nèi)市場提供了機遇。
隨著中國集成電路產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,中國的集成電路設(shè)計業(yè)收入、設(shè)計企業(yè)數(shù)量快速增加,EDA 工具作為集成電路設(shè)計的基礎(chǔ)工具,也將受益于高度活躍的下游市場,不斷擴大市場規(guī)模。
EDA 行業(yè)是人才密集型行業(yè),我國本土企業(yè)人才數(shù)量持續(xù)提升。
EDA 行業(yè)是技術(shù)和人才密集型行業(yè),技術(shù)要求復雜,產(chǎn)品研發(fā)難度大,需要研發(fā)人員具備計算機、軟件開發(fā)、集成電路、物理等多方面的專業(yè)知識,行業(yè)壁壘高,培養(yǎng)一個 EDA 人才大約需要 10 年的時間。2018 年到 2020 年,雖然境內(nèi)外資企業(yè)的中國 EDA 行業(yè)人才數(shù)量高于本土企業(yè)的人才數(shù),但是差距在日漸縮小。
國產(chǎn) EDA 銷售額也在逐步擴大:2018-2020 年,EDA 領(lǐng)域國內(nèi)市場總銷售額分別為 2.8 億元、4.6 億元和 7.6 億元,公司在 EDA 領(lǐng)域市場份額穩(wěn)居本土 EDA 企業(yè)首位,份額占比保持在 50%以上。
自 2009 年華大九天成立,國內(nèi)也涌現(xiàn)出了一批像概倫電子、廣立微電子、國微集團、芯和半導體、芯華章、芯愿景等 EDA 公司。
對比國內(nèi) EDA 公司 的相關(guān)產(chǎn)品,在集成電路領(lǐng)域,華大九天在模擬電路設(shè)計全流程 EDA 工具系統(tǒng)是國內(nèi)唯一一家;
概倫電子在器件建模和電路仿真具備國際市場競爭力;
國微集團旗下思爾芯是業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的快速原型驗證及仿真系統(tǒng)的 EDA 工具研發(fā)、銷售及設(shè)計服務(wù)提供商,目前服務(wù)于全球超過 500 家客戶,其中不少為全球知名企業(yè);
廣立微專為半導體業(yè)界提供芯片成品率提升和電性測試方案,向客戶提供基于測試芯片的軟、硬件系統(tǒng)產(chǎn)品以及整體解決方案。
5、EDA 公司商業(yè)模式以 EDA 定期授權(quán)與 IP 授權(quán)為主,周期波動小
EDA 定期授權(quán)費:EDA 廠商與客戶簽署期間授權(quán)合同,一般合約期為 3 年;該收費模式有利于平滑行業(yè)內(nèi)各廠商的營收情況,減輕下游行業(yè)波動影響。EDA 軟件通常會因半導體制程的發(fā)展、設(shè)計工藝的升級而做出相應(yīng)的軟件更新,每次更新后,下游 IC 設(shè)計廠商都需要對新版本進行重新購買以獲得權(quán)限。
IP 業(yè)務(wù)授權(quán)費:主要包括授權(quán)金與版稅兩個部分。
授權(quán)金一般在 IP 授權(quán)確定時預先支付,版稅在使用 IP 的芯片設(shè)計公司項目量產(chǎn)時收取,一般按照加工晶圓價格的一定百分比收取(一般不超過 3%的晶圓價格)。
以 Synopsys 和 Cadence 為例,2020 年 Synopsys 的 EDA 業(yè)務(wù)占比 57%,IP 授權(quán)業(yè)務(wù)占比 33%;Cadence 的 EDA 軟件業(yè)務(wù)營收占比 76%,IP 授權(quán)業(yè)務(wù)占比 14%。
二、華大九天:國產(chǎn) EDA 龍頭,產(chǎn)品線相對齊全
1、公司技術(shù)積累深厚,持續(xù)高額研發(fā)投入
華大九天作為國產(chǎn) EDA 的龍頭,是國內(nèi)綜合實力最強和規(guī)模最大的 EDA 供應(yīng)商。公司成立于 2009 年,一直聚焦于 EDA 工具的研發(fā)。
