【中泰证券】EDA系列报告之二：薪火相传，翱翔九天.pdf

2024-04-03

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一、华大九天：EDA 领军企业，持续高速发展

1.1 公司整体概况

北京华大九天科技股份有限公司（简称“华大九天”）成立于 2009 年，一直聚焦于 EDA 工具的开发、销售及相关服务业务，致力于成为全流程、全领域、全球领先的 EDA 提供商。华大九天总部位于北京，在南京、成都、深圳、上海、香港、广州、北京亦庄和西安等地设有全资子公司，在武汉、厦门等地设有分支机构。

华大九天主要产品包括模拟电路设计全流程 EDA 工具系统、存储电路设计全流程 EDA 工具系统、射频电路设计全流程 EDA 工具系统、数字电路设计 EDA 工具、平板显示电路设计全流程 EDA 工具系统、晶圆制造 EDA 工具和先进封装设计 EDA 工具等软件，并围绕相关领域提供技术开发服务。产品和服务主要应用于集成电路设计、制造及封装领域。

股权结构稳定，国资战略股东产业资源加持。公司股权结构较为稳定，且重要战略股东持股比例较高，截至 2023 年三季度末，中国电子有限、中电金投、大基金三大产业股东分别持股公司 21.22%、12.66%、8.88%股权。一方面，国资高比例持股有助于稳定股权结构与经营稳定性；另一方面，国资股东也带来丰厚的产业资源与能力加持，有效赋能公司研发与市场开拓，促进公司业务经营的发展。

高管团队技术底蕴与行业经验深厚，“熊猫”火种持续传承与发扬。公司董事长刘伟平在 EDA 和集成电路设计领域深耕三十余年，读研时即开始参与中国第一款具有自主知识产权的 EDA 工具——“熊猫 ICCAD 系统”的开发工作，技术积累与底蕴十分深厚，目前主要负责指导公司发展战略规划、制定公司产业发展路线。公司总经理杨晓东曾任职于新思科技，目前是公司产品规划总设计师，负责公司产品开发方向及质量的把控。公司其他高管及核心技术人员也均毕业于名校，长期深耕相关行业，行业经验丰富。

1.2 产品体系与经营概况

1.2.1 营收持续快速增长，EDA 软件为主要营收来源

营收持续快速增长，EDA 软件为主要营收来源。受到 EDA 行业国产替代风潮的促进作用，2018 年以来华大九天的营收呈现持续快速增长态势，2018- 2022 年公司营收 CAGR 高达 51.68%。营收结构方面，公司主要产品与服务包括 EDA 软件销售和技术开发服务。目前，EDA 软件销售业务营收占公司营收的主要部分，2018-2022 年营收占比稳定，EDA 软件销售占比维持在 80%以上。2022 年 EDA 软件销售业务营收 6.78 亿元，占总营收 84.90%，技术开发服务营收 8957 万元，占总营收 11.22%。

毛利端，2018-2022 年华大九天的毛利率基本稳定在 90%左右，体现了较高的产品性。分业务来看，以纯软件形式的 EDA 软件销售业务毛利率为 100%，贡献公司的主要毛利；技术开发服务受项目具体情况及人员成本等因素影响，其毛利率于 2020 年跌至 24.8%，但在 2021、2022 年回升至 34.6%、38.3%；硬件、代理软件销售业务营收体量较小，其毛利率也略低于技术开发服务。

1.2.2 人员快速扩充，高研发投入推动技术持续突破

EDA 行业是典型的知识密集型产业，其从业人员需要掌握数学、物理、计算机、芯片设计等多行业交叉的知识，对从业人员的综合素质要求极高。因此，对于优秀人才的争夺，对 EDA 企业的发展有着重要的影响。2018- 2022 年，华大九天借助快速发展的市场机遇，加快人员规模扩充与储备，员工人数从 2018 年底的 255 人迅速增至 2022 年底的 728 人，期间人员复合增速达 30.0%。其中 2022 年底公司研发人员 552 人，占员工总数 76%。高人才投入对应高研发支出力度，2018-2022 年的五年间，公司研发费用率始终高于 40%，特别是 2021、2022 年，公司研发费用率持续上升，分别达到 52.57%、60.98%。高研发支出力度下，是公司加快产品研发布局、全面提升整体竞争力的决心，我们认为公司在未来一段时间内有望保持较高水平的研发费用支出力度，不断在产品技术研发上实现更多突破。

