2022年概倫電子研究報告 立足器件建模、電路仿真-打造全流程EDA工具

2022年概倫電子研究報告立足器件建模、電路仿真_打造全流程EDA工具1、致力于成為全球領(lǐng)先的EDA企業(yè)概倫電子成立于2010年，并于2021年在科創(chuàng)板上市，是一家具備國際市場競爭力的EDA企業(yè)，擁有領(lǐng)先的EDA關(guān)鍵核心技術(shù)，致力于提高集成電路行業(yè)的整體技術(shù)水平和市場價值，提供專業(yè)高效的EDA流程和工具支撐。公司主要產(chǎn)品及服務(wù)包括制造類EDA工具、設(shè)計類EDA工具、半導(dǎo)體器件特性測試儀器和半導(dǎo)體工程服務(wù)等。公司的主要客戶包括臺積電、三星電子、SK海力士、美光科技、聯(lián)電、中芯國際等全球領(lǐng)先的集成電路企業(yè)。自成立之初，公司即圍繞集成電路行業(yè)工藝與設(shè)計協(xié)同優(yōu)化進(jìn)行技術(shù)和產(chǎn)品的戰(zhàn)略布局，推動先進(jìn)工藝節(jié)點(diǎn)的加速開發(fā)和成熟工藝節(jié)點(diǎn)的潛能挖掘。十年來，公司一直堅持以前瞻性的戰(zhàn)略定位和布局為指導(dǎo)，以市場競爭力為導(dǎo)向，持續(xù)進(jìn)行技術(shù)開拓創(chuàng)新和產(chǎn)品研發(fā)升級，目前已成長為全球知名的EDA企業(yè)，其創(chuàng)新的EDA方法學(xué)、專業(yè)的產(chǎn)品和服務(wù)價值得到了行業(yè)的高度認(rèn)可。公司第一大股東為KLProTech，持有公司21.12%的股份，實(shí)際控制人為公司董事長劉志宏先生。劉志宏先生直接持有公司16.15%的股份，并通過與共青城峰倫及KLProTech簽署《一致行動協(xié)議》，能夠支配共青城峰倫持有的公司5.58%股份、KLProTech持有的公司21.12%股份，合計控制公司42.85%的股份。核心團(tuán)隊行業(yè)從業(yè)多年，技術(shù)、管理及市場經(jīng)驗(yàn)豐富。公司董事長劉志宏博士擁有近30年的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，其他核心管理團(tuán)隊在EDA行業(yè)多擁有超20年的研發(fā)、管理及市場經(jīng)驗(yàn)。公司核心管理團(tuán)隊擁有多次EDA行業(yè)成功創(chuàng)業(yè)和整合經(jīng)驗(yàn)，對自身的技術(shù)優(yōu)勢和產(chǎn)品定位有著清晰的認(rèn)知，對行業(yè)的發(fā)展趨勢和產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用需求有精確的判斷。國內(nèi)收入快速增長，設(shè)計類EDA收入占比提升。2018-2021年，公司營收分別為5194.86萬元、6548.66萬元、1.37億元、1.94億元，扣非凈利潤分別為-798.87萬元、298.14萬元、2132.59萬元、2318.62萬元。公司器件建模及驗(yàn)證EDA工具在全球范圍內(nèi)已形成較為穩(wěn)固的市場地位，客戶覆蓋臺積電、三星電子、聯(lián)電、格芯等晶圓代工廠，電路仿真及驗(yàn)證EDA工具也已在全球存儲器芯片領(lǐng)域取得較強(qiáng)的競爭優(yōu)勢。在國內(nèi)市場，得益于公司多年技術(shù)積累和國產(chǎn)化需求驅(qū)動，公司國內(nèi)業(yè)務(wù)收入規(guī)模快速增長，占比持續(xù)提升。