行业跟踪报告之二十二：广立微：EDA巨头专注于芯片良率提升技术

2024年11月13日 行业研究 广立微：EDA巨头专注于芯片良率提升技术 ——半导体行业跟踪报告之二十二 电子行业 买入（维持） 作者 分析师：刘凯 执业证书编号：S0930517100002 021-52523849 kailiu@ebscn.com 分析师：黄筱茜 执业证书编号：S0930524050001 021-52523813 huangxiaoqian@ebscn.com 行业与沪深300指数对比图 17% 6% -6% -17% -29% 11/2301/2405/2408/24 电子行业沪深300 资料来源：Wind 要点 1、EDA：半导体产业底层软件，国产化势在必行 1.1EDA：集成电路的赋能基石 EDA是电子设计自动化（ElectronicsDesignAutomation）的缩写，它通过对计算机辅助设计软件的应用来完成超大规模集成电路的功能设计、综合验证、物理设计、测试等各种各样的设计方式，是芯片真正转变为智能机器大脑最关键和最初始的一部分。根据目的和效果的不同，EDA软件可以划分为芯片设计辅助软件、可编程芯片辅助设计软件以及系统设计辅助软件等共计三大类。 图1：EDA软件分类 资料来源：智研咨询，光大证券研究所整理及绘制 从EDA软件行业的产业链来看，上游主要参与者为工业计算机提供商与基础软件开发商，主要包括硬件设备、操作系统、开发工具及其他辅助性软件等。下游应用领域主要集中在集成电路设计、半导体制造、PCB等行业。EDA软件行业衔接集成电路设计、制造和封测，对集成电路行业生产效率、产品技术水平有重要影响。 图2：EDA软件产业链 资料来源：智研咨询，光大证券研究所整理及绘制 随着5G、物联网、人工智能等新兴技术的普及，集成电路设计日益复杂，EDA工具的作用更加突出，全球EDA软件市场规模稳步增长。根据中商产业研究院数据，2023年全球EDA市场规模约为145.3亿美元，预计2024年市场规模将达到157.1亿美元。 图3：2019-2024年全球EDA软件市场规模 资料来源：ESD，中商产业研究院统计及预测，光大证券研究所 国内集成电路行业的快速发展带动了EDA市场规模不断扩大。根据中商产业研究院数据，2023年中国EDA市场规模达到了120亿元，预计2024年市场规模为135.9亿元。 图4：2019-2024年中国EDA软件市场规模 资料来源：中商产业研究院统计及预测，光大证券研究所 1.2EDA国产化势在必行 在高需求量的刺激下和政策扶持下，中国EDA产业国产化进程明显提速，EDA国产化率从2018年的6.24%提升至2023年的17.61%。中商产业研究院预计2024年中国EDA国产化率将达18.52%。 图5：2018-2024年中国EDA产业国产化率 资料来源：中商产业研究院统计及预测，光大证券研究所 EDA软件行业主要受技术驱动，具有较高的技术、人才储备、用户协同、资金规模等壁垒，市场集中度较高。长期以来，中国EDA市场由国际EDA企业Cadence、Synopsys、SiemensEDA三大巨头垄断，前三大企业占比超70%。2023年我国本土企业华大九天超过了另外两大国外企业Ansys、Keysight，市场份额占比达5.9%。 图6：2023年中国EDA行业竞争格局 资料来源：中商产业研究院，光大证券研究所 1.3中芯国际营收毛利超预期，晶圆厂行业高景气带动EDA行业持续发展 晶圆厂是公司的主要客户群体类型之一。晶圆厂需要应用EDA软件等工艺和制造方法，实现先进工艺下芯片的高成品率。 中芯国际3Q24营收创新高，毛利率超预期。3Q24收入21.7亿美元，同比上升34%，环比增长14%，创历史新高，其中晶圆出货量环比增长0.5%，收入增长主要受平均销售价格ASP带动。