公司初始團隊部分成員曾參與中國第一款具有自主知識產(chǎn)權(quán)的全流程 EDA 系統(tǒng)——“熊貓 ICCAD 系統(tǒng)”的研發(fā)工作,包括公司創(chuàng)始人劉偉平博士。
從 2009 年公司發(fā)布第一代時序功耗優(yōu)化工具開始,公司陸續(xù)發(fā)布一站式版圖集成與分析工具、模擬電路設(shè)計全流程 EDA 工具系統(tǒng)、平板顯示電路設(shè)計全流程 EDA 工具系統(tǒng)、高性能并行電路仿真工具等,2018 年公司推出晶圓制造工程服務(wù)業(yè)務(wù)并發(fā)布異構(gòu)仿真系統(tǒng);2020 年公司發(fā)布新一代模擬電路設(shè)計全流程 EDA 工具系統(tǒng)和工藝模型提取工具。
通過不斷積累與增強自身研發(fā)技術(shù)實力,公司已成為目前國內(nèi)規(guī)模最大、產(chǎn)品線最完整、綜合技術(shù)實力最強的 EDA 工具提供商。
公司技術(shù)積累深厚,持續(xù)高比例研發(fā)投入。
截至 2021 年底,公司擁有已授權(quán)專利 150 項和已登記軟件著作權(quán) 67 項,2019-2021 年研發(fā)費用為 1.35/1.83/3.05 億元,占營收比例為 52.50%/44.22%/52.57%。截至 2021 年末,公司員工總數(shù) 660 人,其中博士及以上學位人數(shù)為 51 人,碩士學位人數(shù)為 351 人,碩士及以上學歷員工占比超 60%。公司研發(fā)與技術(shù)人員數(shù)量達 494 人,占公司總?cè)藬?shù)比例達 75%。
核心管理人員深耕集成電路行業(yè),研發(fā)管理經(jīng)驗豐富。
1)劉偉平為公司創(chuàng)始人,任華大九天董事長,先后于復旦大學和清華大學獲得半導體物理與半導體器件碩士和計算機博士學位,具有半導體和軟件雙重專業(yè)背景,曾任北京集成電路設(shè)計中心和北京中電華大電子設(shè)計有限責任公司高管,負責研發(fā)和公司管理。
2)楊曉東任華大九天總經(jīng)理,同樣具有清華大學微電子學士和美國加利福尼亞大學圣地亞哥分校電子與計算機工程專業(yè)博士的復合學科背景,曾任美國升陽微系統(tǒng)工程師和新思技工程師,以及北京華天中匯科技有限公司研發(fā)部副總經(jīng)理,具有行業(yè)巨頭的研發(fā)工作經(jīng)驗。
2、EDA 產(chǎn)品線比較齊全,覆蓋國內(nèi)一線客戶
公司的產(chǎn)品線較為齊全,部分技術(shù)已經(jīng)達到行業(yè)領(lǐng)先水平。
公司目前具備了模擬電路設(shè)計全流程 EDA 工具系統(tǒng)、數(shù)字電路設(shè)計 EDA 工具、平板顯示電路設(shè)計全流程 EDA 工具系統(tǒng)以及晶圓制造 EDA 工具的核心技術(shù),且實現(xiàn)了相關(guān)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。其中模擬電路設(shè)計全流程 EDA 工具系統(tǒng)和 數(shù)字電路設(shè)計 EDA 工具的收入增長主要來源于 IC 設(shè)計公司。
晶圓制造 EDA 工具的增長主要來源于以中芯國際為代表的晶圓制造公司的收入上升。全流程 EDA 工具系統(tǒng)及晶圓制造 EDA 工具的銷售額在 2018 到 2021 年都有明顯上升。
1)EDA 軟件銷售:
公司2018-2021年 EDA 軟件銷售收入占營收比重 92.93%、84.67%、84.96%、85.61%,復合增長率達 54%。
EDA 軟件銷售收 入包括全流程 EDA 系統(tǒng)、數(shù)字電路設(shè)計 EDA 工具、晶圓制造 EDA 工具, 2021年占 EDA 銷售收入的比例分別 72.36%、17.96%、9.68%。
