凯发娱发K8官网|田原步|工业软件专题报告:五大要素拆解EDA行业机会
来源:凯发k8·[中国]官方网站 发布时间:2024-06-19
凯发国际k8官网登录手机ღ✿,K8凯发VIP入口k8凯发(中国)官方网站ღ✿,凯发官网入口首页ღ✿,ღ✿。在不同时期ღ✿,市场冠以不同的名称ღ✿:“智能制造”ღ✿、“工业互联网”ღ✿、“智造”ღ✿、“制 造软件”田原步ღ✿、“工业软件”ღ✿,本质制造业信息化ღ✿、智能化内涵的扩大与升级田原步ღ✿,我们尝试搭全 局分析ღ✿、投资框架ღ✿。
其中智能制造 TMT 系列深度 13《产品力跃迁下的国产替代及龙头出海-智能制造投资 全场景解析》搭建了全局分析框架ღ✿。
1)第一预期差ღ✿:本报告不仅聚焦计算机板块ღ✿,而是覆盖智能制造全产业链ღ✿。我们将产 业链分为ღ✿:生产设计流程(计算机主覆盖)ღ✿、生产制造流程(机械ღ✿、电新主覆盖)ღ✿、生产 管理流程(计算机主覆盖) ღ✿、生产运营流程(机械ღ✿、电新主覆盖) ღ✿、工业互联网(计算 机ღ✿、通信主覆盖) ღ✿。
2)第二预期差ღ✿:不仅分析智能制造的基本面情况ღ✿、空间ღ✿、份额等情况ღ✿,同时从投资角 度分析各个板块的驱动力ღ✿、商业模式ღ✿,横向比较什么板块值得投资ღ✿,什么类型的公司值得 投资ღ✿、应该关注什么指标ღ✿。
3)解答第一疑惑ღ✿,周期还是成长ღ✿:一线公司看成长ღ✿,成长主要来自智能化ღ✿,可通过计 算客户 ROI 验证ღ✿。
4)解答第二疑惑ღ✿,行业测算多ღ✿,落实个股难ღ✿:详拆不同环节的产业驱动力ღ✿、商业模式ღ✿、 护城河ღ✿、涉及公司ღ✿;先投资综合龙头ღ✿,再利基领军(需二次曲线)解答第三疑惑ღ✿,估值难以把握
其次ღ✿,归纳智能制造 TMT 四大环节的商业模式ღ✿、护城河ღ✿、标的ღ✿。 智能制造几大流程ღ✿,至少分成四大环节ღ✿、几大个细分环节ღ✿。其中生产设计流程ღ✿,容易 出现利基市场ღ✿、技术驱动的中小公司ღ✿。生产制造流程容易出现嵌入式软件大型公司ღ✿。生产管理流程容易出现行业 know-how 驱动的服务公司(产生通用公司需要时间)ღ✿。工业互联 网流程当前通用硬件公司较为可行ღ✿。
生产设计流程ღ✿,选择通用型拓展性强ღ✿、技术最好的厂商ღ✿。相关如华大九天ღ✿、中望软件ღ✿。 生产制造流程ღ✿,已出现大型软硬一体化公司ღ✿,选国内产品竞争力好ღ✿、在全球替代的公 司ღ✿。相关如中控技术(机械&TMT)ღ✿、汇川技术(机械)ღ✿。细分领域有产品公司ღ✿,如柏楚 电子ღ✿。 生产管理流程ღ✿,要区分专用和通用ღ✿。选择大垂直赛道ღ✿、或罕见能横向扩展的公司ღ✿,如 金蝶国际田原步ღ✿、用友网络ღ✿。 工业互联网田原步凯发娱发K8官网ღ✿,由于下游标准和推广不明ღ✿,选择上游硬件模组和硬件产品ღ✿,例如移远通 信(通信)ღ✿。
(1)20 世纪 70 年代到 80 年代ღ✿,手工设计阶段ღ✿,这也是 CAD 的阶段ღ✿。在 EDA 出现 之前ღ✿,集成电路是手工设计和布局的ღ✿。较为先进的方法是使用几何软件生成光绘胶带ღ✿,这 个过程基本是图形化的ღ✿,从电子到图形的转换由手动完成ღ✿。到 1970 年代的中期ღ✿,开发人员 开始在绘图之外实现电路设计的自动化ღ✿,并开发了第一个布局布线工具ღ✿。这个时代的 CAD 主要功能是交互图形编辑ღ✿,也是 EDA 的雏形ღ✿。
