以存储芯片 EDA 为基石,实现点工具突破,产品具备全球竞争力。概伦电子以存储芯片 EDA 为切入点,与全球领先的存储厂商展开合作,支持其高端存储器芯片的开发,实现了 点工具的突破。一方面拥有优质的客户资源,制造类 EDA 客户包括台积电、三星电子、联 电、格芯、中芯国际等全球前十大晶圆代工厂中的九家(2020 年全球市场份额合计占 94%), 设计类 EDA 工具客户包括全球规模前三的存储器厂商三星电子、SK 海力士、美光科技 (2020 年全球市场份额合计占 73%)。另一方面海外收入占比(2020 年达到 53%)在国 内 EDA 厂商中处于较高水平,一定程度上反映出公司产品较强的全球竞争力。
基于 DTCO 方法学进行探索与实践,推动制造设计协同,有望进一步提升芯片设计效率。 制造类 EDA 领域,公司的器件建模及验证 EDA 工具满足半导体器件的多样建模需求,为 公司的产品发展打下良好基础。此后公司进一步在面向设计环节的 EDA 工具方面取得突破, 电路仿真及验证 EDA 工具能够满足用户在不同精度、速度、容量上的仿真与验证需求。围 绕 DTCO 方法学,公司通过收购博达微、Entasys 进一步增强制造类 EDA 产品的协同性。 此外,公司持续加强研发投入,研发费用率高于行业平均水平。经过多年积累,公司拥有 多项 EDA 核心技术,并持续通过在研项目对核心技术进行研发、演进和拓展。
与市场观点不同之处
1) 市场认为相比于点工具,全流程布局更加符合行业发展趋势,对于点工具突破的价值认 识不充分,本报告结合市场竞争格局及公司发展历程,阐述了国产 EDA 点工具突破的 发展路径的价值所在。
2) 市场对于 EDA 的认知侧重于设计类 EDA,忽视了在制造环节中同样具备高技术壁垒的 器件建模、验证等制造类 EDA 产品,以及制造与设计协同的重要性。本报告从制造 EDA 与设计 EDA 协同的角度进行分析,有助于市场更加全面的认识 EDA 产品及概伦电子的 价值所在。
概伦电子:已实现点工具突破的领先国产 EDA 厂商
成立多年,深耕 EDA 产品及解决方案。概伦电子成立于 2010 年,专注于为全球集成电路设 计和制造企业提供 EDA 产品及解决方案,通过 EDA 方法学创新,推动集成电路设计和制造 的深度联动,加快工艺开发和芯片设计进程,提高集成电路产品的良率和性能,增强集成电 路企业整体市场竞争力。公司的主营业务为向客户提供被全球领先集成电路设计和制造企业 长期广泛验证和使用的 EDA 产品及解决方案,主要产品及服务包括制造类 EDA 工具、设 计类 EDA 工具、半导体器件特性测试仪器和半导体工程服务等。公司的主要客户包括台积 电、三星电子、SK 海力士、美光科技、联电、中芯国际等全球领先的集成电路企业。据公 司招股书,截至 2021H1,概伦电子共有 216 名员工,在上海、济南、北京、硅谷、首尔等 地拥有分支机构,销售与服务网络覆盖北美地区、日本、韩国、中国台湾等境外市场。

股东背景多元。股东包括 KLProTechH.K.Limited、刘志宏、共青城明伦、共青城伟伦等员 工持股平台、英特尔产品(成都)有限公司等。刘志宏为公司实际控制人,直接持有概伦 电子 16.15%的股权。
管理层深耕行业多年,专业性强。管理层包括刘志宏、杨廉峰、唐伟、梅晓东、徐懿、李 严峰等人,管理层均有多年行业经验,管理层整体专业性较强。其中刘志宏、杨廉峰在内 的多人曾任职于 Cadence 等企业,拥有海外行业巨头任职背景。