1.2.3 高产品化交付驱动高盈利能力，现金流表现优异

尽管当前公司在扩张突破阶段，期间费用率相对较高，但高产品化交付形态带来的较高毛利率水平仍然保持公司实现一定的盈利。2018-2022 年，华大九天分别实现归母净利润 0.49/0.57/1.04/1.39/1.86 亿元，且 2019-2022 年归母净利率稳定在 20%以上，体现了较强的盈利能力。

现金流表现优异，2021、2022 年收现比均大于 1，净现比大于 2。2018- 2021 年，公司收现比先降后升，总体上升；净现比持续上升，并于 2020 年至今保持在 1 以上。两项数据体现出了公司较高的现金盈利质量。

1.3 股权激励高覆盖，彰显快速发展信心

股权激励彰显高增信心，核心人员高覆盖。2023 年 11 月 6 日，公司发布 2023 年限制性股票激励计划草案，并于 12 月 19 日完成首次授予。根据股权激励草案，本次激励计划拟授予不超过 1086 万股，约占当时公司总股本的 2%，其中首次授予 869 万股，预留 217 万股，首次授予和预留部分的授予价格均为 51.22 元/股。

整体而言，本次股权激励计划对公司未来增速提出了较高指引，这也彰显公司管理团队对公司未来发展前景与发展势头的充分信心。同时，本次股权激励首次授予部分即覆盖公司 408 名公司核心技术人员、核心业务人员和核心管理人员，核心人员的较高覆盖率也有利于更好调动员工积极性，有助于公司实现更好的产品突破与经营发展。

二、EDA：集成电路产业皇冠上的明珠，国产替代星火燎原

2.1 EDA：集成电路产业皇冠上的明珠，海外巨头高度垄断

2.1.1 EDA：集成电路的战略支柱，数字经济的杠杆支点

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、材料学及人工智能等技术。EDA 软件作为集成电路领域的上游基础工具，贯穿于集成电路设计、制造、封测等环节，已基本覆盖了集成电路设计与制造的全流程，具备的功能十分全面，是集成电路产业的战略基础支柱之一。随着集成电路产业的快速发展，设计规模、复杂度、工艺先进性等不断提升，EDA 工具的作用更加突出，已成为提高设计效率、加速产业技术进步与革新的关键因素。

一般来说，一个完整的集成电路设计和制造流程主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。各阶段主要内容及细分环节如下：

工艺平台开发：主要由晶圆厂（包括晶圆代工厂、IDM 制造部门等）主导完成，在其完成半导体器件和制造工艺的设计后，建立半导体器件的模型并通 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。

集成电路设计：主要由集成电路设计企业主导完成，其基于晶圆厂提供的 PDK 或 IP 和标准单元库进行电路设计，并对设计结果进行电路仿真及验证。若仿真及验证结果未达设计指标要求，则需对设计方案进行修改和优化并再次仿真，直至达到指标要求方能进行后续的物理实现环节。物理实现完成后仍需对设计进行再次仿真和验证，最终满足指标要求并交付晶圆厂进行制造。

集成电路制造：主要由晶圆厂根据物理实现后的设计文件完成制造。若制造结果不满足要求，则可能需要返回到工艺开发阶段进行工艺平台的调整和优化，并重新生成器件模型及 PDK 提供给集成电路设计企业进行设计改进。上述三个设计与制造的主要阶段均需要对应的 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。

EDA 在集成电路产业中发挥较强的杠杆效应。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，却支撑着超 4000 亿美元的集成电路产业、数据万亿美元的电子信息产业和数十万亿美元规模的数字经济。在中国这个全球规模最大、增速最快的集成电路市场，EDA 杠杆效应或将更大。

2.1.2 EDA 市场持续稳定增长，国内市场增长提速

全球 EDA 市场规模持续稳定增长，2020 年全球 EDA 市场约百亿美金。尽管 EDA 市场规模相对较小，但受益于先进工艺的技术迭代和众多下游领域需求的强劲驱动力，全球 EDA 市场规模呈现稳定上升趋势。根据 SEMI 统计，2020 年全球 EDA 市场规模为 114.67 亿美元，同比增长 11.62%。 2012-2020 年全球 EDA 市场规模复合增速为 7.28%，呈现较为稳定的持续增长态势。

我国 EDA 行业从 20 世纪 80 年代中后期才真正开始，较全球 EDA 行业的发展晚了十年，且中间经历了较长的停滞阶段，直到 21 世纪初，在国家政策支持下，国内 EDA 产业才陆续展露出新的生机。2015 年至今，国家大力推进半导体与集成电路产业的发展，EDA 行业应势发展，2018、2019 年以来多次国际贸易摩擦、科技封锁事件之下，我国 EDA 行业迎来黄金发展期。

