本简报不构成投资建议,仅作为研究讨论之用。股市有风险,决策需独立思考,切忌人云亦云。
因为以前不了解半导体设计专用软件这个行业,本次简报主要旨在了解EDA这个半导体专用软件工具行业(之前新股申购的时候看到这家要上市了),这个行业需要关注,但是概伦电子并非国产EDA龙头,目前国内市场格局还不够明朗(国内企业),而且刚上市的公司需要观望市场的态度。(首发于微信公众号【逸柳投研笔记】)
EDA,Electronic Design Automation,即电子设计自动化软件工具,其基本功能在各家公司的招股书、券商的研究报告中都有涉及,专业的解释这里就不详述,我所理解其功能在于将工程师头脑中的想法转化为具体的电路图形式(知识产权形态),方便之后通过晶圆制造和封测过程形成实物形态。从本质上,跟纸笔、Office软件、画图软件、CAD软件、编程软件等等没有什么区别。
EDA工具的起源是IDM厂商的工程师为提升某个具体环节的效率或解决某个特定问题而编写的计算机程序。时至今日,EDA工具的数量越来越多,形成了以部分关键工具为主、大量其他工具为辅的设计和制造流程,复杂程度不断提升,开发难度和市场门槛也越来越高。(来自概伦电子招股书P90)
EDA产品种类众多,按照使用的环节,可以分为IC设计类EDA、IC制造类EDA、IC封测类EDA、PCB设计软件(本科时候用过Protel软件)、电子电路设计仿真(典型就是Matlab、multisim)等;按照功能主要是版图设计、建模、仿真、验证。下面两图分别为Synopsys(新思科技)和Cadence(铿腾电子)的产品情况。国际上的三大厂(上面两家再加上西门子EDA)的产品能够实现EDA全流程、全领域的覆盖(根据东吴证券统计,大概有40多类产品),而目前国产的EDA大概只能提供一半左右。
芯片设计/制造需要设计厂、晶圆厂、EDA软件公司的相互协同,设计厂和晶圆厂使用EDA工具工作,得到的数据和效果又反馈到EDA公司,便于产品改进。
在开发了某种新工艺平台后,晶圆厂需要使用制造类EDA建立器件模型,然后将器件模型及规则、参数打包成PDK(工艺设计工具包,反映半导体制造工艺的一组文件,包括设计规则、器件模型、仿真模型、版图、参数等)发给设计人员,设计人员据此进行电路设计、仿真和验证(这个过程可能要持续多次,流片失败可能需要重新生成PDK)。下图为概伦电子招股书列示的集成电路设计和制造流程及EDA发挥的作用(加粗为概伦电子当前的产品覆盖范围)
在技术变化方面,跟其他的软件工具方向类似:人工智能赋能+EDA上云。
EDA软件主要通过授权模式向客户销售,收取授权费,授权一般以合同约定的时间周期为限(根据国信证券报告[1],一般合约期为2-3年),也存在永久使用权(根据概伦电子招股书,该种方式下为某个版本的永久使用权,附带一定期限内的版本升级和服务)。根据Synopsys年报(2021财年年报P13),授权费(License fees)取决于授权的类型、产品组合以及需要获得授权的复制品数量(安装的设备数量)等。
除了EDA软件授权外,国际的EDA大厂还提供IP业务授权,IP产品主要是一些已经设计好的电路模块(可以重复使用),根据Synopsys年报,IP业务通常采用授权费(per design basis,按设计电路数量收费)+版税(royalties)方式收费。IP业务相当于EDA厂帮助实现了部分设计职能。
从市场规模来看,根据广立微招股书引用ESD Alliance数据,2015至2020年,全球EDA市场规模从 78 亿美元增长到115亿美元(包括IP市场,2020年IP市场为40.38亿美金),年均复合增长率达8.07%。根据WSTS数据,2020年全球半导体市场规模4404亿美元,同比增长6.8%。按照半导体规模来看,EDA市场撬动了大概40倍的杠杆。
全球EDA厂商主要主要有Synopsys(新思科技)、Cadence(铿腾电子)、西门子EDA(原Mentor Graphics)、Ansys、是德科技等,其中前三大厂商份额将近80%,新思科技2020年财年(截至2020年10月底)收入为37亿美元,铿腾电子2020年财年(截至2021年1月2日)收入为27亿美元。根据赛迪智库数据,2020年我国EDA市场规模为66亿,其中Synopsys、Cadence和Siemens EDA三家合计占比为78%,国产化率不到15%。
根据芯思想研究院数据(芯思想公众号文章),2020年底中国EDA公司保有数量49家,其中概伦电子于2021年12月28日上市,另外华大九天、广立微、国微思尔芯、芯愿景等公司提交了上市申请。
[1]20210708-国信证券-软件与服务行业:EDA行业报告,从华大九天看国产EDA的“逆风而上”