(2)20 世纪 80 年代到 90 年代ღ✿,是商用 EDA 起步阶段ღ✿,专用编程语言出现是与 CAD 分化的标志ღ✿。1980 年ღ✿,教授 Carver Mead 和程式设计师 Lynn Conway 共同发表论文《超 大规模集成电路系统导论》 (Introduction to VLSI Systems)ღ✿,这篇开创性的文章提议 使用编程语言来设计芯片ღ✿,这使得可设计芯片的复杂性显著增加 ღ✿。并且ღ✿,由于在生产之前 可以更好地进行模拟ღ✿,芯片变得更容易布局ღ✿,设计的正确率也有所提升ღ✿。今日的 EDA 三巨 头 Synopsysღ✿、Cadence 和 Mentor Graphics(现已被西门子收购)即在这十年间诞生ღ✿。
(3)20 世纪 90 年代-至今ღ✿,商用 EDA 成熟阶段ღ✿。IC 设计复杂度的不断提升ღ✿,推动 了 EDA 工具的普及和发展ღ✿。这一时期凯发娱发K8官网ღ✿,自上向下(Top-down)的设计方法成为主流ღ✿,高级语言描述田原步ღ✿、系统级仿真和综合技术成为这个阶段 EDA 的特点 ღ✿。之后ღ✿,EDA 技术继续追 随摩尔定律而发展ღ✿,表现在设计和仿真验证层面的 EDA 软件功能越来越强大ღ✿,系统级凯发娱发K8官网ღ✿、行 为级硬件描述语言更加高效ღ✿,更大规模的可编程逻辑器件被不断推出等ღ✿。
根据 WSTS 和 ESDA 统计ღ✿,全球 EDA 市场规模在集成电路行业中的占比由 2011 年的 2.5%逐步提升到 2020 年的 3.2%ღ✿,呈现稳 步增长态势ღ✿。根据前瞻产业研究院和赛迪智库数据ღ✿,我国 EDA 在集成电路中的占比由 2015 年的 0.5%上升到 2020 年的 0.7%ღ✿,相比于全球仍有很大的提升空间ღ✿。
前端设计(逻辑设计)ღ✿:将描述功能的设计书转化为芯片的门级网表ღ✿,具体流程 包括功能声明与架构文档的制定ღ✿、RTL 设计ღ✿、仿真验证ღ✿、逻辑综合ღ✿、静态时序分 析ღ✿、形式验证ღ✿。 后端设计(物理设计)ღ✿:将门级网表转化为可以直接交付给代工厂的物理版图ღ✿, 最后进入流片过程ღ✿,具体流程包括布局规划ღ✿、布局布线ღ✿、时序和功耗分析ღ✿、实物 验证和设计签付ღ✿。(报告来源ღ✿:未来智库)
设计类 EDA 工具包括晶体管级ღ✿、门级ღ✿、RTL 级ღ✿、系统和行为级 EDA 工具ღ✿,各层级 EDA 工具的仿真和验证精度依次降低ღ✿、速度依次提升ღ✿。高层级的系统和行为级仿真和验证主要 适用于产品设计早期的原型验证ღ✿,评估产品原型的性能和功能ღ✿。最底层的晶体管级仿真和 验证则主要决定了最终产品的性能和良率ღ✿。针对于大规模集成电路ღ✿,设计方法从系统和行 为级设计开始ღ✿,逐层设计ღ✿、仿真ღ✿、验证和实现ღ✿,并输出可以交付制造的晶体管级版图信息ღ✿。
海外 EDA 已经历 40 余年发展历程ღ✿,多起源于商业化阶段ღ✿,三大巨头引领商业模式和 管理制度的创新