新增半导体器件特性测试仪器业务驱动,收入高速增长
收入大幅增长,2019 年至今实现持续盈利。近年来公司收入不断提高,营业收入由 2018 年的 5194.86 万元上升到 2020 年的 1.37 亿元,复合增长率达到 62.68%,主营业务稳步推 进。归母扣非净利润同样呈现大幅增长趋势,归母扣非净利润从 2018 年的-798.87 万元上 升至 2020 年的 2132.59 万元。
半导体器件特性测试仪器业务持续发力。公司营收主要由 EDA 工具授权(包含制造类 EDA 工具、设计类 EDA 工具)、半导体器件特性测试仪器和半导体工程服务三部分构成,其中 EDA 工具授权业务是最主要的收入构成。2018 年以来,制造类 EDA 业务营收由 2018 年 的 2975.51 万元增至 2020 年的 5922.33 万元,复合增长率达 41.08%。设计类 EDA 业务 营收由 2018 年的 1358.04 万元增至 2020 年的 3560.87 万元,复合增长率达 61.93%。除 此之外,外延和内生增长共同驱动半导体器件特性测试仪器业务增长。2019 年末,公司通 过对博达微 80%股权的收购进一步加速了半导体器件特性测试仪器业务的增长,该业务收 入从 2018 年的 68.83 万元增长到 2020 年的 2443.15 万元,年均复合增长率达 495.78%, 收入占比由 2018 年的 1.35%上升至 2020 年的 17.84%。

研发投入高,毛利率水平较高。扣除股份支付后,2018-2020 年公司的管理费用率和销售 费用率呈现上升趋势。据招股书披露,公司管理费用率上升一方面是由于公司经营规模相 对较小,管理活动的规模效应尚未完全显现,另一方面是由于公司境外经营占比相对较高, 对跨国管理活动所需的人员要求以及境外税务、审计、法律等咨询服务需求较高。此外, 公司为提升管理能力以应对经营规模扩张,2020 下半年至 2021 上半年管理人员人数及平 均薪酬均有所上升,且 2021 年上半年境外并购及上市相关费用增长较多,据公司招股书披 露,2021 年上半年销售费用率上升是由于公司紧抓行业发展机遇,持续扩大销售投入,加 强销售力量,销售人员数量与人均薪酬均有所上涨,大幅提升了销售费用中的薪酬费用。 2018-2020 年研发费用率平均为 41.31%,与同行业公司的 34.71%相比,研发费用率处于 较高水平。
毛利率水平高,盈利能力强。据招股说明书,2018-2020 年公司毛利率平均为 94.01%,与 同行业公司的 72.32%相比处于较高水平。从业务模式看,占公司收入比重最大的为 EDA 工具授权业务。公司提供的 EDA 软件包含多种功能模块,根据客户选择的模块确定价格, 同时也会根据客户采购数量确定折扣,因此客户单价差异较大。该业务毛利率较高主要原 因是相关开发成本均已费用化。从毛利率水平看,该业务与华大九天、寒武纪的业务接近, 两家公司 2018-2020 年该业务的平均毛利率分别为 100.0%、99.8%。同行业公司毛利率低 于该水平的原因包括产品形态差异(软硬一体化产品)、产品包含第三方 IP 授权成本等。 2020 年公司总体毛利率水平略有下降,主要原因为公司业务结构变动,毛利率 100%的 EDA 工具授权业务的收入占比下降,使得整体毛利率下降。(报告来源:未来智库)

市场地位:海外巨头处于垄断地位,国产厂商存在差距
EDA 为芯片设计、制造的关键软件。EDA 技术是以大规模可编程逻辑器件为设计载体,以 硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式,以计算机、大规模可编程逻辑器件的开发 软件及实验开发系统为设计工具,用软件方式设计芯片的技术。EDA 软件是 EDA 技术的重 要载体,功能包括逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合及优化,逻辑布局布线、逻 辑仿真,是用于芯片设计、制造等环节的工业软件。从使用环节的角度可以分为制造类 EDA 和设计类 EDA。
全球 EDA 市场海外巨头占据统治地位。根据 SEMI 统计,2020 年全球 EDA 市场规模为 114.67 亿美元,同比增长 11.63%。目前全球 EDA 市场处于 Synopsys、Cadence、Mentor 三家厂商垄断的格局,行业高度集中。根据赛迪顾问,2020 年国际 EDA 巨头全球市场占 有率达到 77%。已建立起相当完善的行业生态圈,形成了较高的行业壁垒和用户粘性,占 据了全球主要的 EDA 市场,确立了行业垄断地位。