概伦电子成立于2010年3月,总部位于上海自贸区,2021年12月28日在科创板上市。公司实际控制人为LIU ZHIHONG(刘志宏),首发后直接持有公司16.1491%的股份,通过与KLProTech(公司境外员工持股平台)、共青城峰伦(公司总裁、首席运营官杨廉峰控股的公司)签订《一致行动协议》,能够支配两家机构持有的公司21.1241%、5.5812%的股份,合计控制公司42.8544%的股份。
公司好几个重要高管都有在Cadence从业经历(大概在那个时候通过同事关系形成了公司核心团队的雏形)。公司董事长为LIU ZHIHONG(刘志宏),1956年出生,美国国籍,香港大学电子电气工程博士,加州大学伯克利分校集成电路博士后,2001-2003年任Celestry Design Technology, Inc. 总裁兼首席执行官(该公司在2002年被Cadence收购),2003年至2010年任铿腾电子全球副总裁,2006年创立ProPlus,2010年创立概伦并担任董事长。
董事、总裁、首席运营官杨廉峰,1977年生,英国格拉斯哥大学半导体器件物理博士,2004年至2006年,任铿腾电子北京研发中心高级产品工程师,后来的经历跟董事长类似。
执行副总裁、首席战略官XU YI(徐懿),美国国籍,2003年至2006年,任铿腾电子市场副总裁,2010年任公司执行副总裁,不过在2018年离开公司,2020年回到公司。
执行副总裁、首席产品官李严峰,1974年出生,美国范德堡大学电机工程与计算机科学专业硕士,2000年至2002年任铿腾电子设计工程师(应该是刚毕业的第一份工作吧,跟董事长和总裁这时候没有什么交集),2003-2012年任北京艾克赛利微电子技术有限公司研发副总裁、总经理(该公司在2011年底被安捷伦收购,李短暂在安捷伦任职),2012年6月至2019年12月,任博达微创始人、总经理,2019年概伦电子收购博达微后进入公司,任执行副总裁、首席产品官。
公司EDA产品主要用于非数字电路领域(尤其是存储),包括制造端的器件建模及验证、设计端的仿真和验证,覆盖范围相对华大九天等还相对较窄。
2020年,概伦电子EDA业务为9483万元,同比增长71%,占公司总收入比重的69%,其中制造类EDA占比43%,设计类EDA占比23%;除了EDA软件外,还包括半导体器件特性测试仪器,主要用于测试制造得到的半导体器件的性能,客户是晶圆厂、设计厂、大学与研究机构等,自2018年以来,测试仪器业务增速快于EDA业务,收入占比从1.3%提升到30.7%。
公司器件建模及验证 EDA 工具主要客户包括台积电、三星电子、联电、格芯、中芯国际等;电路仿真和验证 EDA 工具已经进入全球领先集成电路企业(主要是存储芯片厂商),主要客户包括三星电子、 SK 海力士、 美光科技、长鑫存储等。
在销售渠道方面,公司早年主要采用经销方式,但是在2018-2021H1直销模式占比逐步提升,2021H1直销收入占比88.75%;同时早年的经销方式主要来自ProPlus这家关联公司,该公司由创始人团队在2006年设立。
全球三大EDA企业都是通过持续不断的并购实现产品线全流程覆盖和发展壮大的,根据东吴证券报告引用与非网数据,从成立到2021年4月,新思科技共进行了112次并购,铿腾电子共进行79次并购,西门子EDA共进行70次并购,这与EDA行业特点有关,EDA市场规模较小,但是细分领域又有很多,同时由于轻资产运行,创业所需资金相对较少(相对制造业)。
概伦电子自成立以来,共进行了两次收购,一次是2019年12月收购的博达微,该公司主要从事器件建模和PDK 相关 EDA 工具授权及半导体工程服务、半导体器件特性测试仪器销售等,其EDA工具主要面向晶圆厂销售;还有一次是2021年6月收购的Entasys,业务为早期设计规划解决方案的开发,为SoC芯片设计提供 EDA 解决方案,销售区域主要在韩国及周边地区。
公司首发拟募集资金12亿,总共有五个项目,不过前面三个项目其实没什么本质区别,只是可能他们公司内部团队的划分不一样,作为软件公司,做的事情基本就是:招人、买办公室或者租办公室、买设备和买软件(比如编程软件、Office软件等);公司还有1.5亿用于未来的并购,这个也是行业发展的政策路径,收购外部团队,扩展公司的产品线或者客户条线等。(个人觉得这个募集资金总额,估计是根据最小发行比例和他们想要的估值给的,而不是因为这些项目本身需要这么多资金——跟制造业不同,软件公司项目在资金上灵活性较强)。
下表将几个主要的EDA公司的财务情况进行了比较,华大九天是国内规模最大的EDA公司,新思科技和铿腾电子是全球份额第一、第二的公司,两家均在纳斯达克上市。
从收入规模来看,概伦电子收入约为华大九天的1/3,约为新思科技的1/160;利润上,概伦约为华大九天的1/3(2019、2018年因为收入不多,加上股权激励,利润指标失真),约为新思科技的1/140。净利率方面,这些公司区别不是很大,约为20%左右。
