EDA是用来设计芯片的一种软件，被誉为“芯片之母”，是芯片产业皇冠上的明珠。号称EDA第一股的芯愿景IPO折戟后，很长一段时间里EDA只能当概念炒炒，因为A股还找不到一个真正意义上的EDA公司。不过随着华大九天IPO被受理，光有概念不见真容的尴尬局面就消失了。

华大九天成立于2009年5月，其大股东是中国电子有限公司，持有26.52%的股份，最终控制人是国务院。此次公司拟募集25.5亿元，用于电路仿真及数字分析优化EDA工具升级项目、模拟设计及验证EDA工具升级项目和面向特定类型芯片设计的EDA工具开发项目和数字设计综合及验证EDA工具开发项目，募投项目也与公司现有业务及未来规划相匹配。

华大九天的芯片设计EDA工具都有些啥？

华大九天主要产品包括模拟电路设计全流程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工具系统和晶圆制造EDA工具等工具软件，并围绕相关领域提供技术开发服务。从营收构成来看，公司80%以上的营收来自EDA软件销售，2020年其营收达到3.45亿元，技术开发服务营收占比从7.07%增长到15.04%，增速要高于EDA软件销售业务：

资料来源：华大九天招股书，阿尔法经济研究

模拟电路设计全流程EDA工具系统

华大九天是国内唯一能提供模拟电路设计全流程EDA工具系统的本土企业，主要提供Aether SE原理图编辑工具、ALPS电路仿真工具、Aether LE版图编辑工具、Argus物理验证工具、RCExplorer寄生参数提取工具、ALPS/ALPS-GT电路仿真工具和Polas可靠性分析工具：

资料来源：模拟电路EDA工具，华大九天招股书，阿尔法经济研究

模拟芯片相比数字芯片，更加依赖设计人员的经验积累，要求需要设计人员充分熟悉了解元器件特性、拥有成熟的拓扑结构设计与布线能力，因此这个领域更加需要像Jim Keller这样的大神级人物，对EDA工具的需求是不强的。

但是近几年模拟芯片的设计也朝着设计流程规范化和自动化方向演进，尤其是随着16nm及以下工艺节点要求越来越严格，这就要求模拟芯片设计流程也更加规范化和自动化，这就催生了其对EDA和IP的需求。比如Cadence推出的ADE Verfier，就是一个模拟设计项目的规划管理工具。Cadence推出的Design Planner可以为成熟工艺节点的版图设计提供先进方法，实现无缝衔接版图-布局-布线的功能，这一工具还可以嵌入到数字芯片设计中，可以说具有很大的创新性。

华大九天的原理图和版图编辑工具Aether可以为IC设计师提供丰富的原理图和版图编辑功能以及高效的设计环境，支持IC设计师根据不同电路类型设计需求和不同工艺的物理规则设计原理图和版图，还可以在传统编辑环境基础上增加设计数据库管理模块、版本管理模块等，对原理图和版图进行跟踪管理和分析优化：

资料来源：Aether工具，华大九天招股书，阿尔法经济研究

ALPS电路仿真工具和ALPS-GT异构仿真系统，前者支持大规模矩阵智能求解技术，突破电路仿真性能和容量瓶颈，支持数千万器件规模的电路仿真，提升工作效率；后者将传统的CPU电路仿真工具扩大至更大算力的CPU-GPU异构系统，通过适配的数据存储结构设计、矩阵求解算法等打造的更高性能的异构仿真系统，是业界的领先产品。ALPS电路仿真工具和ALPS-GT异构仿真系统可以集成到原理图和版图设计平台，为IC设计师提供一站式设计和仿真解决方案，提升了设计效率和质量：

资料来源：ALPS/ALPS-GT工具，华大九天招股书，阿尔法经济研究

公司提供的物理验证工具Argus和寄生参数提取工具RCExplorer同样可以集成到原理图和版图设计平台中，提升设计效率和质量。

数字电路设计EDA工具

数字电路的设计流程更加规范和自动化，因此EDA和IP广泛应用于数字芯片设计。华大九天为数字电路设计提供了一系列的特色解决方案，主要工具有Liberal单元库特征化提取工具、Qualib单元库/IP质量验证工具等：

资料来源：数字设计EDA工具，华大九天招股书，阿尔法经济研究

Liberal为设计师提供一套自动提取标准单元库时序和功耗特征化模型的解决方案，用于数字电路设计的时序和功耗分析；Qualib则为设计师提供全面的单元库/IP质量分析验证方案，减少因单元库/IP质量问题造成的设计迭代：

资料来源：Liberal工具和Qualib工具，华大九天招股书，阿尔法经济研究

高精度时序仿真分析工具XTime提供面向先进工艺和低电压设计的高精度时序仿真分析方案，解决先进工艺和低电压设计静态时序分析方法无法准确评估时许和设计可靠性的难题；时序功耗优化工具XTop针对先进工艺和大规模设计、多工作场景时许收敛难题提供的一站式时序功耗优化解决方案，通过创新的层次设计数据并行处理技术、动态时序建图技术和增量布局技术等，显著提高时许和功耗优化的效率和质量：

资料来源：XTime工具和XTop工具，华大九天招股书，阿尔法经济研究

面板行业的唯一与EDA市场的Other

2018-2020年，除了神秘的客户K1，华大九天四大客户中除了晶圆代工企业华虹，重量级客户就是京东方这家全球领先的面板制造企业，因为相比点突破的芯片EDA工具，公司在平板显示电路设计上实现了全流程，是全球唯一。公司面向面板企业提供模型提取、原理图编辑、电路仿真、版图编辑、物理验证、寄生参数提取和版图后仿真及分析等七大类工具：