国产 EDA 与海外 EDA 厂商有一定差距。我国目前国产 EDA 厂商与国际 EDA 巨头存在差 距。首先,我国 EDA 行业市场规模相对较小。据中国半导体行业协会,2020 年中国 EDA 市场规模约 93.1 亿元,占全球市场份额的 9.4%。从竞争格局看,海外巨头占据垄断地位。 据赛迪智库,2018-2020 年中国 EDA 市场 CR3 分别为 77.1%、77.4%、77.7%。Synopsys、 Cadence、Simens 三巨头合计占据了 77%以上的市场份额。国产 EDA 公司规模同海外巨 头有一定差距,从出海情况看,国产厂商的海外收入一定程度上反映了国产厂商的全球竞 争力,从这一指标看,2020 年概伦电子海外收入占比达到 53%,在国内 EDA 厂商中处于 较高水平。
产品特点:海外巨头已实现全流程布局,国产厂商多点突破
海外巨头实现全流程布局,国内厂商多点突破。海外三大巨头 Synopsys、Cadence、Simens 起家于点工具,在此基础上通过长时间不断的行业并购整合逐步实现对全流程 EDA 工具的 开发,EDA 产品现已全面覆盖模拟、数字前端、数字后端、封装等环节。与国际巨头相比, 国产厂商专注于各自擅长的细分领域并已在部分环节实现局部创新和突破。其中华大九天 侧重于突破部分芯片设计应用全流程解决方案。广立微和概伦电子是国产厂商中专注于突 破关键环节核心工具的典型公司。其他重要的参与者包括芯和半导体、芯华章、国微思尔 芯、珂晶达等。

概伦电子在模拟、封装、工艺开发等点工具方面实现突破。概伦电子沿袭海外巨头的初始 发展路径,从点工具出发进行突破,现已在器件建模和电路仿真两大集成电路制造和设计 的关键环节开发形成了 EDA 核心工具。此外,概伦在高精度快速并行仿真技术、自适应双 引擎求解器仿真技术方面,公司同海外巨头 Synopsys 及 Cadence 产品在速度、容量、精 度等方面较为接近,在部分指标中,如 NanoSpicePro 在容量上优于海外巨头的对标产品。
以存储芯片 EDA 为切入点,牢筑发展基石
公司已实现对制造与设计环节核心 EDA 工具的突破。公司产品覆盖集成电路的制造与设计两 大关键环节。公司以面向制造环节的 EDA 工具为起点,主要用于晶圆厂工艺平台的器件模型 建模,为集成电路设计阶段提供工艺平台的关键信息,作为该阶段电路仿真及验证的基础。 在制造类 EDA 工具取得一定国际影响力后,公司进一步在面向设计环节的 EDA 工具方面取 得突破。设计类 EDA 工具主要用于设计阶段的电路仿真与验证,是整个集成电路设计流程从 前端设计到后端验证的核心 EDA 工具。概伦形成了打通从制造到设计的完整产品线。