凯发娱发K8官网ღ✿。全球 EDA市场呈现出非常明显的寡头垄断特征ღ✿, 根据赛迪智库的数据ღ✿,前三大 EDA 厂商占据了 77.7%的市场份额ღ✿,前五大 EDA 厂商占据了 85.8%的市场份额ღ✿。并且ღ✿,2018-2020 年ღ✿,其他 EDA 厂商合计占有的市场份额正逐年 递减ღ✿。
国内 EDA 市场仍然由三大巨头垄断ღ✿,华大九天紧随其后占据 6%份额ღ✿,为本土龙头凯发娱发K8官网ღ✿。 根据赛迪智库数据ღ✿,2020 年国内 EDA 市场销售额约 80%由国际三巨头占据ღ✿。本土厂商市 场份额较小ღ✿,华大九天占国内市场约 6%份额ღ✿,占比全球约 1%的份额ღ✿。
根 据业务和产品情况ღ✿,海外 EDA 行业公司可以大致分为三个梯队ღ✿:第一梯队的三巨头的特点 是拥有全流程 EDA 工具ღ✿,并在某些流程上具有明显竞争优势ღ✿。第二梯队公司拥有细分领域 全流程 EDA 工具ღ✿,在某些点工具上也具有一定优势ღ✿,包括 ANSYSღ✿、SILVACOღ✿、Zuken 等ღ✿。 第三梯队公司的产品以点工具为主ღ✿,缺少特定领域全流程工具ღ✿,包括 Altium凯发娱发K8官网ღ✿、Autodeskღ✿、 Aldec 等ღ✿。
“大鱼吃小鱼”式的并购贯穿海外 EDA 巨头发展历史的始终ღ✿,是其打造完整产品线和 建立竞争优势的关键ღ✿。
根据 Gary Smith EDA 统计ღ✿,EDA 软件共涉及 90 多种不同的技术ღ✿,因此ღ✿,仅凭公司内部研发去打造完整的 EDA 产品线十分困难ღ✿。海外 EDA 公司选择并购同 行业的小公司ღ✿,本质上是研发费用的外部化ღ✿,从而快速扩大公司的产品矩阵ღ✿。根据南山工 业书院统计ღ✿,EDA三巨头成立至今直接参与的并购已超过 200 次ღ✿,其中Synopsysღ✿、Cadence 和 Mentor Graphics 分别参与 80 次ღ✿、66 次和 62 次并购ღ✿。(报告来源ღ✿:未来智库)
区别信创与 EDA 的本质为是否市场化ღ✿。市场认为 EDA 的主要逻辑在于国产化替代ღ✿, 与 CAD凯发娱发K8官网ღ✿、信创ღ✿、WPS 等比较类似ღ✿。需要完全区别于信创ღ✿,本质的区别在于是否市场化ღ✿。信 创的驱动力为非市场化因素ღ✿,而智能制造是市场化驱动ღ✿,本质是产品力的竞争田原步ღ✿。 CAD 与 EDA 的比较ღ✿,从产业驱动力ღ✿、公司增长ღ✿、财务数据ღ✿、关键壁垒和未来发展趋 势几个方面对比ღ✿。
两者的技术难度极其高ღ✿,使得一旦突 破追随者很难跟上ღ✿。EDA 厂商又和上下游深度绑定ღ✿,使得在新工艺上唯一ღ✿,用户的切换成 本极高ღ✿。根据新思科技披露ღ✿,一款一般芯片的设计周期是一两年ღ✿,但是仅一个 EDA 点工具 的开发周期就是三年ღ✿,平台性的工具更是需要至少长达五年的开发ღ✿。CAD 也类似ღ✿,3D 开 发周期至少也是 5 年以上的时间ღ✿。
ღ✿。EDA 国内最大的华大九天研发投入在 40%以上ღ✿,国际巨头也在 30-40%ღ✿。CAD 如中 望软件研发投入在 30%以上ღ✿。EDA 涉及环节众多ღ✿,每个点工具都需要巨大的投入ღ✿;同时随 着摩尔定律的快速进步ღ✿,即使研发成功也需要不断更新ღ✿,导致新进入者和成熟巨头的研发 投入都巨大ღ✿。而 CAD 巨头研发投入可以相对少一点(Autodesk 为 25%)ღ✿。
