90%市场被国外垄断！从华大九天招股书，看国产EDA产业现状
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2021-06-25 10:33
6月21日晚间，深交所正式受理了国产EDA厂商——北京华大九天科技股份有限公司(简称“华大九天”)的创业板IPO申请。本次拟向社会公开发行股票 108,588,354 股，占发行后公司总股本的比例为 20%，拟募集25.51亿元，主要用于各类EDA工具的升级和开发等项目。
一、国产EDA在国内市场占比仅11.5%
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。
随着集成电路产业的发展，设计规模越来越大，制造工艺越来越复杂，设计师依靠手工难以完成相关工作，必须依靠 EDA 工具完成电路设计、版图设计、版图验证、性能分析等工作，以减少设计偏差、提高流片成功率及节省流片费用。
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，是集成电路产业的战略基础支柱之一。
根据赛迪智库数据，2020年EDA行业的全球市场规模达到了72.3亿美元，却支撑着数十万亿规模的数字经济。
而在全球的EDA市场，美国的Synopsys和Cadence则占据着大半的市场。数据显示，2019年Synopsys和Cadence在全球EDA市场的份额分别为32%和22.24%。另外，总部在美国的Mentor Graphics（2017年被德国西门子收购，目前已改名Siemens EDA）也有着10.3%的市场份额。可以说，在EDA领域，美国拥有着绝对的优势。
在中国这个全球规模最大、增速最快的集成电路市场，EDA 杠杆效应更大。可以想象，一旦EDA这一产业基础出现问题，包括集成电路设计企业在内的全球集成电路产业必将受到重大影响，由EDA工具、集成电路、电子系统、数字经济等构成的倒金字塔产业链结构稳定将面临巨大挑战。
其实早在上世纪八十年代中后期，国内就开始投入EDA 领域的研发。20 世纪 70 至 80 年代，由于巴黎统筹委员会对中国实施的禁运管制， 中国无法购买到国外的 EDA 工具，中国开始进行 EDA 技术的自主研发与攻关，并在 1988 年启动国产 EDA 工具“熊猫系统”的研发工作。90 年代初，中国历史上第一款具有自主知识产权的 EDA 工具——“熊猫 ICCAD 系统”成功推出，填补了我国在这一领域的空白。
然而在此之后国外解除了对我国 EDA 工具的封锁，国外 EDA 工具大量进入中国， 缺少政策和市场支持的国内 EDA 工具研发和应用陷入低谷，这种情形也导致了国内集成电路产业对国外 EDA 工具的重度依赖。
2008 年 4 月，国家科技重大专项“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品” 实施方案经国务院常务会议审议并原则通过。作为《国家中长期科学和技术发展规划纲 要（2006-2020 年）》所确定的国家十六个科技重大专项之一，EDA 行业重新获得了 鼓励和扶持。2008 年以来，国内 EDA 领域涌现了华大九天、概伦电子、广立微电子、 国微集团和芯和半导体等公司。至此，中国本土EDA 企业开始进入市场的主流视野。
特别是在华为被禁以及国内对于自主可控的要求进一步提升之后，再加上自主可控的内在要求的提升以及资本的助推，近两年来华大九天等老牌国产EDA厂商发展迅速，同时也涌现出了一大批初创的国产EDA软件厂商，比如芯华章、芯行纪、芯辉耀、速石科技、芯和半导体等等。
近年来在国内集成电路产业保持高速增长的大背景下，国内EDA市场也迎来持续良好增长。根据赛迪智库的数据，2020年全年行业总销售额约为66.2亿元， 同比增长19.9%，实现连续增长。其中，我国自主 EDA 工具企业在本土市场营业收入虽然同比增幅高达65.2%，达到了7.6亿元，但是在国内市场的占比仅约为11.5%，其余仅90%市场均被国外EDA厂商所占据。