产品获得全球头部晶圆厂及存储器芯片厂商的广泛使用,拥有优质客户资源。器件建模及 验证 EDA 工具领域,公司客户包括台积电、三星电子、联电、格芯、中芯国际等全球前十 大晶圆代工厂中的九家。据 Trendforce,这九家晶圆厂 2020 年合计约占全球晶圆代工厂市 场份额的 94%。2018 年-2021H1,来自于这九家晶圆代工厂的器件建模及验证 EDA 工具 收入占公司制造类 EDA 工具的累计收入比例超过 50%。电路仿真及验证 EDA 工具领域, 公司客户包括全球规模前三的存储器厂商三星电子、SK 海力士、美光科技。据 Trendforce, 这三家厂商 2020 年合计约占全球存储器芯片市场份额的 73%。2018 年-2021H1,来自于 这三家存储器厂商的收入占公司设计类 EDA 工具收入的比例超过 40%。
存储器市场有望进一步增长,推动存储 EDA 需求上升。据 WSTS,在历史上 2008、2011、 2019 年全球存储器市场规模均出现较为明显的同比下滑,但对应的市场规模分别为 463/607/1064 亿美元,呈现上升的趋势。我们认为全球存储器市场规模呈现出一定的波动 性,但在波动中市场规模中枢也不断抬升,反映的是新技术运用带来存储需求量上升的趋 势。未来伴随着大数据、人工智能、云计算、物联网、边缘计算的应用进一步拓展,全球 数据圈或将快速增长,作为数据载体的存储器,市场规模也有望进一步上升。据 WSTS 预 计,2021 年存储芯片全球市场规模将超越逻辑芯片,成为集成电路最大的市场。随着存储 器市场的增长,存储器厂商或将增加产线,丰富芯片规格,与之对应的产线仿真的需求或 将逐步显现,存储 EDA 需求或将随之上升。

制造类 EDA:打下良好基础
器件建模及验证 EDA 工具应用场景多元,满足半导体器件的多样建模需求。公司目前的制 造类 EDA 工具主要为器件建模及验证 EDA 工具,包括先进器件建模平台、高频器件建模 平台、自动化建模平台等多种细分产品,能够用于建立晶体管、电阻、电容、电感等半导 体器件的基带和射频模型,能够支持 BSIM、HiSIM、PSP 等业界绝大多数标准模型和宏模 型、Verilog-A 等定制化模型。器件建模及验证 EDA 工具的主要功能有器件模型的自动建模 和优化、模型质量检测和验证、不同工艺平台模型的评估比较等。

设计类 EDA:以存储市场为切入点
电路仿真及验证 EDA 工具满足用户在不同精度、速度、容量上的仿真与验证需求。公司目 前的设计类 EDA 工具主要为电路仿真及验证 EDA 工具,细分产品包括中小规模 SPICE 仿 真器、较高精度大规模 GigaSPICE 仿真器、中高精度超大规模 FastSPICE 仿真器等。产 品针对特定的芯片设计领域具有较好的仿真精度和可靠性、较高的仿真速度和效率,能够 支持 7nm/5nm/3nm 等先进工艺节点和 FinFET、FD-SOI 等各类半导体工艺路线,对数字、 模拟、存储器等各类集成电路进行晶体管级的高精度快速电路仿真。
围绕 DTCO 方法学,通过收购完善产品矩阵
通过收购博达微,收入进一步增长。2019 年 12 月,公司收购国产 EDA 厂商博达微 80% 的股权,博达微的主要业务为器件建模和 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。通过收购博达微,半导体工程服务、半导体器件特性测试 仪器收入进一步增长,其中 2020 年,公司半导体器件特性测试仪器、半导体工程服务营收 规模分别达到 2443 万元、1772 万元,同比增速分别为 315%、427%,其中博达微对应业 务收入占比分别为 38%、83%。通过收购博达微,公司的半导体器件特性测试业务和半导 体工程服务收入进一步增长。