2)技術(shù)開發(fā)服務(wù):
基于在集成電路領(lǐng)域多年積累的經(jīng)驗和能力,以及建立的自動化設(shè)計服務(wù)流程,為集成電路設(shè)計和制造客戶提供技術(shù)開發(fā)服務(wù),2018-2021年技術(shù)開發(fā)服務(wù)收入占營收比重分別為 7.07%、15.33%、15.04%、14.39%。
覆蓋國內(nèi)外一線客戶,下游客戶主要包括集成電路設(shè)計企業(yè)、晶圓制造企業(yè)、平板廠商等。目前公司服務(wù)全球 400 多家客戶,與國內(nèi)外主要集成電路設(shè)計企業(yè)、晶圓制造企業(yè)、平板廠商建立了良好的業(yè)務(wù)合作關(guān)系,并通過持續(xù)的技術(shù)優(yōu)化和產(chǎn)品迭代穩(wěn)定與深化客戶合作。
從過去三年的情況來看,華大九天對于頭部大客戶的收入依存度相對較高,K1、上海華虹集團等國內(nèi)一線 IC 設(shè)計與制造企業(yè)也是常年居于公司前五大客戶之列,公司產(chǎn)品在國內(nèi)市場的競爭力較強。
3、公司模擬電路和平板顯示 EDA 工具實現(xiàn)全流程覆蓋
1)模擬電路設(shè)計全流程 EDA 工具系統(tǒng):
公司提供的模擬電路設(shè)計 EDA 工具系統(tǒng)包括原理圖編輯工具、版圖編輯工具、電路仿真工具、物理驗證工具、寄生參數(shù)提取工具和可靠性分析工具等。公司在目前已經(jīng)擁有的模擬電路設(shè)計全流程 EDA 工具系統(tǒng)中,電路仿真工具支持最先進的 5nm 量產(chǎn)工藝制程,達到國際領(lǐng)先水平;其他模擬電路設(shè)計 EDA 工具支持 28nm 工藝制程。
2)平板顯示設(shè)計全流程 EDA 工具系統(tǒng)
平板顯示電路設(shè)計與模擬電路的設(shè)計理念、設(shè)計過程和設(shè)計原則有一定的相似性。公司在已有模擬電路設(shè)計工具的基礎(chǔ)上,結(jié)合平板顯示電路設(shè)計的特點,開發(fā)了全球領(lǐng)先的平板顯示電路設(shè)計全流程 EDA 工具系統(tǒng)。
該 EDA 工具系統(tǒng)將平板顯示電路中各點工具集成在統(tǒng)一的設(shè)計平臺中,為設(shè)計師提供了一套從原理圖到版圖,從設(shè)計到驗證的一站式解決方案,為提高平板顯示電路設(shè)計效率,保證設(shè)計質(zhì)量提供了有力的工具支撐。
全流程設(shè)計 EDA 工具有助于提升公司的市場競爭力。
對于用戶而言,相比組合使用多家 EDA 廠商的點工具,采用同平臺的全流程產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)更好的數(shù)據(jù)兼容性、精度一致性,并且能夠顯著降低使用成本、提升使用效率。
因此能夠提供全流程 EDA 工具的廠商對客戶吸引力更大,具有更強的市場競爭優(yōu)勢。
此外設(shè)計全流程工具促進國內(nèi)生態(tài)鏈的建設(shè)和技術(shù)進步,實現(xiàn)對國外產(chǎn)品的全面替代,有利于促進國內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)自主生態(tài)鏈的建設(shè)。
基于公司的全流程 EDA 工具系統(tǒng),可以針對新材料、新工藝、新技術(shù)等供全系統(tǒng)定制化服務(wù),促進集成電路產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進步。
4、數(shù)字、制造領(lǐng)域依托單品優(yōu)勢逐點突破,是公司未來發(fā)力方向
1)數(shù)字電路設(shè)計 EDA 工具系統(tǒng):