二、深耕12年，华大九天成最强的本土EDA企业
作为本土EDA领域的领军企业，招股书显示，华大九天成立于2009年，自成立以来一直从事EDA工具软件的开发、销售及相关服务。公司承担了国家“核心电子器件、高端通用芯片及基础软 件产品”重大科技专项中的“先进 EDA 工具平台开发”与“EDA 工具系统开发及应用” 两项 EDA 相关课题。经过多年发展创新，公司已经成为国内规模最大、产品线最完整、 综合技术实力最强的本土 EDA 企业，也是“大规模集成电路 CAD 国家工程研究中心” 的依托单位。 公司总部位于北京，在南京、上海、成都和深圳设有全资子公司，并在日本、韩国、东南亚等地设有分支机构。
创始人刘伟平在EDA和集成电路设计领域辛勤耕耘三十余年，曾参与中国第一款具有自主知识产权的全流程 EDA 系统——“熊猫 ICCAD 系统”的攻关任务。刘伟平曾先后被聘担任全国ICCAD专家委员会委员、信息产业部全国软件专家委员会委员、国家863集成电路设计专项专家组成员、“核高基”国家科技重大专项实施专家组专家。
目前公司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 EDA 工具软件，并围绕相关领域提供技术开发服务。公司相关产品和服务主要应用于集成电路设计及制造领域。
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。
根据赛迪智库数据显示，2020年Synopsys、Cadence和Mentor（已改名Seimens EDA）三巨头合计占领国内约80%的市场份额，国产EDA厂商的份额仅11.5%，其中华大九天占据了国内EDA市场约6%的市场份额，居本土EDA企业首位。
而在国产EDA厂商当中，报告期内，华大九天在国内 EDA 市场份额稳居本土 EDA 企业首位，份额占比保持在 50%以上。
目前，华大九天已成长为国内规模最大、产品线最完整、综合技术实力最强的 EDA 研发企业，也是“大规模集成电路 CAD 国家工程研究中心”的依托单位，产品覆盖了 模拟电路设计、数字电路设计、平板显示电路设计和晶圆制造等领域，特别是在模拟电 路设计和平板显示电路设计方面能够实现全流程工具覆盖。国内其他 本土EDA 厂商则主要聚焦于特定细分领域的点工具。
三、营收及净利润快速增长
华大九天主要盈利模式有两类：（1） 公司 EDA 工具软件主要通过授权模式向客户销售，收取授权费。公司对具体 EDA 工 具软件产品的授权一般以合同约定的时间周期为限；（2）公司的技术开发服务业务主 要按具体项目向客户收取服务费用，一般按照项目工作量和技术难度等因素综合定价。
根据招股书显示，2018-2020年间，公司营收分别约为1.51亿元、2.57亿元和4.15亿元，净利润分别为4851.94万元、5715.77万元和10356.87万元。
不过需要指出的是，报告期内，公司计入其他收益的政府补助分别高达 4,389.20 万元、5,430.27 万元和7,040.57 万元，占当期利润总额的比例分别为 90.46%、95.00%和 67.99%，占比相对较高。
因此，需要排除政府补贴等因素来看华大九天的主营业务营收情况。招股书显示，2018-2020年主营业务的营收分别为14304.47万元、25335.83万元和40618.60万元，2019年和2020年的主营业务收入增长率分别为77.12%和60.32%。其中，EDA软件销售占比分别高达92.93%、84.67%和84.96%。
从主营业务的情况来看，华大九天也确实是处于持续高速增长当中。另外，招股书显示，报告期内，华大九天主营业务毛利率分别为95.35%、88.65%、88.68%， 始终保持在较高水平，这也表明华大九天主营业务产品具有较强的竞争力，主营业务具有持续的盈利能力。
四、华大九天的四大优势
1、人才壁垒
EDA行业是典型的技术驱动型产业，企业的人才储备决定其是否能够在行业中立 足。EDA 处于多学科交叉领域，需要大量综合性人才。EDA 算法的起点和终点是半导体工艺等物理问题，解决工具的开发是数学问题，应用对象是芯片设计实现的具体问题， 涉及与晶圆厂、设计企业等的协同。