收购博达微,制造类 EDA 产品协同性进一步增强。半导体器件特性测试是对集成电路器件 在不同工作状态和工作环境下的电流、电压、电容、电阻、低频噪声、可靠性等特性进行 测量、数据采集和分析,以评估其是否达到设计指标。在半导体器件特性测试领域,公司 拥有 9812DX 和 FS-Pro 两款产品,其中 FS-Pro 为 2019 年末收购博达微后获得的产品, 该产品可与公司原有产品 9812DX 配套使用,为其提供噪声测试所需的电流或电压。而公 司拥有直流 IV 测试精度和速度提升核心技术可用于 FS-Pro 半导体参数测试仪器及 Fastlab 测试软件,用于优化测试精度和速度。
收购 Entasys,进一步完善产品矩阵。2021 年 6 月,公司收购总部位于韩国的 EDA 厂商 Entasys 公司 100%的股权,进一步完善了 EDA 产品矩阵。Entasys 成立于 2003 年,主要 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。Entasys 产品包 括 RTL 设计规划解决方案 NavisPro,晶体管级关键路径分析仪 TRASTA,其产品能够在 RTL 设计阶段之前预测和防止 IC 实施问题。Entasys 主要负责公司在韩国及周边地区产品研发、 销售和售后支持,此次收购进一步完善产品矩阵的同时也加强了公司在韩国市场的布局。

围绕 DTCO 方法学,持续加强研发投入
拥有自研核心技术积累。公司拥有多项 EDA核心技术,包括高效全面建模及验证平台技术、 一站式基带及射频模型提取及验证技术、高精度快速并行仿真技术、分块并行仿真技术等。
在研项目方面,针对 DTCO 方法学展开研发。从在研项目情况看,公司在研项目涉及器件 建模及验证 EDA 工具、电路仿真及验证 EDA 工具、半导体器件特性测试仪器、DTCO 方 法学和流程创新及基础技术研发等五大类。在研项目持续对核心技术进行研发、演进和拓 展的同时,持续进行 DTCO 方法学和流程创新、推动 DTCO 关键技术研发和落地。
持续研发投入,研发费用率高于行业平均水平。2018-2021H1,公司扣除股份支付影响后 的研发费用率分别为 36.83%、54.55%、36.10%、37.74%,高于行业平均水平。公司较高 的研发投入水平为公司的产品持续迭代提供了重要的支撑。

收入预测
公司的主要业务包括 EDA 工具授权业务、半导体器件特性测试仪器销售业务、半导体工程 服务业务三大板块,其中 EDA 工具授权业务包括制造类 EDA 工具和设计类 EDA 工具。
EDA 工具授权业务 2019/2020 年收入同比增速分别为 28.0%/71.0%。该业务主要包含制造 类 EDA 工具和设计类 EDA 工具, 21H1 制造类 EDA 收入 0.31 亿元,设计类 EDA 收入 0.23 亿元,2018/2019/2020/21H1 设计类 EDA 收入占 EDA 工具授权业务收入比分别为 31%/34%/38%/42%,设计类 EDA 收入占比持续提升。该业务的主要推动力包括用户数量 增长及单客户平均贡献收入的增长。2018-2020 年公司 EDA 工具授权客户数量持续稳定增 长的同时,单客户平均贡献收入增长较快。我们认为随着下游晶圆厂客户产能扩张,制造 类 EDA 工具的授权客户数量有望持续上升。而随着制造 EDA 的协同功能进一步增强,效 率进一步提升,平均单客户贡献收入也有望上升。在设计软件领域,公司的设计软件有望 进一步推广。公司在存储芯片领域持续深耕,电路仿真产品不断完善,对数字、模拟、存 储器等集成电路的仿真应用有望进一步推广,推动设计类客户数量的增长。单客户平均贡 献收入方面,我们认为公司围绕 DTCO 方法学,不断完善产品矩阵,有助于进一步提升产 品的协同性,提升设计效率,从而推动单客户贡献收入的上升。
半导体器件特性测试仪器销售业务的产品主要包括低频噪声测试仪器和半导体参数测试仪 器。2019/2020 年同比增速分别为 755.38%/314.97%。2019 年末收购博达微后,公司获得 半导体参数测试仪器 FS-Pro产品,与原有低频噪声测试仪器 9812DX形成良好的协同效应。 我们认为随着下游晶圆厂客户产能扩张,相关测试需求或将进一步释放。公司的产品能够 通过数据分析,帮助晶圆厂客户有针对性的优化工艺平台的器件设计和制造工艺,或将维 持高速增长,但增速或将随着收入规模扩大而降低。预计 2021-2023 年该业务同比增速分 别为 80%/70%/25%。