公司數(shù)字電路設(shè)計 EDA 工具的部分點工具已實現(xiàn)突破并且達到行業(yè)領(lǐng)先水平,在國產(chǎn) EDA 企業(yè)中市場份額第一,覆蓋全流程中近 60%的環(huán)節(jié),已被超 200 家全球領(lǐng)先的設(shè)計公司采用并列入公司標準設(shè)計流程。
單元庫特征化提取工具提供了一套自動提取標準單元庫時序和功耗特征化模型的解決方案,用于數(shù)字電路設(shè)計的時序和功耗分析。
單元庫/IP 質(zhì)量驗證工具,提供了全面的單元庫/IP 質(zhì)量分析驗證方案,為高質(zhì)量的完成設(shè)計并達成設(shè)計指標提供了重要保障。
時鐘質(zhì)量檢視與分析工具提供了一站式時鐘分析和質(zhì)量檢查解決方案,可以減少時鐘樹綜合前后端的迭代,提升時鐘設(shè)計的效率。
高精度時序仿真分析工具提供了面向先進工藝和低電壓設(shè)計的高精度時序仿真分析方案,有效地解決了先進工藝和低電壓設(shè)計靜態(tài)時序分析方法無法準確評估時序和設(shè)計可靠性的難題。
時序功耗優(yōu)化工具針對先進工藝、大規(guī)模設(shè)計和多工作場景的時序收斂難題,提供了一站式時序功耗優(yōu)化解決方案,包括建立時間、保持時間、瞬變時間和漏電功耗優(yōu)化等。
版圖集成與分析工具提供了高效的一站式版圖集成與分析解決方案,包括海量版圖快速讀取與查看、快速版圖集成功能、批量版圖數(shù)據(jù)處理功能、并行線網(wǎng)追蹤功能、點到點電阻分析功能等,為高效地分析和處理超大規(guī)模版圖數(shù)據(jù)提供了有力支撐。
公司單元庫/IP 質(zhì)量驗證工具、高精度時序仿真分析工具、時序功耗優(yōu)化工具、版圖集成與分析工具和時鐘質(zhì)量檢視與分析工具均可支持目前國際最先進的 5nm 量產(chǎn)工藝制程,處于國際領(lǐng)先水平;單元庫特征化提取工具開發(fā)完成時間較短,目前可支持 40nm 量產(chǎn)工藝制程,與同類國際領(lǐng)先工具仍存在一定差距。
2)晶圓制造 EDA 工具和技術(shù)服務(wù)
公司針對晶圓制造廠的工藝開發(fā)和 IP 設(shè)計需求,提供了相關(guān)的晶圓制造 EDA 工具,包括器件模型提取工具、存儲器編譯器開發(fā)工具、單元庫特征化提取工具、單元庫/IP 質(zhì)量驗證工具、版圖集成與分析工具以及模擬電路設(shè)計全流程 EDA 工具等,為晶圓制造廠提供了重要的技術(shù)支撐。
公司基于在集成電路領(lǐng)域多年的技術(shù)積累,建立了完善的自動化設(shè)計服務(wù)流程,為集成電路設(shè)計和制造客戶提供技術(shù)開發(fā)服務(wù)。服務(wù)內(nèi)容主要包括晶圓制造工程服務(wù),主要涉及測試芯片設(shè)計、半導體器件測試分析、器件模型提取、單元庫設(shè)計及存儲器編譯器開發(fā)服務(wù)等。目前公司已成為國內(nèi)該領(lǐng)域領(lǐng)先的服務(wù)提供商,為多個制造和設(shè)計企業(yè)提供了相關(guān)服務(wù)。
5、公司營收業(yè)績保持相對較高增速,存在較強的季節(jié)性波動
公司營收與利潤高速增長。2018-21年實現(xiàn)營收 1.51/2.57/4.15/5.79 億元,同比增長70.2%/61.5%/39.5%,主要由于國內(nèi) EDA 行業(yè)的持續(xù)增長和市場份額的不斷提升帶動了公司收入的持續(xù)增長。2018-2021年實現(xiàn)歸母凈利潤 0.49/0.57/1.04/1.39 億元,同比增長16.3%/82.5%/33.7%。
公司綜合毛利率近 90%保持較高水平。