应当说，中国 EDA 行业起步并不算太晚，但由于行业生态环境的发展和支撑相对滞后，技术研发优化和产品验证迭代相对缓慢，目前我国 EDA 整体行业技术水平与国际 EDA 巨头存在很大差距，自给率较低。国产替代东风起，我国 EDA 市场增长提速。近年来，随着国家和市场对国产 EDA 行业的重视程度不断增加，上下游协同显著增强，国内 EDA 企业在产业政策、产业环境、投资支持、行业需求、人才回流等各方面利好影响下逐渐兴起。在国际贸易摩擦影响，特别是 2020 年行业发生的一系列相关事件影响下，业界对我国 EDA 行业自主发展的急迫性和必要性的认知程度显著提高。2020 年中国 EDA 市场规模约 93.1 亿元，同比增长 27.7%，占全球市场份额的 9.4%，2021 年中国 EDA 市场规模进一步增至 103.4 亿元，同比增长 11.06%。

中国作为全球规模最大、增速最快的集成电路市场，国产 EDA 有着巨大的发展空间和市场潜力。随着中国集成电路产业的快速发展，中国的集成电路设计企业数量快速增加，EDA 工具作为集成电路设计的基础工具，也将受益于高度活跃的下游市场，不断扩大市场规模。

2.1.3 EDA 市场集中度高，海外巨头高度垄断

EDA 行业集中度极高，三巨头对市场形成高度垄断。目前全球 EDA 市场处于 Synopsys、Cadence、西门子 EDA 三家厂商垄断的格局，行业高度集中。这三家公司均以其在国际市场上具备行业领导地位的核心 EDA 产品为锚，通过数十年不间断的高研发投入夯实巩固其核心产品的技术领先优势，并通过不断拓展、兼并、收购逐步形成全流程解决方案，最终得到全球领先集成电路企业的充分认可使用，确立行业垄断地位，并已建立起相当完善的行业生态圈,形成了较高的行业壁垒和用户粘性，占据了全球主要的 EDA 市场。根据赛迪顾问，2020 年国际三大 EDA 巨头全球市场占有率超过 77%。

在国内市场，三大 EDA 巨头同样牢牢把控市场的绝大部分份额。根据赛迪智库的数据，2018-2020 年中国 EDA 市场同样以三大国际 EDA 厂商为主， 2018-2020 年三大国际 EDA 巨头在中国的市占率合计分别为 79.7%/79.0%/76.4%。

2.2 自主可控之下政策大力扶持 EDA 产业发展

政策扶持力度持续加大。随着中美贸易对抗、科技封锁等事件不断出现，集成电路产业链的自主可控开始受到更多的关注。对此，国家和地方近年来均不断出台集成电路相关领域的支持政策，从研发生产、人才培养、投融资、税收等方面给予大力的支持。而 EDA 作为集成电路产业的重要一环，无疑也受到了各级政府的重视与支持，如上海市政府在 2021 年 6、7 两月分别出台《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》，其中均包含对 EDA 产业发展的支持、鼓励、引导相关表述。

三、未来的华大九天，我们可以期待什么

3.1 从点工具到全流程，形成全面竞争优势

3.1.1 全流程工具的重要性

对于 EDA 客户而言，全流程意味着使用体验 1+1>2。EDA 的重要性无需多言，但集成电路产业的环节之复杂、流程之漫长，意味着 EDA 也是一套软件工具集；且繁杂的生产流程也意味着各环节之间存在一定的专业性壁垒，因此我们看到 EDA 行业里存在一定数量的中小软件企业，他们凭借凭对个别工序的深刻理解，开发出使用效果较好的单点工具。但对客户而言，多家点工具的组合使用可能会造成各流程环节之间衔接不畅，不同工具迭代更新的不同步也可能造成流程前后不兼容的问题，而且设计生产过程中不断打开关闭不同的软件，也会造成不好的使用体验。因此，对于讲求效率与精度的集成电路下游客户而言，全流程工具可为其提供更好的便利性、一致性，从而进一步提升设计效率，其效果相当于 1+1>2。对于 EDA 公司而言，全流程工具是 EDA 公司综合竞争力的直接体现。单一的点工具产品或许可以对某一环节起到极好的优化效果，但将多个单一点工具融合成为支持芯片全生命周期的设计平台，其从全局上对芯片设计、制造全流程统一优化，得到更优的设计结果，这背后是 EDA 公司对整体芯片与集成电路设计生产全流程的更深刻的理解与掌控能力。以 Synopsys 的全流程平台 Fusion Design Platform 为例， Fusion Design Platform 将业界领先的测试、验证、综合、布局布线以及签核等产品，融合到统一的数据模型和通用的优化基础架构中，“创造出比各部分之和更伟大的东西”，该平台实现了从全系统架构探索到现场优化、可跨越从设计开始的完整的芯片生命周期，从而让设计人员投入更多精力于真正的创新探索。