半导体工程服务业务主要是利用自有的 EDA 工具和测试设备,基于自身在建模建库领域 多年积累的经验和能力,为客户提供器件建模和半导体器件特性测试服务,服务内容主要 包括测试结构设计、半导体器件测试、器件模型建模和验证、PDK 生成和验证等。2019-2020 年该业务收入同比增速分别为-52.9%/427.3%。其中 2020 年收入增长较快主要是收购博达 微所致。我们认为随着该业务规模的扩大,受客户采购需求和项目完成时点影响或将减小, 收入增速或趋稳。预计 2021-2023 年该业务收入同比增速维持在 15%。
盈利能力预测
公司 EDA 工具为标准化软件产品,相应开发成本已在对应归属期间计入研发费用,因此 EDA 工具授权业务无对应成本,毛利率为 100%。
半导体器件特性测试仪器销售业务 2018-2020 年毛利率分别为 67.8%、84.1%、75.2%。 公司半导体器件特性测试仪器单位成本相对稳定,其毛利率波动主要受单位售价影响。2020 年公司收购博达微后产品矩阵进一步丰富,新增 FS-Pro,但由于 FS-Pro 毛利率水平低于 原有产品,导致该业务毛利率有所下滑。我们认为两大产品将共同推动该业务的增长,该 毛利率或维持与 2020 年接近的水平。但考虑到公司产品协同性加强带来的价值提升,该业 务毛利率或将有小幅提升。预计 2021-2023 年该业务毛利率分别为 75.3%/75.4%/75.5%。

半导体工程服务业务 2018-2020 年毛利率分别为 81.6%、48.0%、55.4%,呈现波动下降 的趋势,主要是由于公司半导体工程服务业务规模相对较小,受单个项目毛利率水平影响 较大。我们认为公司有望依托在器件建模方面的技术积累,进一步推动制造设计的协同。 基于 EDA 产品的工程服务业务盈利能力也有望随之上升。预计 2021-2023 年该业务毛利率 分别为 55.5%/55.6%/55.7%。(报告来源:未来智库)
费用率预测
销售费用率方面,2018-2020 年公司销售费用率分别为 26.76%、90.25%、19.76%(剔除 股份支付后为 7.48%、11.43%、19.76%)。剔除股份支付因素后,公司销售费用率呈稳定 上升趋势,主要原因为公司扩大销售投入,加强销售力量。考虑公司 2021 年的收购导致公 司规模扩大,销售投入或将增长,预计 2021 年销售费用率有所上升。随着公司业务规模效 应的初步体现,2021-2023 年公司销售费用率将呈现逐年递减趋势。
管理费用率方面,2018-2020 年公司管理费用率分别为 32.05%、988.42%、19.89%(剔 除股份支付后为 16.61%、19.55%、19.32%)。公司管理费用率呈波动上升趋势,主要原因 为公司经营规模扩大所致。考虑公司 2021 年的收购导致公司规模进一步扩大,管理投入或 将加大,预计 2021 年管理费用率有所上升。而随着公司管理水平提升,预计 2021-2023 年公司管理费用率将逐步降低,2021-2023 年预计分别为 22.0%/21.0%/20.0%。

研发费用率方面,2018-2020 年公司研发费用率分别为 51.16%、361.94%、38.91%(剔 除股份支付后为 36.83%、54.55%、36.10%)。公司 2019 年研发费用率较高,主要是由 于公司于 2019 年向 ProPlus 支付相关知识产权历史贡献对价而确认 750.68 万元研发 费用。随着公司未来 EDA 工具授权业务的扩张,考虑到公司持续推进产品研发,预计 2021-2023 年公司研发费用率将呈增长的趋势。
(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)