公司在 2018-2021 年綜合毛利率分別為 91.41%、87.68%、87.33%、89.36%,主營業(yè)務(wù)收入結(jié)構(gòu)存在變化以及技術(shù)開發(fā)服務(wù)業(yè)務(wù)毛利率自身存在一定波動。由于 EDA 軟件為標準化產(chǎn)品,不針對特定客戶,相應(yīng)開發(fā)成本全部計入期間研發(fā)費用,因此毛利率保持 100%。技術(shù)開發(fā)服務(wù)以定制化服務(wù)為主,需要投入的人工成本和委外費用較大,毛利相對較低,公司 2018-2021年技術(shù)開發(fā)服務(wù)毛利率分別為 34.25%、25.96%、24.74%、34.62%。
研發(fā)費率保持在 50% 左右,管理和銷售費率保持下降趨勢。
公司銷售費用從2018年 2480 萬元增長至 2021 年 8937 萬元,大多數(shù)主要客戶均與公司具有較長的合作歷史,客戶粘性較大,服務(wù)的邊際成本逐漸下降,因此公司銷售費率從2018 年的16.45%降至2021年的15.43%;
管理費用 從 2018 年 3733 萬元增長至 2021 年 8016 萬元,公司管理活動的規(guī)模效應(yīng)開始凸顯,近年來管理費用率持續(xù)下降,從 2018 年的 24.76%下降至 13.84%;
研發(fā)費用從 2018 年 7510 萬元增長至 2021 年 3.05 億元,2018-2021 年研發(fā)費率為 49.81%、52.50%、44.22%、52.57%,公司保持對研發(fā)的高投入,且研發(fā)費用均在發(fā)生當期進行費用化處理。
歸母凈利潤受非經(jīng)常損益影響較大,扣非后凈利潤水平不高。
2019-2021 年,公司歸母非經(jīng)常性損益金額分別為 4446.37 萬元、6,342.88 萬元、 8,606.80 萬元,主要為各類政府補助。集成電路產(chǎn)業(yè)是信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的核 心,近年來國家陸續(xù)出臺了大批鼓勵性、支持性法規(guī)和政策,為集成電路 產(chǎn)業(yè)及 EDA 行業(yè)的升級和發(fā)展營造了良好的政策和制度環(huán)境。
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。
2020年,《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。
2021年,《“十四五”軟件和信息技術(shù)服務(wù)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》提出建立 EDA 開發(fā)商、芯片設(shè)計企業(yè)、代工廠商等上下游企業(yè)聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)機制,突破關(guān)鍵技術(shù)的目標。隨著國家對集成電路產(chǎn)業(yè)及 EDA 行業(yè)重視程度的不斷加強以及公司研發(fā)的不斷深入,預計公司獲得的各項政府補助存在穩(wěn)定性與可持續(xù)性。
公司EDA軟件銷售價格主要根據(jù)軟件授權(quán)期限長短、軟件模塊類別和數(shù)量、購買軟件套數(shù)、產(chǎn)品市場競爭力、客戶性質(zhì)與合作關(guān)系等因素與客戶協(xié)商確定:
①授權(quán)期限與收取的授權(quán)費用正相關(guān),即授權(quán)期限越長,整體授權(quán)費用越高,但標準授權(quán)單價越低;
②公司開發(fā)的同一工具軟件項下,通常有若干可選擇模塊,不同客戶根據(jù)自身業(yè)務(wù)需求選擇需要購買的模塊,最終軟件銷售價格等于客戶選購的各模塊價格的總和;
③客戶往往需要在同一合同項下購買多套軟件,即需要購買多個 license 用于在不同的機器上 使用,公司會參考客戶一次性購買的軟件套數(shù)給予一定程度優(yōu)惠。
此外,公司亦會考慮公司產(chǎn)品與市場競品相比的市場競爭力、與客戶的合作歷史、客戶性質(zhì)(如商業(yè)客戶、科研院所、高校等)等,協(xié)商確定銷售價格。