因此从事EDA工具开发需要工程师同时理解数学、芯片设计、半导体器件和工艺，对综合技能要求很高。而培养一名 EDA 研发人才，从高 校课题研究到从业实践的全过程往往需要10年左右的时间。
根据赛迪智库的数据显示，2020 年，在行业、市场共同发力的促进下，我国 EDA 行业从业人员数量大幅增加， 同比增长约 20%。其中 2020 年我国本土 EDA 企业总人数约 2,000 人，同比增长超过 40%，占全国 EDA 行业总从业人数近一半的比重，较 2019 年提升近 8 个百分点。我国本土 EDA 企业人员正在逐步成为我国 EDA 行业的主要从业群体。
但是如果与国际EDA巨头相比，本土EDA企业人才仍然十分的匮乏。要知道仅Synopsysy一家企业，全球员工就高达13000多人，且大部分是研发人员。
根据招股书显示，截至2020年12月31日，华大九天的员工总数为477人（相比之下其他本土EDA厂商大多不到100人），在本土EDA企业的员工总数当中占比接近24%。并且，华大九天的477名员工当中，本科及以上学历占比超过95%，研发人员占比高达67.51%。这也凸显了华大九天在本土EDA企业当中的人才资源优势。
华大九天在招股书中强调，华大九天作为先期进入EDA行业的企业拥有经验丰富、实力雄厚的研发队伍，在产业上的领先地位进一步为其雇员的职业发展提供良好路径，为持续吸引人才带来优势。而新进入 EDA 行 业的企业在研发人才储备方面追赶难度较大。
此外，公司所处的 EDA 行业还需要深谙市场的销售团队，销售人员需要具备敏锐的市场洞察力、良好的客户协调能力。人才集聚与人才培养方面，行业内领先企业具备更高的知名度与更加完善的技术培 训体系，对人才的吸引力较强。行业大部分尖端人才集中在领先企业，新进入企业很难形成人才吸引力与完善的人才培养机制。因此，行业内先发企业和新进入企业之间的人才差距将不断扩大，形成显著的人才壁垒。
2、技术壁垒
EDA 是算法密集型的大型工业软件系统，其开发过程需要计算机、数学、物理电子电路、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 企业和集成电路应用企业上下游合作，在原有的技术基础上开发的新型算 法。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。随着集成电路制造工艺进入 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。
同时，EDA 工具要尽可能准确的在软件中重现和拟合现实中的物理和工艺问题， 以期望在芯片设计阶段将其纳入考虑范围之内并以系统性的方法来应对和纠正，最终保 证芯片设计仿真结果同流片结果一致。特别是当工艺向高端制程演进的过程中，设计工 具和制造工艺紧密结合的重要性愈发突出。
综合而言，企业对 EDA 的长期高强度产业化投入成为 EDA 领军企业保持长久竞 争力的关键。同时，高强度、长周期的研发投入形成了极高行业竞业壁垒，新入局者很难形成具有竞争力的研发投入能力。
凭借强大的研发实力，截至2020年 12 月 31 日，华大九天拥有已授权发明专利 144 项，软件著作权 50 项。公司还曾荣获“第 二届集成电路产业技术创新奖（成果产业化奖）”、“中国半导体创新产品和技术奖”、 “第八届中国电子信息博览会创新奖”等多项荣誉。
3、用户协同与客户渠道壁垒
EDA 工具的技术开发和商业销售依托于制造、设计、EDA 行业三方所形成的生态 圈，需要产业链上下游的全力支持。国际 EDA 领域的领先企业与全球领先的集成电路 制造和设计企业具备长期合作基础，其 EDA 工具工艺库信息完善，能够随先进工艺演 进不断迭代，进一步巩固了竞争优势。