资料来源：面板EDA工具，华大九天招股书，阿尔法经济研究

当然与前面对照可以看出，公司是将芯片设计的EDA工具延伸至面板。

华大九天在国内面板行业占有九成市场份额，其EDA工具也扩张至日本等海外市场，在该领域是不可或缺的EDA供应商。

华大九天客户覆盖国内集成电路细分领域的众多企业，如晶圆制造领域的中芯国际、华力微电子、华虹宏力等，IC设计领域的华为海思、中兴微电子、紫光展锐等，国内主要的CPU设计企业飞腾、兆芯、龙芯、华芯通等，以及液晶平板显示领域的京东方、华星光电、维信诺、咸阳彩虹、熊猫电子、重庆惠科等。

从EDA行业来看，全球EDA市场份额主要集中在Synopsys、Cadence和西门子EDA三巨头手里，华大九天就是Other。即便在国内市场，三巨头的市场份额也超过80%，华大九天在国内EDA市场约占有6%的份额，虽然居本土企业第一，但还是Other：

资料来源：华大九天招股书，阿尔法经济研究

除了模拟、数字电路和面板EDA工具，华大九天还面向晶圆代工厂，为其提供晶圆制造EDA工具，主要是满足晶圆厂的工艺开发和IP设计需求：

资料来源：晶圆制造EDA工具，华大九天招股书，阿尔法经济研究

公司提供的晶圆制造EDA工具包括XModel器件模型提取工具、SMCB存储器编译器开发工具、Liberal单元库特征化提取工具、Qualib单元库/IP质量验证工具、Skipper版图集成与分析工具以及Aether/ALPS/Aigus/RCExplorer等模拟电路设计全流程EDA工具等，这套工具也进入华虹产业链。

华大九天是全球唯一实现平板显示电路设计全流程的EDA企业，这是其独一无二的竞争优势，在全球面板产能向中国大陆转移的过程中会成为最大的受益者。从客户分布来看，京东方是其重要的大客户，惠科、TCL和中电熊猫也是其面板EDA客户。当然报告期内的客户变化可以看出，除了神秘的客户K1，中国电子集团和上海兆芯集成电路也是其客户，芯片EDA工具也被越来越多的半导体企业所接受。

资料来源：2020年前五大客户，华大九天招股书，阿尔法经济研究

EDA的高研发投入与华大九天补短板三板斧

2020年EDA行业市场规模为65.3亿美元（援引华大九天招股书中赛迪顾问数据。这一数据不准确，2020财年Synopsys营收36.85亿美元，Cadence营收26.83亿美元，行业规模超过100亿美元），华大九天营收仅为4.15亿元，约合0.64亿美元，全球市占率不足0.6%，与Synopsys等巨头差距明显：

资料来源：华大九天招股书，阿尔法经济研究

EDA是算法密集型的大型工业软件系统，开发过程需要计算机、数学、物理、电子电路和工艺等多种学科和专业的高端人才，每一次系统性、革命性的EDA升级换代都是EDA企业和IC应用企业上下游合作的结果。EDA工具需要对数千种情境进行快速设计探索，以求得性能、功耗、面积、成本等芯片物理指标和经济指标的平衡。

7nm以下芯片中标准单元数量已经达到亿数量级，EDA算法已经成为数据密集型计算的典型代表，需要强大的数学基础理论支撑，且对算法的要求较高。这种基础技术的不断突破和持续应用，需要通过较长时间的技术研发和专利积累才能逐步实现。即使目前优势企业已经占据绝对垄断地位，但仍在不断加大基础研究和前沿技术研究力度。

研发投入来看，华大九天研发费用率超过40%，要高于Synopsys，但公司报告期内全部盈利，因为公司具有很高的毛利率。公司的盈利模式有两种：EDA工具软件通过授权模式向客户收取授权费，毛利率100%；技术开发服务通常采用定制化服务模式，需要投入人工成本和委外费用，毛利率相对较低：

资料来源：华大九天招股书，阿尔法经济研究

因为公司技术开发服务营收占比较小，对其综合毛利率影响有限，总体上毛利率处于很高的水平，甚至高于Synopsys。

EDA除了技术壁垒、用户协同与客户渠道壁垒、资金壁垒等，最重要的是人才壁垒。综前所述，EDA是多学科交叉领域，需要大量综合性人才，培养一名EDA研发人才，从高校课题研究到从业实践全过程，往往需要10年左右时间，成长曲线很长，再加上EDA三巨头对人才强大的吸引力，国内EDA企业普遍存在研发人才不足的问题。

当然2018年以来因为政策、行业和市场共同发力下，国内EDA行业从业人员大幅增加，华大九天也拥有一支超过320的研发队伍：

资料来源：华大九天招股书，阿尔法经济研究

当然华大九天与Synopsys等相比，EDA工具种类较少，公司自己也承认在数字电路设计全流程和晶圆制造EDA工具等方面距离实现全面覆盖尚有距离，相关产品技术、应用范围及市场份额等仍存在一定竞争劣势：

资料来源：EDA三巨头工具统计，公开资料整理，阿尔法经济研究

但话说回来，就算Synopsys等三大巨头，也没有能力覆盖所有流程。中国EDA企业想打破国外垄断，形成自己的EDA生态，第一是持续高投入的研发；第二是再诞生一批华大九天、芯华章这样的EDA公司，在实现点突破的同时实现以点带面；第三EDA公司与国内设计企业、晶圆代工企业等建立深度的合作关系，通过持续技术优化和产品迭代，不断丰富工具库。此外AI、云计算等新技术的引入，让EDA工具变得更高效。

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