2022年上半年，公司來自境內(nèi)的收入達(dá)到5247.44萬元，同比增長115.10%，占總營收的比例達(dá)到48.12%。公司IPO發(fā)行新股4338.04萬股,募集資金總額12.27億元，凈額11.15億元，主要用于建模及仿真系統(tǒng)升級、設(shè)計工藝協(xié)同優(yōu)化和存儲EDA流程解決方案、研發(fā)中心建設(shè)、戰(zhàn)略投資與并購整合和補(bǔ)充營運(yùn)資金。2、立足器件建模、電路仿真，打造全流程EDA工具2.1、制造類EDA：器件建模工具全球領(lǐng)先，多年支持主流晶圓廠先進(jìn)工藝研發(fā)公司目前的制造類EDA工具主要為器件建模及驗(yàn)證EDA工具，用于快速準(zhǔn)確地建立半導(dǎo)體器件模型，是集成電路制造領(lǐng)域的核心關(guān)鍵工具之一。器件模型是對半導(dǎo)體器件電流、電壓等電學(xué)和物理特性的精確數(shù)學(xué)語言描述，是集成電路設(shè)計流程中電路設(shè)計、仿真與驗(yàn)證的基礎(chǔ)。晶圓廠進(jìn)行工藝平臺的開發(fā)時，不斷對器件的設(shè)計和工藝的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行優(yōu)化，確保各類半導(dǎo)體元器件能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模制造且特性能夠到達(dá)預(yù)定指標(biāo)后進(jìn)行電學(xué)特性的測試，并利用器件建模EDA工具建立晶圓制造所需的各種半導(dǎo)體器件的模型，這個過程就是器件建模驗(yàn)證。器件模型既是晶圓廠工藝平臺開發(fā)所需，也是設(shè)計和制造兩個階段之間必須的接口的關(guān)鍵信息。這個接口定義了晶圓廠特點(diǎn)工藝平臺中基礎(chǔ)元器件的各類特性、制造集成電路必須要遵守的規(guī)則和約束等。晶圓廠需要基于這個接口約定工藝平臺的水平和規(guī)則，設(shè)計人員的設(shè)計理念也需要基于這個接口才能實(shí)現(xiàn)電路的設(shè)計，并且通過EDA工具準(zhǔn)確地預(yù)測芯片的功能和性能，在流片前完成驗(yàn)證的動作。器件模型電學(xué)和物理特性描述的全面性、精度和質(zhì)量是決定電路仿真和驗(yàn)證結(jié)果準(zhǔn)確性和可靠性的關(guān)鍵因素。在集成電路設(shè)計企業(yè)選定工藝平臺后，通常由晶圓廠將建立好的器件模型通過PDK提供給集成電路設(shè)計人員，進(jìn)行基于該工藝平臺的電路設(shè)計、仿真與驗(yàn)證。公司器件建模工具覆蓋面全，支持業(yè)界主流模型。公司器件建模及驗(yàn)證EDA工具能夠用于建立晶體管、電阻、電容、電感等半導(dǎo)體器件的基帶和射頻模型，能夠支持BSIM、HiSIM、PSP等業(yè)界絕大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)模型和宏模型、Verilog-A等定制化模型。該類EDA工具主要功能包括器件模型的自動建模和優(yōu)化、模型質(zhì)量檢測和驗(yàn)證、不同工藝平臺模型的評估比較等，能夠滿足目前各種先進(jìn)和成熟工藝節(jié)點(diǎn)的半導(dǎo)體器件建模需求。公司器件建模及驗(yàn)證EDA全球市占率穩(wěn)固，得到主流長期驗(yàn)證和廣泛認(rèn)可。公司是SPICE建模技術(shù)市場領(lǐng)導(dǎo)者，產(chǎn)品被國內(nèi)外領(lǐng)先的半導(dǎo)體公司所廣泛采用，長達(dá)十余年支持成熟和先進(jìn)技術(shù)節(jié)點(diǎn)，包括28nm、14nm、10nm、7nm、5nm和3nm。