计算机行业研究周报：芯片之母EDA走向国产化

芯片之母EDA走向国产化 ——计算机行业研究周报 行业研 究 行业研究周 报 申港证券股份有限公司证券研究报 告 投资摘要：芯片之母EDA走向国产化，预计2025年市场规模突破200亿元。 EDA（ElectronicDesignAutomation）即电子设计自动化，是集成电路产业（IC）的源头，被称为芯片之母。半导体是一个更宽广的范围，而芯片和集成电路在概念上一般不做区分。EDA指的是用于辅助完成超大规模集成电路芯片设计、制造、封装、测试整个流程的计算机软件。它在集成电路（半 导体IC）产业链中处于上游的位置，控制着整个中游的芯片设计与生产，起 到了关键性的决定作用。 商业模式：EDA的商业模式是定期进行软件更新和再授权。EDA工具厂商的下游客户是芯片设计厂，其商业模式为根据定期授权提供EDA工具与开发支持等服务。 政策扶持：2021年12月，中共中央政治局召开会议，分析研究2021年经济工作。会议指出强化国家战略科技力量、增强产业链供应链自主可控能力。 统筹推进补齐短板和锻造长板，针对产业薄弱环节，实施好关键核心技术攻关工程，尽快解决一批“卡脖子”问题，在产业优势领域精耕细作，搞出更多独门绝技。EDA就是被“卡脖子”的一环，国家也制定了相应政策来扶持，鼓励EDA国产化的发展。 美国EDA出口限制禁令为中国国产EDA创造市场空间：8月12日，美国商务部工业和安全局（BIS）发布了临时最终规则。该禁令对具有GAAFET （环绕栅极场效应晶体管）结构的集成电路所必需的EDA/ECAD软件。国内 EDA市场被国际三巨头占据，面对禁令三巨头将退出市场，在一定程度上为国产EDA的发展提供空间。 市场规模 随着EDA国产化的深度发展，预测2025年市场规模将达到200亿。 市场回顾： 本周计算机板块表现较为弱势。计算机板块涨幅为-3.82%，涨跌幅在申万一级行业中排28/31。 本周计算机行业市值前十大公司涨跌幅表现不佳，差异较大。本周计算机市 值前十大股票涨幅表现不佳，其中汽车电子与车联网相关的股票表现较好。 本周计算机板块涨幅前十大股票主要集中在智慧平台和汽车电子行业。本周计算机板块涨幅前十大公司集中在智慧城市、车联网、车电子、云服务等领域。 建议关注： 随着半导体EDA国产化的发展，我们认为EDA标的会持续收益，建议关注： 华大九天 概伦电子 风险提示：半导体EDA政策推进力度不及预期、技术成熟度不及预期、系统建设成本超预期、应用场景不及预期。 评级增持（维持） 2022年09月25日 曹旭特分析师 SAC执业证书编号：S1660519040001 时炯研究助理 SAC执业证书编号：S1660121120030 行业基本资料 股票家数311 行业平均市盈率41.0 市场平均市盈率11.3 8% 6% 3% 0% -3% -6% -8% -11% -14% -17% -20% -22% -25% -28% -31% -34% 计算机 沪深300 行业表现走势图 2021-08 2021-08 2021-09 2021-09 2021-10 2021-10 2021-11 2021-11 2021-12 2021-12 2022-01 2022-01 2022-02 2022-02 2022-03 2022-03 2022-04 2022-04 2022-05 2022-05 2022-06 2022-06 2022-07 2022-07 2022-08 2022-08 2022-09 2022-09 资料来源：wind申港证券研究所 相关报告 1、《计算机行业研究周报：每周一谈： 继续看好工业软件板块》2022-09-19 2、《计算机行业研究周报：华大九天及广立微上市引领EDA软件国产替代风潮》2022-08-08 3、《计算机行业研究周报：AI+安防行业发展新动力》2022-07-18 行业研 究 行业研究周 报 申港证券股份有限公司证券研究报 告 内容目录 1.