3.1.2 华大九天坚定全流程布局发展，多个领域与环节取得重要突破

华大九天坚定全流程布局方向，多个流程持续取得突破。公司在业务规划上始终致力于实现 EDA 全流程、全细分领域的覆盖，上市之时即已在多个领域内实现了全流程产品覆盖布局。在 2023 年上半年，公司又新推出了存储电路设计、化合物射频电路设计两大全流程 EDA 工具系统。截至 2023年半年报披露之时，公司在模拟电路设计、存储电路设计、射频电路设计、平板显示电路设计已实现全流程 EDA 工具系统的提供。数字设计端：23H1 突破逻辑综合这一重要环节，数字全流程布局覆盖可期。数字电路设计是指电路功能设计、逻辑综合、物理实现以及电路和版图分析验证的过程。这一过程通常分为数字前端和数字后端两部分，主要包括单元库建库、逻辑仿真、逻辑综合、布局布线、寄生参数提取、时序分析与优化、物理验证和版图集成与分析等环节。根据公司 2023 年半年报，23H1 报告期内，公司新推出了逻辑综合工具 ApexSyn，该工具实现了从 RTL 设计到门级网表的自动综合、扫描链电路插入，以及对设计进行性能、面积和功耗的优化。目前，公司在数字电路设计领域已布局十余种工具，我们认为公司有望在不远的将来实现数字设计端的全流程布局，从而拉通数字设计全流程，进一步增强竞争力。全流程布局目标进一步明晰：2025 年完成设计全覆盖、2030 年完成设计& 制造全覆盖。在招股说明书里，公司进一步对未来发展作出了明确规划，其中 2025 年公司目标完成集成电路设计所需全流程工具系统建设，到 2030 年则计划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。我们认为，公司产品与技术积累深厚，且近年来持续加速补齐流程工具，未来有望在几大国际巨头厂商之外成为新的具备综合竞争力的 EDA 厂商。

3.2 从设计到晶圆厂，发力突破晶圆制造

3.2.1 完整而坚固的 EDA“铁三角”生态圈

制造、设计、EDA 形成铁三角生态圈，生态建设是 EDA 企业把握下游产业机遇的关键。EDA 不仅是软件，更是芯片设计和制造流程的支撑，同时， EDA 工具升级换代、新型算法开发均需要产业链上下游的合力支持，在 EDA 产业生态圈中，EDA 厂商分别向芯片设计（Fabless）、芯片制造（Foundry）厂商提供设计类、制造类 EDA 软件。芯片设计厂商运用 EDA 厂商提供的 EDA 工具完成设计，将得出的版图 GDS-II 文件发送至制造厂商。芯片制造厂商负责生产芯片并向设计厂商提供反馈数据，EDA 厂商协助制造厂商开发工艺并生成 PDK。芯片制造厂商促进 EDA 工具工艺库完善，EDA 技术升级驱动集成电路制造效率提升。在整个过程中，EDA 厂商、芯片设计厂商、芯片制造厂商密切沟通，不断互相打磨与适配，从而形成双向正循环，而 EDA 厂商在这两个正循环中不断了解行业 know-how 变动，从而保持对行业最前沿技术和应用的理解，不断开发出更先进的 EDA 工具。

3.2.2 “工具+服务”双轮驱动，加快突破晶圆厂，打造完整 EDA 生态

公司以工具和服务的形式，近年来加速拓展在晶圆厂的业务，且均实现较好的效果：

工具端：积极研发晶圆制造 EDA 工具，晶圆制造解决方案不断丰富。公司在晶圆制造 EDA 领域之前已有较多工具布局。2023 年上半年，公司又新推出了光刻掩膜版数据查看和分析工具 GoldMask Viewer 、参数化版图单元开发工具 PCM、界面化版图单元开发工具 PLM、测试芯片版图自动化生成工具 TPM 以及 PDK 自动化开发和验证平台 PBQ 等五款工具。在已有的工具基础之上，目前，公司在已有工具基础上，在晶圆制造 EDA 的多个细分领域形成了多个解决方案，包括 PDK 套件开发方案、标准单元库和 SRAM 等基础 IP 的完整工具链支撑方案、光刻掩膜版数据准备和分析验证方案、物理规则验证和可制造性检查方案等，为晶圆制造厂提供了重要的工具和技术支撑。