在器件建模及驗(yàn)證EDA市場，公司在全球范圍內(nèi)已形成較為穩(wěn)固的市場地位，客戶覆蓋臺積電、三星電子、聯(lián)電、格芯、中芯國際等全球前十大晶圓代工廠中的九家。報告期內(nèi)，來自于上述九家晶圓代工廠的器件建模及驗(yàn)證EDA工具收入占公司制造類EDA工具的累計收入比例超過50%。作為生成的器件模型庫作為設(shè)計與制造的關(guān)鍵接口，通過上述國際領(lǐng)先的晶圓廠提供給其全球范圍內(nèi)的設(shè)計客戶使用，公司器件建模及驗(yàn)證EDA工具的全面性、精度和質(zhì)量已得到業(yè)界的長期驗(yàn)證和廣泛認(rèn)可。2.2、設(shè)計類EDA：電路仿真和驗(yàn)證工具具備較強(qiáng)市場競爭力IC設(shè)計企業(yè)為減少反復(fù)進(jìn)行流片驗(yàn)證耗費(fèi)的時間和成本，需要在流片驗(yàn)證前，通過電路仿真和驗(yàn)證EDA工具盡可能真實(shí)地模擬芯片工作的過程，預(yù)測流片驗(yàn)證的結(jié)果。通過模擬預(yù)測的結(jié)果，在芯片設(shè)計階段的早期就能發(fā)現(xiàn)設(shè)計問題，及時了解設(shè)計結(jié)果是否滿足功能和性能要求，并進(jìn)行相應(yīng)修改，爭取一次性通過完成芯片樣片的流片驗(yàn)證。這個過程就是電路仿真與驗(yàn)證，電路仿真及驗(yàn)證是芯片投入制造前，集成電路設(shè)計企業(yè)對集成電路的運(yùn)行進(jìn)行模擬，以驗(yàn)證其功能和性能指標(biāo)是否達(dá)標(biāo)的唯一手段。目前，公司的設(shè)計類EDA工具主要包括電路仿真及驗(yàn)證EDA工具等，能夠適用于模擬電路、數(shù)字電路、存儲器電路及混合信號電路等集成電路。具體產(chǎn)品來看，公司產(chǎn)品分為高精度中小規(guī)模SPICE仿真器、較高精度大規(guī)模GigaSPICE仿真器、中高精度超大規(guī)模FastSPICE仿真器等類型，能夠滿足用戶在不同精度、速度、容量上的電路仿真、驗(yàn)證、優(yōu)化等需求。除晶體管級電路仿真和驗(yàn)證EDA工具外，公司還擁有良率導(dǎo)向設(shè)計平臺NanoYield、大容量波形查看器NanoWave、層次化SOC設(shè)計規(guī)劃工具NavisPro、標(biāo)準(zhǔn)單元庫特征化工具Nanocell、標(biāo)準(zhǔn)單元庫驗(yàn)證工具LibWiz等。公司電路仿真驗(yàn)證工具已在存儲器市場取得較強(qiáng)競爭優(yōu)勢。公司電路仿真驗(yàn)證EDA工具在市場高度壟斷的格局下，已在全球存儲器芯片領(lǐng)域取得較強(qiáng)的競爭優(yōu)勢，多年來支持三星電子、SK海力士、美光科技、長鑫存儲等國內(nèi)外領(lǐng)先存儲器廠商持續(xù)進(jìn)行先進(jìn)存儲器芯片的開發(fā)，推動DRAM向1xnm（16-19nm）、1ynm（14-16nm），1znm（12-14nm）等先進(jìn)工藝節(jié)點(diǎn)演進(jìn)、推動NANDFlash向64L、92L、136L、176L等先進(jìn)堆棧工藝帶來的更高密度和更高速度的演進(jìn)。報告期內(nèi)，來自于三星電子、SK海力士、美光科技三家存儲器廠商的收入占公司設(shè)計類EDA工具收入的比例超過40%。除在存儲器領(lǐng)域獲得國際市場競爭力外，該等工具還被Lattice、Microchip、ROHM等國內(nèi)外領(lǐng)先的半導(dǎo)體廠商在量產(chǎn)中采用，對數(shù)字、模擬、存儲器等各類集成電路進(jìn)行晶體管級的高精度電路仿真。