芯片之母EDA国产化未来大有可为3 1.1半导体EDA是集成电路之源3 1.2EDA的发展历程4 1.3EDA的商业模式：以定期授权为核心4 1.4国产EDA发展前景广阔迎来大好机遇4 1.5政策驱动EDA国产化发展6 1.6国内EDA市场规模预计2025年突破200亿6 1.7建议关注7 2.板块回顾8 3.行业动态9 3.1行业新闻9 3.2公司新闻9 4.风险提示9 图表目录 图1：集成电路（半导体IC）产业链3 图2：EDA支撑数十万亿美元市场3 图3：EDA工具的商业模式4 图4：EDA企业图谱5 图5：2020年中国EDA工具竞争格局5 图6：先进芯片制造工艺发展历程：PlanarFET、FinFET、GAAFET5 图7：2017-2021年国内集成电路产业销售额增长情况7 图8：2017-2025e国内EDA市场规模及增速预测7 图9：本周各板块涨跌幅（%）8 表1：EDA发展历程4 表2：EDA相关政策收录6 表3：建议关注标的本周涨跌幅情况7 表4：本周申万计算机行业市值前十大股票涨跌幅8 表5：本周计算机板块涨幅前十名8 1.芯片之母EDA国产化未来大有可为 1.1半导体EDA是集成电路之源 EDA（ElectronicDesignAutomation）即电子设计自动化，是集成电路产业 （IC）的源头，被称为芯片之母。半导体是一个更宽广的范围，而芯片和集成电路在概念上一般不做区分。EDA指的是用于辅助完成超大规模集成电路芯片设计、制造、封装、测试整个流程的计算机软件。它在集成电路（半导体IC）产业链中 处于上游的位置，控制着整个中游的芯片设计与生产，起到了关键性的决定作用。 图1：集成电路（半导体IC）产业链 资料来源：艾瑞咨询申港证券研究所 EDA在集成电路（半导体IC）产业中处于支撑地位，2020年EDA行业的全球市场规模超过70亿元，却支撑着数十万亿规模的数字经济。 图2：EDA支撑数十万亿美元市场 资料来源：华大九天招股书申港证券研究所 EDA行业衔接集成电路设计、制造和封测。EDA行业的上游主要包括硬件设备、操作系统、开发工具及其他辅助性软件等供应商。EDA行业的下游主要包括集成电路设计、制造、封测企业，也包括部分各应用领域的系统厂商或设备制造商。 1.2EDA的发展历程 EDA工具经历了三个发展历程，依次为计算机辅助设计（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。21世纪后，EDA技术迅速发展，效率显著提升，并已贯穿集成电路设计、制造、封测全部环节，保证各阶段及各层次设计过程的准确性。可以说，EDA工具发展加速了集成电路产业的技术革新。 表1：EDA发展历程 发展阶段 时间 特点 计算机辅助设计 （CAD）时代 计算机辅助工程 （CAE）时代 电子设计自动化 （EDA）时代 20世纪70~80 年代 20世纪80年代左右 20世纪90年代以后 二十世纪70~80年代，设计人员依靠手工完成电路图的输入、布局和布线。随着半导体IC集成度提高，IC设计人员尝试将整体设计工程自动化，由全部手工完成转向使用计算机辅助设计（CAD）工具，代替产品设计中布图布线这类重复性较强的劳动。 半导体IC集成度的进一步提高，人们开始对相关软件进行进一步的开发，1980年发表的论文《超大规模集成电路系统导论》提出了通过编程语言来进行集成电路设计的新思想，EDA技术在此时期逐渐发展成半导体集成电路的设计，走向商业化道路。 20世纪90年代以后，EDA工具逐渐出现了高级语言描述、系统级仿真和综合技术等特征，21世纪以后，EDA工具快速发展，并已贯穿集成电路设计、制造、封测全部环节，保证各阶段及各层次设计过程的准确性。可以说，EDA工具发展加速了集成电路产业的技术革新。 资料来源：艾瑞咨询申港证券研究所 1.3EDA的商业模式：以定期授权为核心 EDA的商业模式是定期进行软件更新和再授权。