盈利方面，3Q毛利率20.5%，超出此前公司18%~20%指引区间的上限，环比上升6.6pct，系稼动率增长有效摊薄单位折旧成本，叠加ASP提升；净利润2.23亿美元，超过2.06亿美元的市场预期，而归母净利润1.49亿美元，同比增长58%，环比下降10%，低于2.02亿美元的市场预期，主要系非控股权益较高。4Q24营收指引超预期。4Q24指引收入环比增长0%~2%，超过市场预期的环比下降2%，系公司经同客户协商、晶圆出货量影响可控，虽稼动率存在下滑，但预计产品结构优化带动ASP持续增长。 毛利率指引18%~20%，基本符合19%的市场预期。公司指引2024全年营收预计80亿美元，同比增长27%；指引全年毛利率水平17%。 图7：中芯国际2019-2024年前三季度营业收入及同比增速图8：中芯国际2019-2024年前三季度归母净利润及同比增速 资料来源：Wind，光大证券研究所资料来源：Wind，光大证券研究所 3Q24受消费电子复苏和中国本土需求带动，产品结构向12英寸优化、驱动ASP和毛利率增长。1）应用：消费电子需求逐步恢复，功能升级落地，带动3Q消费电子相关收入贡献占比42.6%，环比增长7pct。2）尺寸：3Q2412英寸营收占比78.5%，同比增长4.5pct，环比增长4.9pct，系8英寸部分海外客户因地缘政治避险考虑而于2Q24提前拉货，而中国本土需求带动12英寸出货积极。3）地区：中国地区收入占比86.4%，美国收入占比10.6%，欧亚区占比3%，中国区占比环比增长6.1pct，系部分海外客户因政治考量已于2Q24提前拉货，叠加3Q24中国地区客户需求强劲、产品结构改善。 图9：中芯国际晶圆收入拆分（按下游应用）图10：中芯国际晶圆收入拆分（按晶圆尺寸） 资料来源：中芯国际公告，光大证券研究所资料来源：中芯国际公告，光大证券研究所 3Q24稼动率提升，12英寸产线稳步扩产。1）稼动率：3Q24稼动率90.4%，同比增长13.3pct，环比增长5.2pct，其中12英寸稼动率接近满产。随着12 英寸产能持续释放，我们预计4Q24及2025年公司稼动率会存在小幅下滑压力。2）资本支出：3Q24资本开支11.79亿美元，环比下滑47.6%，系此前战略布局使得设备积极拉货，我们预计24H2及以后资本支出投入会相对趋于保守。3）产能：3Q24新增2.1万片12英寸产能，产品结构优化、12英寸占比上升，驱动整体ASP提升。3Q约当8英寸的月产能增至88.43万片，环比增长5.6%，公司指引4Q24将释放3万片12英寸月产能，但因新增产能验证需要时间，2024年底约当8英寸的整体月产能预计增至90万片左右。展望2025年，公司预计扩产将带动晶圆出货，但同时影响各类产品价格、或出现小幅下滑。 2广立微：国产EDA头部企业崛起 2.1广立微：领先的EDA软件与晶圆级电性测试设备供应商 广立微是领先的集成电路EDA软件与晶圆级电性测试设备供应商，公司专注于芯片成品率提升和电性测试快速监控技术，是国内外多家大型集成电路制造与设计企业的重要合作伙伴。公司提供EDA软件、电路IP、WAT测试设备以及与芯片成品率提升技术相结合的全流程解决方案，在集成电路从设计到量产的整个 产品周期内实现芯片性能、成品率、稳定性的提升。公司先进的解决方案已成功应用于诸多集成电路工艺技术节点，实现了高质量的国产化替代，打破了集成电路成品率提升领域长期被国外产品垄断的局面。 广立微的产品类型分为电子设计自动化（EDA）软件、半导体大数据分析与管理系统、晶圆级电性测试设备，以及利用上述软硬件工具和在成品率提升领域的经验提供的软件技术开发服务。 1）电子设计自动化（EDA）软件 （1）集成电路良率提升相关设计软件 公司的集成电路良率提升设计软件主要为测试芯片设计EDA软件。 表1：广立微集成电路良率提升相关设计软件产品介绍 产品类型 产品名 介绍 参数化单元版图设计工具 SmtCell 应用环节：测试芯片的测试结构设计产品优势：1）相同结构的单元版图只需创建一次；2）版图中几何图形的相关属性可用参数来表征；3）单元版图重复、费时的物理设计过程用参数赋值来代替。