2.3、全流程EDA設(shè)計平臺落地，目標(biāo)市場大幅擴(kuò)大全流程EDA工具NanoDesigner平臺推出，面向模擬IC、存儲等全定制電路。公司于2022年8月1日正式發(fā)布EDA全流程平臺NanoDesigner。NanoDesigner平臺產(chǎn)品承載著公司在DTCO方面的理念和設(shè)計方法學(xué)，包含原理圖編輯、版圖編輯和優(yōu)化及物理驗(yàn)證等功能，同時集成公司電路仿真器NanoSpice系列電路仿真器，能夠?yàn)榭蛻籼峁╇娐吩O(shè)計輸入、仿真和驗(yàn)證、版圖實(shí)現(xiàn)、物理驗(yàn)證和設(shè)計優(yōu)化等完整的設(shè)計流程，主要覆蓋各類存儲器電路、模擬電路等定制類芯片設(shè)計。NanoDesigner平臺的推出意味著公司已擁有向定制類芯片設(shè)計的全流程EDA工具，所面向的市場規(guī)模大幅擴(kuò)充。NanoDesigner平臺推廣按計劃推進(jìn)中，年內(nèi)有望產(chǎn)生收入。目前，NanoDesigner產(chǎn)品已在國內(nèi)部分頭部客戶進(jìn)行先發(fā)推廣和拓展，也開展一系列的測試和驗(yàn)證工作，今年下半年陸續(xù)有國內(nèi)外的其他客戶同步在接觸，整體的推進(jìn)節(jié)奏符合預(yù)期，預(yù)計今年年內(nèi)能夠產(chǎn)生部分收入。3、EDA市場由國際廠商壟斷，國產(chǎn)化需求迫切3.1、EDA市場規(guī)模穩(wěn)步增長先進(jìn)工藝的技術(shù)迭代和眾多下游領(lǐng)域需求驅(qū)動下，全球EDA市場規(guī)模穩(wěn)步增長。隨著集成電路行業(yè)的技術(shù)迭代，先進(jìn)工藝的復(fù)雜程度不斷提高，下游集成電路企業(yè)設(shè)計和制造高端芯片的成本和風(fēng)險急劇上升。在此背景下，EDA工具作為集成電路設(shè)計與制造環(huán)節(jié)必不可少的支撐工具，用戶對其重視程度與日俱增，依賴性也隨之增強(qiáng)。同時，眾多新興應(yīng)用場景的不斷出現(xiàn)和系統(tǒng)復(fù)雜性的提升也對EDA工具產(chǎn)生新的需求。根據(jù)SEMI統(tǒng)計，2020年全球EDA市場規(guī)模114.67億美元（含IP市場），同比增長11.63%。雖然EDA行業(yè)占整個集成電路行業(yè)市場規(guī)模的比例較小，但對整個集成電路行業(yè)至關(guān)重要。EDA市場高度集中，主要由新思科技、鏗騰電子、西門子EDA三家廠商壟斷。三家廠商均以其在國際市場上具備行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)地位的核心EDA產(chǎn)品為錨，通過數(shù)十年不間斷的高研發(fā)投入夯實(shí)鞏固其核心產(chǎn)品的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢，并通過不斷拓展、兼并、收購逐步形成全流程解決方案，最終得到全球領(lǐng)先集成電路企業(yè)的充分認(rèn)可使用，確立行業(yè)壟斷地位，并已建立起相當(dāng)完善的行業(yè)生態(tài)圈，形成較高的行業(yè)壁壘和用戶粘性，占據(jù)全球主要的EDA市場。根據(jù)賽迪顧問，2020年國際EDA巨頭全球市場占有率超過77%。