公司的營業(yè)收入和銷售合同簽署存在較為明顯的季節(jié)性特征,客戶根據(jù)自身采購習慣,往往偏向在第四季度集中采購,因此營業(yè)收入也存在一定的季節(jié)性。
三、募投項目全面提升產(chǎn)品競爭力,助力公司邁上新臺階
公司本次發(fā)行約 1.09 億股新股,占發(fā)行后總股本的總股本 20%。
公司募集資金的投資項目計劃全部用于 EDA 領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)的升級與開發(fā),具體內(nèi)容主要包括:對現(xiàn)有 EDA 工具的功能、性能、容量及易用性等進行升級改造,提升工具的技術(shù)水平和應(yīng)用水平;開發(fā)新產(chǎn)品和新技術(shù),填補國內(nèi) EDA 核心工具領(lǐng)域的空白,解決 EDA 工具核心技術(shù)受制于人的問題;招募 EDA 領(lǐng)域?qū)I(yè)人才,完善研發(fā)隊伍建設(shè),提升公司技術(shù)創(chuàng)新軟實力等。
1)電路仿真及數(shù)字分析優(yōu)化 EDA 工具升級項目
公司擬投資 50,738 萬元用于電路仿真及數(shù)字分析優(yōu)化 EDA 工具的升級。電路仿真及數(shù)字分析優(yōu)化 EDA 工具是公司的重要技術(shù)產(chǎn)品,投入資金提升 工具的技術(shù)水平和競爭力,將能夠提升公司未來的收入水平和盈利水平。項目希望通過增加場地、購置相關(guān)的軟硬件并擴充研發(fā)團隊。提升與優(yōu)化 電路仿真工具、單元庫特征化提取工具、單元庫/IP質(zhì)量驗證工具、高精 度時序仿真分析工具、時序功耗優(yōu)化工具和版圖集成與分析工具等產(chǎn)品。
2)模擬設(shè)計及驗證 EDA 工具升級項目
公司計劃投資總額 29,365 萬元對模擬設(shè)計及驗證 EDA 工具進行全面升級。公司擬在目前模擬電路設(shè)計和驗證技術(shù)的基礎(chǔ)上,對模擬電路設(shè)計及驗證產(chǎn)品和技術(shù)進行重點的優(yōu)化和升級,增加產(chǎn)品功能覆蓋更多的設(shè)計場景和使用需求,并對工具現(xiàn)有的功能、性能、容量、易用性等進行進一步的升級與改造。
3)面向特定類型芯片設(shè)計的 EDA 工具開發(fā)項目
公司計劃投入 43,304 萬元,對面向儲存器、射頻和光電等特定設(shè)計類型的 EDA 開發(fā)項目進行升級改造。公司將購置研發(fā)設(shè)備、對研發(fā)的環(huán)境進行改善,并擴充研發(fā)團隊。計劃面向存儲器芯片設(shè)計、射頻芯片設(shè)計及光電芯片設(shè)計領(lǐng)域的 EDA 全流程工具開發(fā)。該項目的實施能夠填補國產(chǎn) EDA 工 具在存儲器、射頻和光電全流程設(shè)計領(lǐng)域的空白,促進國產(chǎn) EDA 對國外產(chǎn)品的壟斷。
4)數(shù)字設(shè)計綜合及驗證 EDA 工具開發(fā)項目
公司擬投資 56,702 萬元進行數(shù)字電路設(shè)計綜合及驗證工具的技術(shù)研發(fā)。該項目計劃進行面向數(shù)字芯片設(shè)計的綜合和驗證類核心主流程工具開發(fā),研發(fā)一套面向數(shù)字電路設(shè)計的綜合和驗證解決方案。該項目重點對面向數(shù)字電路設(shè)計的邏輯綜合、邏輯仿真、靜態(tài)時序分析和物理驗證等工具進行開發(fā)。項目的實施預計有效緩解我國數(shù)字電路設(shè)計 EDA 工具受制于人的局面,滿足下游廠商對國產(chǎn)數(shù)字 EDA 工具的需求,提升公司在該領(lǐng)域的產(chǎn)品競爭 力。
四、盈利預測與估值
1、盈利預測:公司2022-2024年實現(xiàn)營收 7.7/10.2/13.5 億元