服务端：提供多种晶圆制造流程服务，加强生态壁垒搭建与巩固。公司基于在集成电路领域多年的技术积累，建立了完善的自动化设计服务流程，为集成电路设计和制造客户提供技术开发服务。服务内容主要包括晶圆制造工程服务，主要涉及测试芯片设计、半导体器件测试分析、器件模型提取、单元库设计及存储器编译器开发服务等。目前公司已成为国内该领域领先的服务提供商，为多个制造和设计企业提供了相关服务。我们认为，国产 EDA 公司作为行业的后发者，通过服务形式切入晶圆厂，并在持续服务中不断深化生态建设，从而搭建更高的生态壁垒。而公司作为国内领先的 EDA 公司，在生态搭建到足够深、足够丰富之后，会借助晶圆厂吸引到更多芯片设计公司，从而不断扩展其“铁三角”的“朋友圈”，巩固其竞争优势。

3.3 发挥技术与品牌优势，全方位加码人才团队建设

3.3.1 人才是 EDA 行业的重要财富

EDA 对从业人员能力要求较高，人才储备至关重要。EDA 是典型的知识密集型产业，其从业人员需要掌握数学、物理、计算机、芯片设计等多行业交叉的知识，对从业人员的综合素质要求极高。同时，EDA 工具的开发又要与晶圆厂、设计公司不断协同打磨，相应的行业壁垒也较高。以上这些特点决定了 EDA 人才的培养周期较长，据新思科技中国区副总经理陈志昌先生介绍，培养一个 EDA 人才，从高校课题研究到能够真正实践从业，往往需要十年的时间。

EDA 人才仍然匮乏但储备不断增加。由于人才培养难度较高，加之中间发展经历一定波折，尽管近两年我国 EDA 行业快速发展，但在人才储备上我国目前仍较为匮乏。根据赛迪智库的数据，2020 年我国 EDA 行业从业人数约 4400 人，其中在外资企业工作的约 2400 人，占比虽较 2018、2019 年有所下降但仍有较高比例。相较而言，EDA 三巨头之一的 Synopsys，截至 2023 财年底，其全球员工总数即达约 20300 人，且其中约 80%为工程技术人员。不过近年来，随着国内 EDA 产业前景向好、行业快速发展，加之国内 EDA 行业待遇提升，部分 EDA 人才回流，国内 EDA 人才数量也在持续增加。

优质人才聚集产生规模效应。复盘国际 EDA 两大巨头 Synopsys 和 Cadence 的员工数据变化可以发现，随着产品线和团队管理的逐渐成熟，两大巨头虽然员工数量虽然随业务拓展和营收增长而持续增加，但人均创收与人均创利亦持续提升，这意味着优秀的人才聚集后或能产生持续性规模效应，不断提升公司经营与研发效率。

3.3.2 华大九天人才团队优势明显，持续加码建设人才梯队

公司人才团队优势明显。如上文所述，截至 2020 年全国 EDA 人才约 4400 人，其中就职于本土企业的人数为 2000 人。华大九天作为国内 EDA 领军力量，聚集了其中较多的优秀人才，2018-2023H1 期间，华大九天员工数从 255 人增至 875 人，始终保持员工数量快速增长趋势，且人数处于领先地位。

产教融合，高校合作，加强人才梯队的培养。为加速培养更多优秀 EDA 人才，公司近年来加强与高校的合作，以多种方式产教融合，培育更加厚实的后备人才梯队。

2018 年 4 月，福州大学离散数学及其应用教育部重点实验室与华大九天签订了战略合作协议，建立校企合作关系。同时，华大九天在实验室设立“华大九天奖学金”，鼓励研究生参与集成电路电子设计自动化的研究，发表高水平研究成果。

2020 年 11 月，华大九天联合南京集成电路设计服务产业创新中心有限公司和东南大学共同建立“东南大学-华大九天-NiiCEDA 联合实验室”。联合实验室将落开展 EDA 及集成电路领域内的科技创新、人才培养、应用推广与产业化、技术与管理咨询、创新项目发起与申报、学术交流等主要工作，并进一步向国内外同行及用户开放交流、研发和应用平台。

2023 年 3 月，华大九天与复旦大学 EDA 创新校企联合实验室正式在上海华大九天信息科技有限公司揭牌。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）