由于集成电路制造和设计企业对 EDA 企业的合作精力有限，对规模较小、成立时间较短的 EDA 企业很难提供相应合作资源。这也意味着市场尾部 EDA 企业难以获得生产线的最近工艺数据参数，在与工艺紧密相关的工具领域无法进行技术布局，束缚了其业务的发展与完善，这也造成了 EDA 行业下游用户 一旦确定了 EDA 供应商，短时间在内部更换 EDA 工具软件的成本较大，因此集成电 路制造与设计企业一旦与 EDA 工具供应商形成稳定的合作关系，不会轻易更换供应商， 对合作供应商粘性较强，进而提高了 EDA 行业的壁垒。
4、资金规模壁垒
EDA行业还有着较高的资金壁垒，主要体现在内部持续技术开发和吸引人才需要大额资金投入，对企业资金实力有较高的要求。对快速发展期的 EDA 企业随着业务规模扩大，研发投入不断增加，相关支出将持续增长，因此新进入的 EDA 企业面临一定的资金壁垒。
根据招股书显示，华大九天在2018 年度、2019 年度、2020 年度研发费用分别为 7,509.81 万元、13,502.87 万元、18,340.50 万元，占营业收入的比例分别高达 49.81%、52.50%、44.22%。
五、无实际控制人，中国电子为第一大股东
根据招股书显示，截至招股书签署日，公司前八大股东分别为中国电子有限（26.52%）、九创汇新（22.04%）、上海建元（13.81%）、中电金投（13.10%）、大基金（11.10%）、中小企业基金（6.43%）、深创投（4.22%）和疌泉投资（2.77%）。
其中，中国电子有限、中电金投、大基金和深创投四家股东均为国有股份持有人，合计持有华大九天54.94%的股权。
另外，公司第一大股东中国电子有限直接持有公司26.52%股权，其一致行动人中电金投持有公司13.10%股权，中国电子有限、中电金投均为中国电子集团的全资子公司，这也使得中国电子集团及其控制的企业对本华大九天具有直接或间接重大影响。
需要指出的是，公司第二大股东九创汇新，为公司部分董事、高级管理人员及核心技术人员通过员工持股平台。
华大九天表示，公司股权结构较为分散，且单个股东均无法控制董事会多数席位，公司无控股股东及实际控制人。公司经营方针及重大事项的决策均由股东大会和董事会按照公司制度讨论后确定，避免了因单个股东控制引起决策失误而导致公司出现重大损失的可能，但不排除存在因无控股股东及实际控制人影响公司决策效率的风险。此外，由于公司无控股 股东及实际控制人，公司可能面临因股权结构发生较大改变而导致的控制权不稳定风险， 可能会导致公司生产经营和业务发展受到不利影响。
六、前五大客户销售占比超50%，关联交易占比较少
报告期内，发行人向前五名客户的销售金额分别为 8,139.22 万元、14,014.02 万元 和 20,768.88 万元，占营业收入的比例分别为 53.98%、54.48%和 50.07%。其中，客户K1、上海华虹、京东方一直是华大九天的前五大客户。特别是的客户K1，销售占比近两年一直在30%以上。
值得注意的是，报告期内，华大九天与其第一大股东背后的实控人——中国电子集团，以及其控制的企业（比如上海华虹、中电熊猫液晶/平板）有着较多的关联交易。
报告期内，与公司发生关联交易或关联往来的中国电子集团控制的企业如下：
招股书显示，2018-2020 年，公司向关联方销售 EDA 软件、提供技术开发服务的收入总额分别为 336.60 万元、459.48 万元、1,581.25 万元，占各期主营业务收入的比 重分别为 2.35%、1.81%、3.89%。其中各期 EDA 软件销售收入分别为 190.00 万元、 270.80 万元、608.66 万元，占同类型收入的比重分别为 1.43%、1.26%、1.76%；技术开发服务收入分别为 146.60 万元、188.68 万元、972.60 万元，占同类型收入的比重分别为14.50%、4.86%、15.92%。
七、拟募集25.51亿元，投向EDA工具升级和开发等项目
华大九天本次拟登陆创业板公开发行股票 108,588,354 股，占发行后公司总股本的比例为 20%，拟募集25.51亿元，主要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、面向特定类型芯片设计的EDA工具开发项目、数字设计综合及验证EDA工具开发项目、补充流动资金。