1)全流程 EDA 工具系統(tǒng):
模擬電路系列已完整支持傳統(tǒng)工藝設(shè)計,被全球約 300 家設(shè)計企業(yè)采用,其中電路仿真器點工具全球領(lǐng)先,短期有望以優(yōu)勢產(chǎn)品帶動全流程,銷售快速起量。模擬電路下游眾多,行業(yè)增長相對平穩(wěn),隨著模擬芯片和系統(tǒng)級芯片需求不斷增長,公司模擬電路設(shè)計全流程 EDA 工具系統(tǒng)需求亦將隨之增長,銷售收入有望進一步提升。
平板顯示電路系列產(chǎn)品全球領(lǐng)先,該產(chǎn)品系列不斷升級,保持穩(wěn)步增長。公司也在射頻、存儲、光電設(shè)計等領(lǐng)域布局,支撐長期的發(fā)展。我們預計模擬電路系列 EDA 產(chǎn)品收入快速增長,平板顯示電路全流程系列 EDA 產(chǎn)品收入穩(wěn)定增長。2022-2024年收入增速為 35%/32%/30%
2)數(shù)字電路設(shè)計 EDA 工具逐點突破:
公司數(shù)字電路設(shè)計 EDA 工具中時序優(yōu)化和版圖處理工具具備優(yōu)勢。目前公司一方面不斷在優(yōu)勢產(chǎn)品中往先進制程拓展,另一方面正在研發(fā)邏輯仿真、邏輯綜合、STA 等工具,有望逐點突破,實現(xiàn)數(shù)字電路 EDA 工具鏈的產(chǎn)品全覆蓋。隨著產(chǎn)品開始逐步突破,同時大客戶不斷支持,幫助打磨,我們預計數(shù)字電路設(shè)計 EDA 工具收入不斷加速提升,2022-2024 年收入增速為 20%/30%/40%。
3)晶圓制造工具加速滲透:
晶圓制造 EDA 領(lǐng)域,公司版圖及掩膜版數(shù)據(jù)處理軟件性能優(yōu)越,目前公司一方面完善對先進工藝的支撐,另一方 面正不斷研發(fā)以 DFM、良率分析以及 Mask data 處理為代表的一系列工具產(chǎn)品。
目前該業(yè)務(wù)公司營收基數(shù)小,隨著公司持續(xù)推廣新產(chǎn)品,我們預計 晶圓制造 EDA 工具收入高速增長,2022-2024 年收入增速為 50%/45%/40%。 由于此類業(yè)務(wù)為純軟件產(chǎn)品,不包含定制化和實施等服務(wù),因此無成 本, 2022-2024 年 EDA 軟件銷售毛利率穩(wěn)定在 100%。
技術(shù)開發(fā)服務(wù):主要承接 Fabless 和 Foundry 的技術(shù)開發(fā)服務(wù),隨 EDA 產(chǎn)品銷售規(guī)模而增長。我們預計技術(shù)開發(fā)服務(wù) 2022 年受到一定疫情擾動增速有所放緩,2023 年有望隨 EDA 產(chǎn)品銷售收入同步快速增長,2022- 2024年收入增速為 25%/30%/30%。
公司的技術(shù)開發(fā)服務(wù)業(yè)務(wù)通常采用定制 化服務(wù)模式,需要投入的人工成本和委外費用較大,預計公司未來該業(yè)務(wù) 毛利率相對穩(wěn)定保持在35%。
綜上,預計公司 2022-2024 年營業(yè)收入為 7.7/10.2/13.5 億元,同比 增速為 32%/33%/32% ,綜合毛利率為 90%/90%/90% 。
我們預計公司的研發(fā)費用率保持高位,銷售費用率、管理費用率均有 所下降。公司作為國內(nèi) EDA 行業(yè)龍頭企業(yè),客戶粘性高,服務(wù)成本相對較 低。預計未來 3 年公司銷售費用增速低于收入增速呈下降趨勢,預計 2022-2024 銷售費率為 15%/14.5%/14%。