跟传统的版图设计工具相比，SmtCell可以带来设计效率的大幅提升 通用型的测试芯片版图自动化设计平台 TCMagic 应用环节：测试芯片的绕线、电路设计和物理拼接产品优势：主要设计传统测试芯片（又称为“短程测试芯片”），平台基于其独特的软件架构设计和算法支持，在测试芯片设计过程中有效提升设计效率 可寻址测试芯片版图自动化设计的高效版图软件 ATCompiler 应用环节：可寻址测试芯片的设计产品优势：提供了完整的大型可寻址及划片槽内可寻址测试芯片的设计解决方案，软件内置有公司设计的经过验证、可重复使用且具备特定功能的电路IP（器件特征参数提取电路、工艺参数提取/缺陷监测电路、环形振荡器性能表征电路等），能够极大地提高了测试芯片的器件密度，有效提升测试芯片的测试速度，很好地满足先进工艺产品开发和制造过程监控的需求 超高密度测试芯片版图自动化设计工具 DenseArray 应用环节：超高密度测试芯片设计产品优势：实现了单个测试芯片模块上容纳上百万个待测器件，通过片上控制模块和测试设备的协同优化，可以达到每秒10K样本量的测量速率，通过并行测试能线性加速，有效地缩短测试时间，满足工艺开发下百万分率、甚至十亿分率的异常点检测的需求 DenseYield 应用环节：超高密度测试芯片设计产品优势：基于高密度测试芯片技术，利用片上测试控制方案，在设计密度和测试速度上进一步提高可寻址技术设计与测试效率。特别在量产监控环节，突破狭小的划片槽和有限测试时间的条件瓶颈，大幅提升监控效率，为量产制造提供更全面的数据支撑 产品芯片成品率和性能诊断测试芯片设计工具 ICSpider 应用环节：产品芯片成品率和性能诊断的定制化测试芯片设计产品优势：通过对产品芯片中基本器件、关键路径等的系统分析和直连检测，来帮助客户更直观、高效、有针对性地提升产品成品率和性能指标 资料来源：广立微公告，光大证券研究所 （2）可制造性设计（DFM）EDA软件 可制造性设计（DFM）是研发和生产之间的桥梁，在芯片开发设计阶段就考虑到制造环节的可行性，有效地缩短开发进程，降低制造成本，提升产品的可靠性与稳定性。2024H1公司DFM软件工具核心模块研发均取得重要进展。 表2：广立微可制造性设计（DFM）EDA软件产品介绍 产品类型 产品名 介绍 成品率预测分析软件 VirtualYield 应用环节：基于成品率模型和产品芯片版图对产品芯片的成品率进行预测和分析产品优势：通过版图关键面积及特征分析技术，利用测试芯片结合各个工艺模块的缺陷率和产品版图，精确地预测各个工艺模块对整个成品率的影响，通过精确的产品芯片成品率预测数据和全面的影响因素比对分析报告，帮助设计者洞悉优先级排序的良率影响，从而最大限度地提高设计的可制造性 化学机械抛光工艺仿真建模工具 CMPEXP 应用环节：CMP制造工艺的仿真建模，依据CMP工艺后的各测试结构膜厚和表面形貌数据以及CMP工艺参数，建立CMP模型，通过针对CMP步骤精准仿真和建模，可以提前找出和预防CMP相关的芯片设计问题,是集成电路制造工艺中的关键环节产品优势：实现了业界广泛使用的CuCMP仿真与热点检查流程的所有功能，通过接触力学等物理、化学原理，结合快速傅里叶变换等数学手段，提供了高准确性、鲁棒性和泛化性的CMP模型，工具集成先进的模型校准算法，极大地缩短模型校准时间周期并有效提升了校准成功率，并采用高效的分布式并行计算架构，有效地提升了模型校准和仿真效率；该软件填补了国内集成电路市场上产业化CMP建模工具的空白，满足了芯片设计公司和晶圆制造厂对于芯片的可制造性和成品率的需求目前CMPEXP已在国内多家头部企业试用 资料来源：广立微公告，光大证券研究所 图11：CMP仿真建模工具界面图 资料来源：广立微公告 （3）可测试性（DFT）EDA软件 随着半导体工艺制程的发展，芯片在生产过程产生缺陷的