ღ✿。驱动一ღ✿:性价比ღ✿,替代海外昂贵的产品ღ✿。驱动二ღ✿: 正版化ღ✿,渗透率提升ღ✿,渗透率=有效市场规模/理论市场规模ღ✿。驱动三ღ✿:国产化ღ✿,市占率提 升ღ✿,背后逻辑是国产厂商技术能力的提升与外部摩擦环境的催化ღ✿。 对比 CADღ✿,有一个区别在于ღ✿,受益于半导体产业链的国产化ღ✿,EDA 本土需求更高凯发娱发K8官网ღ✿。
CAD 的核心在于内核ღ✿,决定能力边界和行业扩展性ღ✿。目前主要的内核 Parasolid(德 国西门子所有)ღ✿、ACIS(法国达索所有)ღ✿、CGM(法国达索所有)都被国外垄断ღ✿,中望软 件是国内唯一具有 3D 内核能力的厂商ღ✿。EDA 技术很快设计ღ✿、仿真ღ✿、验证田原步ღ✿,各个环节对技 术的要求能力有区别ღ✿。
下游客户集中度差异与产业链分工ღ✿,导致毛利率 EDA 毛利率稍高ღ✿。中外 CAD 的毛利 率在 80-100%范围ღ✿,几乎能达到 90%以上ღ✿;EDA 的毛利率在 70-90%田原步ღ✿,少有突破 90%的ღ✿。主要原因是 CAD 无论是点工具还是全流程套件都以标准化软件形式交付ღ✿,二次开发都交付 给合作伙伴完成ღ✿。而 EDA 的厂商与产业链紧耦合ღ✿,会提供定制开发ღ✿、第三方软硬件等形成 完整方案ღ✿。进一步分析ღ✿,EDA 客户的集中度高于 CADღ✿,所以产业分工相对较低ღ✿。
销售费用率ღ✿,EDA 普遍低于 CAD 厂商 20pctsღ✿。主要源于客户的集中度差异ღ✿,尤其是 制造类 EDA 客户集中度非常高ღ✿。EDA 厂商销售费用率一般在 20%以内ღ✿,低的到 3%左右ღ✿。 CAD 客户分散ღ✿,需要销售投入ღ✿,销售费用率基本在 30%以上ღ✿,甚至可达到 40%ღ✿。 CAD 的发展趋势是 All-in-One CAxღ✿。CAD 侧重设计阶段ღ✿,画出二维ღ✿、三维模型ღ✿;CAE 侧重分析ღ✿,如受力分析ღ✿,电磁分析得到仿真结果ღ✿;CAPP 侧重于做加工步骤的规划ღ✿;CAM 侧重制造和加工ღ✿,通过模型生成工程序ღ✿。目前中望就在专注打造 Cax 一体化解决方案ღ✿。
ღ✿。2020 年ღ✿,全球 SIP 的营收达到了 40.38 亿美元ღ✿,同比增长 17.1%ღ✿,是 EDA 行业中增速最快的领域ღ✿;占 EDA 行业总营收的比例达 35.2%ღ✿,在所有细分领域中维持第一ღ✿。IP 逐渐成为了 Synopsys 重要的收入来源之 一ღ✿,目前 Synopsys 的 IP 市场份额位居全球第二ღ✿,2020 年其 IP 销售额的增速为 28%ღ✿。
CAD 与 EDA 的海外巨头已经开始订阅ღ✿、云化的模式ღ✿, 国内由于处于发展早期以 license 为主ღ✿,仅少数初创公司尝试ღ✿。在 AI 上ღ✿,各家巨头都增大 投入ღ✿,2020 年 Synopsys 通过自主 AI 系统 DSO.ai 进行芯片设计的方案ღ✿,可以在芯片设计 开发上ღ✿,用最短的时间达到最好的效果ღ✿。