隨著收入提升,管理活動的規(guī)模 效應(yīng)開始凸顯,我們預計公司未來 3 年管理費率小幅下降,預計 2022- 2024 管理費率分別為 13%/12.5%/12%。因為 EDA 行業(yè)為典型的技術(shù)驅(qū)動 型行業(yè),公司研發(fā)費用的投入是實現(xiàn)收入持續(xù)增長的關(guān)鍵,預計研發(fā)費率 未來保持較高水平,預計 2022-2024 年研發(fā)費用率分別為 55%/54%/53%。 綜上,我們預計 2022-2024 年公司歸母凈利潤為 1.8/2.3/2.8 億元, 同比增長 32%、25%、22%。
2、估值定價:合理市值 276 億元
結(jié)合華大九天的主營業(yè)務(wù)方向,由于概倫電子與華大九天同為半導體 EDA 軟件供應(yīng)商,中望軟件為計算機輔助設(shè)計龍頭供應(yīng)商,兩者與華大九 天主營業(yè)務(wù)最為相近,我們選取概倫電子、中望軟件、北方華創(chuàng)作為華大 九天的可比公司,概倫電子為上市 EDA 廠商,中望軟件為 CAD 廠商;北方 華創(chuàng)雖業(yè)務(wù)與公司不同,但同樣受益于半導體細分行業(yè)的國產(chǎn)化替代的邏 輯。
以 2022 年 7 月 25 日的收盤價計算,概倫電子、中望軟件、北方華 創(chuàng)對應(yīng) 2022-2024 年的 PE 均值分別為 140/104/79 倍。
我們預計公司2022-2024年 EPS 分別為 0.34/0.43/0.52 元/股,以發(fā)行價 32.69 元/股測算,我們預計公司2022-2024年 PE 分別為 96/77/63倍,低于可比公司平均值。給予公司2022年 150 倍 PE,合理市值為 276 億元。
五、風險提示
(1)研發(fā)進展、產(chǎn)品迭代速度不及預期的風險。
公司目前僅有部分技術(shù)達到了 5nm,數(shù)字電路設(shè)計 EDA 工具尚未實現(xiàn)全流程的覆蓋。后續(xù)新產(chǎn)品研發(fā)及升級期間如不及預期,會失去一定市場份額。同時公司并購或技術(shù)引進后,如果磨合和二次開發(fā)等情況不及預期,可能會對公司技術(shù)升級和運營成本造成一定不良影響。
(2)技術(shù)人員流失或不足的風險。
EDA 行業(yè)對于專業(yè)人才尤其是研發(fā)人員的依賴程度較高。隨著市場需求的不斷增長和行業(yè)競爭的日益激烈,各公司對專業(yè)技術(shù)人才的競爭不斷加劇,若公司不能提供更好的發(fā)展平臺、更具市場競爭力的薪酬待遇及良好的研發(fā)條件,可能面臨技術(shù)人員流失的風險;同時,隨著 公司募集資金投資項目的實施,公司資產(chǎn)和經(jīng)營規(guī)模將迅速擴張,對于專業(yè)技術(shù)人才的需求也將有所提升,公司可能面臨技術(shù)人才不足的風險。
(3)國際貿(mào)易摩擦風險。
2019-2021年公司來自境外的收入比例分別為3.88%、7.05%和7.07%,呈增長趨勢。若未來與中國相關(guān)的國際貿(mào)易摩擦持續(xù)發(fā)生,公司本身也存在被其他國家施加業(yè)務(wù)限制的風險。如果進一步限制整個半導體游設(shè)備、材料、EDA等環(huán)節(jié),同樣也會導致產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展停滯,公司交易成本增加、上游供給受阻或下游需求受限,對公司生產(chǎn)經(jīng)營和業(yè)務(wù)發(fā)展帶來不利影響。
(4)稅收優(yōu)惠及政府補助占利潤比例較高。
2019-2021年公司享受的稅收優(yōu)惠金額合計分別為4889/7141/8819萬元,占當期利潤總額的比例分別為85.53%/68.96%/63.30%。2019-2021年公司計入其他收益的政府補助分別為5430/7041/10793萬元,占當期利潤總額的比例分別為95%/68%/77.5%,占比較高。如果未來政府對公司所處行業(yè)的支持力度減弱,公司取得的政府補助金額將可能下降。
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