EDA工具厂商的下游客户是芯片设计厂，其商业模式为根据定期授权提供EDA工具与开发支持等服务。由于半导体制程和设计工艺升级，EDA工具厂商会保持与芯片制造厂的紧密联系以确保PDK文件（制程设计套件，可以理解为沟通IC设计公司、代工厂与EDA厂商的桥梁）更新，而EDA软件也会据此做出相应的软件更新。每次更新后下游芯片设 计厂商需对新版本进行重新购买以获得权限。 图3：EDA工具的商业模式 资料来源：艾瑞咨询申港证券研究所 1.4国产EDA发展前景广阔迎来大好机遇 EDA国际主流市场被Cadence、Synopsys、SiemensEDA三大国际巨头占据，中国EDA工具厂商已有所突破，但仍处于初步发展的追赶期。中国在半导体领域 较为薄弱，在EDA领域尤呈劣势。随着国际EDA巨头退出中国市场，留下了巨大的市场空间供国内企业发展。目前国内企业还存在市场占有率不高、软件覆盖范围较窄的问题。 不同梯队的EDA的企业区别主要在于提供全流程领域的完整度。中国企业除华大九天跻身第二梯队外，多位于第三梯队。EDA工具厂商第一梯队为客户提供全流程工具系统，合计规模占比已近八成；第二梯队厂商可为客户提供部分领域的全流程工具或在局部领域具备领先优势；第三梯队厂商仅可提供单点流程工具系统。 图4：EDA企业图谱图5：2020年中国EDA工具竞争格局 资料来源：艾瑞咨询申港证券研究所资料来源：艾瑞咨询申港证券研究所 美国EDA出口限制禁令为中国国产EDA创造市场空间。在国内集成电路产业链上，EDA软件与先进制程光刻机一样，属于“卡脖子”环节。8月12日，美国商务部工业和安全局（BIS）发布了临时最终规则。该禁令对具有GAAFET（环绕栅极场效应晶体管）结构的集成电路所必需的EDA/ECAD软件、以金刚石和氧化镓为代表的超宽禁带半导体材料、包括压力增益燃烧（PGC）在内的四项技术实 施了新的出口管制。 GAAFET结构晶体管是突破极限和芯片性能瓶颈的未来发展方向，被认为是批量生产3nm及以下半导体制程工艺的关键技术。前一代制造工艺FinFET在3nm会遇到极限限制，三星和台积电在5nm和7nm的技术上采取了FinFET,在3nm的技术上三星率先采用GAAFET技术，实现技术架构上的转型。美国对GAAFET的禁令无疑会阻止我国在芯片设计领域的进步，因此国产EDA亟需崛起。 图6：先进芯片制造工艺发展历程：PlanarFET、FinFET、GAAFET 资料来源：全球半导体观察网申港证券研究所 国产EDA龙头企业华大九天在招股书中表示计划在2025年实现集成电路设计所需全流程工具系统的建设，全面实现设计类工具国产化替代。完成晶圆制造EDA核心工具的开发，产品覆盖晶圆制造领域所需EDA工具的一半以上。2030年全面 实现集成电路设计和制造各领域的EDA工具全流程覆盖。 1.5政策驱动EDA国产化发展 2021年12月，中共中央政治局召开会议，分析研究2021年经济工作。会议指出强化国家战略科技力量、增强产业链供应链自主可控能力。统筹推进补齐短板和锻造长板，针对产业薄弱环节，实施好关键核心技术攻关工程，尽快解决一批“卡脖子”问题，在产业优势领域精耕细作，搞出更多独门绝技。EDA就是被“卡脖子”的一环，国家也制定了相应政策来扶持，鼓励EDA国产化的发展。以下为政策收录。 表2：EDA相关政策收录 时间文件名称文件内容 2020年8月 2021年3月 2021年6月 2021年7月 2021年8月 《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》 《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》 《上海市战略性新兴产业和先导产业发展“十四五”规划》 《上海市先进制造业发展“十四五”规划》 《北京市“十四五”时期高精尖产业发展规划》 明确“集成电路产业和软件产业是信息产业的核心，是引领新一轮科技