基于國際EDA巨頭的核心優(yōu)勢產(chǎn)品及全流程覆蓋的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)及成果，EDA公司存在兩種不同的發(fā)展路徑：優(yōu)先重點(diǎn)突破關(guān)鍵環(huán)節(jié)核心EDA工具，在其多個核心優(yōu)勢產(chǎn)品得到國際領(lǐng)先客戶驗(yàn)證并形成國際領(lǐng)先地位后，針對特定設(shè)計應(yīng)用領(lǐng)域推出具有國際市場競爭力的關(guān)鍵流程解決方案；或優(yōu)先重點(diǎn)突破部分設(shè)計應(yīng)用形成全流程解決方案，然后逐步提升全流程解決方案中各關(guān)鍵環(huán)節(jié)核心EDA工具的國際市場競爭力。優(yōu)先突破關(guān)鍵環(huán)節(jié)核心工具的典型公司，國際上有是德科技、ANSYS、PDFSolutions等，國內(nèi)有概倫電子、廣立微等；優(yōu)先突破部分設(shè)計應(yīng)用全流程解決方案的典型公司，國際上有SILVACO、JedatInc.等，國內(nèi)有華大九天等。國內(nèi)EDA市場集中度較高，大部分市場份額由國際EDA巨頭占據(jù)。根據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，2020年中國EDA市場規(guī)模約93.1億元，同比增長27.7%，占全球市場份額的9.4%，預(yù)計未來幾年仍將保持高速增長。在國際貿(mào)易摩擦影響下，業(yè)界對EDA行業(yè)發(fā)展的急迫性和必要性的認(rèn)知程度顯著提高。國內(nèi)集成電路企業(yè)出于安全性和可持續(xù)性等因素考慮開始接受或加大采購具有國際市場競爭力的國產(chǎn)EDA工具，給國內(nèi)EDA企業(yè)帶來發(fā)展機(jī)遇。器件模型建模驗(yàn)證工具的EDA市場主要由兩家占據(jù)，公司為主要供應(yīng)商之一。在器件建模驗(yàn)證細(xì)分EDA工具市場，公司和是德科技為這一市場的主要供應(yīng)方，但在產(chǎn)品、技術(shù)和市場定位上各有特點(diǎn)。公司的器件建模及驗(yàn)證EDA工具產(chǎn)品及建模流程在中低工作頻率下工藝平臺的器件建模時更有優(yōu)勢，在針對基帶芯片和存儲器芯片的器件建模市場占有率相對更高；是德科技相關(guān)產(chǎn)品及建模流程則在較高工作頻率下工藝平臺的器件建模時更有優(yōu)勢，在針對射頻芯片的器件建模市場占有率相對更高。全定制電路仿真與驗(yàn)證EDA工具市場競爭相對激烈，公司是主要參與者之一。模擬電路EDA中的電路仿真與驗(yàn)證EDA工具市場，參與者較多，公司、鏗騰電子、新思科技、西門子EDA、SILVACO等為該細(xì)分工具在國際市場的主要供應(yīng)方。3.2、美加大對國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)出口限制，催生需求中國大陸市場貢獻(xiàn)海外EDA廠商超15%的收入。新思科技、Cadence等國際EDA廠商超過15%的收入來自中國大陸市場。新思科技2020財年、2021財年來自中國大陸市場的銷售收入分別為4.21億美元、5.63億美元，占其當(dāng)年總收入的比重分別為11.42%、13.39%。2022財年上半年，中國大陸市場貢獻(xiàn)了新思科技16.79%的營收，達(dá)到4.28億美元，同比增長77.38%。Cadence2020財年、2021財年來自中國大陸市場的銷售收入分別為4.21億美元、3.78億美元，占其當(dāng)年總收入的比重分別為15.16%、12.65%。2022財年上半年，中國大陸市場貢獻(xiàn)了Cadence14.39%的收入，為253億美元，同比增