人员规模上,各家公司的差距与收入差距相似,但是新思科技和铿腾电子的人均创收略高,大概是国内两家的1.5倍,应该跟规模经济效应有关,他们两家都能够提供全系列产品,研发体系非常完善,和各知名大学院校都有合作。
EDA工具的国产化开始于上世纪八十年代,最早的国产EDA工具为九十年代初诞生的“熊猫”EDA工具,不过后来国外EDA进入中国,在“造不如买”思潮下,国产EDA 产业陷入了十几年的沉寂,直到2008年核高基项目(“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品”国家科技重大专项)将EDA工具纳入其中,国产EDA才重新焕发生机(摘自东吴证券报告[1],有改动)。而美国对华为的打压,则使得人们深刻认识到EDA的重要性和国内在EDA领域的不足(或者应该在一定程度上感谢美国,让我们发现了产业链上存在的短板,这跟网络安全领域的攻防类似,有时候漏洞需要经历被攻击才能被发现和重视。在此之前,我根本就不会想到一个全球市场规模不到100亿美金的行业竟然会有如此大的威力,直接让一个IC设计公司失去开展业务的基础)。
但是跟任何产业一样,EDA的国产化不是一年两年就能够完成的事情,产业界要一步一个脚印去做,而不像二级市场,一旦某个概念出来了,一个月之内就能够让股价翻倍甚至翻几倍,提前反映好几年之后的未来(这个见闻色霸气逆天了)。适当的炒作会引导资本向某个产业移动,从而促进该行业的发展,但是过度的炒作则会打击投资者的信心(仅仅因为炒作而涨上去的股价,最后都逃不过人走茶凉的境遇,买单的就是那些高位接盘的投资者),对于产业界甚至也会造成危害(他们会想,如果可以通过炒作某个概念迅速致富,为何还要辛辛苦苦办企业呢?)。
以上是一些闲话。
根据EDA的销售模式,EDA的价格取决于产品类型和功能数量,如果把所有的EDA产品当作一个整体来看,那么每套EDA的销售价格(以及需要的IP模块数量)主要跟制程和电路的复杂程度有关,制程越先进,电路越复杂,版图制作、建模、仿真的难度就更高,那么相应EDA的价格也更高。制程主要是跟最小特征尺寸有关,也就是28nm、7nm、5nm、3nm等等,电路复杂程度主要跟芯片类型相关,比如逻辑芯片的涉及的元器件种类更多,电路更加复杂。
在EDA销售数量来看,EDA是一种软件,其销售量是需要安装EDA工具的计算机的数量,而EDA使用对象主要是芯片设计厂的工程师(硬件设计工程师),所以如果估算市场规模,理论上我们需要找芯片设计工程师数量的相关数据(得给每个工程师配备一台安装了EDA的计算机吧)。
由于上面两组数据都不好找,所以只能在思路上作为指导,有助于我们定性判断市场规模及增速情况。EDA是半导体行业上游,其与半导体市场存在一种比例关系,下表根据两个市场的规模进行了比较,2020年半导体市场规模大概是EDA(含IP模块市场)的38倍、EDA(不含IP模块市场)的60倍,而且在自2018年以来,这个比例关系在持续下降,也就是说随着制程越来越先进,所需要的EDA工具的价值量提升。尽管如此,二者之间仍然呈现出一种近似正比关系,因此可以通过半导体市场的增速来间接估算未来的EDA市场增速。从结果来看,国内EDA市场规模增速在20%左右,与国内半导体市场增速类似,显著高于全球EDA市场增速(约8%左右)。
如果假设我国和全球的半导体市场规模/EDA市场规模的比例保持一致,那么我们2020年EDA市场规模应该为231亿元(含IP市场)、145亿元(不含IP市场),但是实际上2020年我国EDA(不含IP市场)仅为66亿元,其背后的原因可能与我国半导体产业中先进制程占比较低有关,也有可能是半导体市场规模数据中将设计、制造、封装三项加总,从而存在一定程度的重复计算(设计厂产值已经包括了制造和封装的产值)。
[2]《20211231-东吴证券-计算机应用行业:深思美国EDA强盛之路,坐看国产EDA星火燎原》
估值方面,新思科技当前(美国时间2022.1.6收盘,下同)总市值为529亿美元,截至2021年10月31日财年的收入为42亿美元,归母净利润为7.58亿美元,对应静态PS为12.6倍,静态PE为70倍;铿腾电子当前总市值为480亿美元,2020Q3-2021Q3收入为25.76亿美元,净利润为6.92亿美元,对应PS为18.6倍,PE为69倍。
概伦电子当前估值(北京时间2022.1.7收盘)总市值为146亿,假设按照新思科技和铿腾电子这样的成熟EDA企业给估值,按照20倍PS(这样的PS在软件公司里面属于比较高的了),需要达到7.3亿的收入,按照70倍PE,需要达到2个亿利润,假设2021年收入能够达到2个亿,公司的收入至少还需要增加2.65倍,才能匹配当前的估值,如果按照每年50%的增速,需要到2024年中期才能达到这个水平。
因此总的来讲,目前概伦这个估值缺乏足够的吸引力,而且当前A股只有这一家EDA公司,没有足够的选择空间,作为新股,也需要等待市场进一步验证,并等待关于公司运营的更多动态信息。