华大九天表示，本次募集资金投资项目均围绕公司主营业务以及核心技术展开，符合国家产业政策 及公司发展战略。
“电路仿真及数字分析优化 EDA 工具升级项目”的实施有助于公司
进一步增强电路仿真和数字电路设计分析优化工具的技术积累和竞争优势，从而提升该
领域公司产品的核心竞争力；
“模拟设计及验证 EDA 工具升级项目”将重点优化升级
模拟电路设计全流程产品和技术，扩展产品功能，提升产品性能，加速全流程平台的国产替代进程；
“面向特定类型芯片设计的 EDA 工具开发项目”将进一步完善公司在全 定制设计领域的 EDA 工具研发布局，丰富公司在射频、存储器等全定制设计领域的产 品种类；
“数字设计综合及验证 EDA 工具开发项目”将重点研发面向数字电路设计的
核心工具，完善公司在数字 EDA 领域的产品布局，填补我国在数字电路设计领域重要工具的空白。
补充流动资金可减少公司债务性融资，优化资本结构，降低利息支出和财 务费用，提升抗风险能力。
公司本次募集资金投资项目均用于 EDA 领域关键技术的升级与开发，重点围绕技术创新领域开展，具体包括：对现有 EDA 工具的功能、性能、容量及易用性等进行升 级改造，提升工具的技术水平和应用水平；开发新产品和新技术，填补国内 EDA 核心 工具领域的空白，解决 EDA 工具核心技术受制于人的问题；招募 EDA领域专业人才， 完善研发队伍建设，提升公司技术创新软实力。
小结：
正如前面所介绍的，EDA是集成电路产业的战略基础支柱之一，特别是对于中国这个全球规模最大、增速最快的集成电路市场，EDA的杠杆效应更大。因此，EDA的自主可控已经成为了中国集成电路产业持续健康稳定发展的关键的一环。
特别是在2019年，美国在将华为列入实体清单之后，美国利用EDA工具的断供，直接限制了华为海思芯片的设计研发。毫不夸张的说，如果现在美国EDA对中国芯片设计业全面断供，中国芯片设产业将遭受极为沉重的打击。
在目前全球EDA市场，美国的Synopsys和Cadence两大巨大占据了近55%的市场，另外总部在美国的Siemens EDA也有着10.3%的市场份额。可以说，在全球EDA领域，美国拥有着绝对的优势。在国内EDA市场，Synopsys、Cadence和Siemens EDA三巨头更是占据了国内约80%的市场份额，国产EDA厂商的份额也仅只有11.5%。
虽然近两年在自主可控及资本的助推下，国产EDA发展迅速，但是相比Synopsys、Cadence和Siemens EDA等国际巨头，国产EDA厂商整体上起步较晚，不论是从成立时间，还是员工数量、IP积累、营收、研发投入等方面，都远远落后。
仅Synopsys一家EDA企业的员工数就超过了整个中国EDA产业的从业人数。2020年Synopsys的营收高达238亿元，净利润为43亿元，研发投入更是高达83亿元。相比之下，国内最大的EDA厂商华大九天不论是在员工数量、营收、利润、还是研发投入上都不到对方的零头，足见差距之大。
而且随着EDA供应商向提供更完整的设计解决方案和将IP核集成到设计软件中的方向扩展，使得它们的EDA工具与相关IP结合的越来越紧密。Synopsys、Cadence不仅是前两大的EDA工具厂商，同时也是全球第二大和第三大半导体IP厂商。而国产EDA厂商在相关半导体IP的积累上也处于弱势。
当然，不管怎么样，有着中国这个全球规模最大、增速最快的集成电路市场作为支撑，再加上国产芯片设计厂商对于供应链安全意识的增强以及资本的助推之下，国产EDA产业的前景是一片光明的。
而随着第一大国产EDA厂商华大九天的IPO，也将有助于加速国产EDA的发展，预计后续还将会有更多的国产EDA厂商走向IPO。
编辑：芯智讯-浪客剑
资料来源：华大九天招股书，部分内容为芯智讯原创
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