绝大多数设计人员在从转向量产流片时选择了Synopsys的实现工具

美国加利福尼亚州山景城，2015年3月--

l  强劲的平台采用率彰显了Synopsys在FinFET数字和定制设计实现工具领域内的领先性

设计平台支撑了90%基于FinFET设计的量产流片。全球超过20家行业领导性企业已经使用该平台成功地完成了超过100次FinFET流片。包括三星电子（Samsung）、代工部门（Intel Technologies）、美满电子科技（Marvell）、Netronome、英伟达（NVIDIA）、三星等，他们代表了多样化的应用市场，包括消费电子、无线通信、图形处理、微和网络设备等领域。

基于FinFET的工艺节点提供了多项优势，包括更大的密度、更低的功耗以及更高的性能。为了实现这些优势，Galaxy Design Platform实现工具中的全新创新性技术无缝地处理了与从平面移转到3D晶体管相关的大量全新设计规则。Synopsys积极地与晶圆代工伙伴进行全面的合作，以确保Galaxy Design Platform中的所有工具都已经得到更新，以支持由FinFET器件所带来的各种工艺改变，包括多重曝光和局部互联结构。所更新的工具包括Design

 “我们与采用FinFET技术的晶圆代工厂及终端客户保持了长期而紧密的合作关系，这使Synopsys能够达到这个重要的里程碑，”Synopsys执行副总裁兼设计事业部总经理Antun Domic表示。“在过去的几年里，许多公司已经部署了Galaxy Design Platform用于批量生产采用FinFET器件的产品。我们的客户要求其设计具有最高的性能和最低的功耗，从而推动他们转向FinFET。设计人员可以确信地为其FinFET设计使用Galaxy工具，并得到质量优异的结果。”

本文来自方正证券研究所2022年1月07日发布的报告《嵌入式CPU国产化替代》，欲了解具体内容，请阅读报告原文

摘要：公司主要业务为IP授权、芯片定制服务和自主芯片及模组产品，持续专注于国产嵌入式CPU的研发与产业化。

1、实现嵌入式CPU技术的国产化替代

基于M＊Core、PowerPC和RISC－V三大指令集，公司设计了8大系列40余款CPU核，量产数量上亿颗。公司目前的嵌入式CPU产业化应用聚焦于对国产化存在替代需求的国家重大需求与信息安全、汽车电子和工业控制、边缘计算和网络通信等市场需求领域客户。此外已成功研制了冗余磁盘阵列控制器（RAID）芯片和具备高性能运算、网络加速及网络交换的高性能SoC芯片。

2、多款产品通过车规级认证，发展空间巨大

CCM3310S－T系列已通过AEC－Q100车规级认证，性能指标达到国外龙头厂商的同类产品水平，目前已在多家知名汽车电子安全模组厂商进行测试与认证，是国内为数不多的符合车规级要求的安全芯片之一。在汽车电子和工业控制领域，汽车发动机控制芯片CCFC2003PT和车身控制芯片CCFC2002BC通过AEC－Q100 Grade1级测试认证，其中发动机控制芯片已在柴油重型发动机中获得实际应用，实现了自主可控和国产化替代。

3、应用场景广阔，聚集关键领域重点客户

RRAM等工艺节点芯片的规模量产经验。信息安全芯片产品的工艺涵盖不同工艺节点的产线，且经过成功验证，能满足客户差异化需求。公司与国家电网、南方电网和中国电子等大型央企集团的下属单位，中国科学院、公安部、国家核心密码研究单位和清华大学等机构的下属研究院所，以及联想、和潍柴动力等众多国内知名上市企业建立了良好的合作关系，技术实力与产品性能已获得较为广泛的认可。

（1）技术研发方向与未来行业需求不匹配的风险；

（2）研发失败的风险；

（3）人才流失的风险；

（4）国际贸易环境发生变化的风险；

（5）自主芯片及模组产品单价下滑的风险；

（6）POS机行业政策变化影响公司业务的风险。

公司聚焦于国产自主可控嵌入式CPU技术研发和产业化应用的芯片设计。致力于服务安全自主可控的国家战略，为国家重大需求和市场需求领域客户提供IP授权、芯片定制服务和自主芯片及模组产品，主要应用于信息安全、汽车电子和工业控制、边缘计算和网络通信三大关键领域。

1．1 发展历程：坚持“国际主流兼容和自主创新发展”相结合的原则

公司历来重视技术研发，并针对性地制定人力资源规划，引进和培养优秀人才，不断提升研发实力。历经近二十年的持续研发、创新与沉淀，公司已成功实现基于三种指令集的8大系列40余款CPU内核，形成了深厚的嵌入式CPU IP储备。

1．2 股权结构：无控股股东，大基金为第三大股东

公司无控股股东，麒越基金持有13．38％的股份为第一大股东，西藏泰达持有10．79％的股份为第二大股东，国家集成电路基金持股8．63％为第三大股东。

1．3 主营业务：以嵌入式CPU技术为基础，三大业务协同发展

公司主要产品与服务包括IP授权、芯片定制服务和自主芯片及模组产品等三大类业务，其中芯片定制服务包括定制芯片设计服务和定制芯片量产服务。公司的三大类业务以自主可控的嵌入式CPU技术为基础，相互之间的协同发展。

1．3．1 IP授权业务：嵌入式CPU内核＋SoC芯片设计平台公司

基于摩托罗拉的“M＊Core”、IBM的“PowerPC”和开源的“RISC－V”三大指令集，设计了具有自主知识产权的8大系列40余款CPU核，实现嵌入式CPU技术的国产化替代，并向客户提供CPU核的IP授权。

公司通过基于自主可控的嵌入式CPU核、自主研发的外围应用IP模块并结合外部采购的部分外围IP模块，建立了面向信息安全、汽车电子和工业控制、边缘计算和网络通信三大SoC芯片设计平台，可以帮助客户快速准确实现芯片设计，提升客户设计效率，有效减少客户产品进入市场的时间。

1．3．2 芯片定制服务：定制芯片设计服务＋定制芯片量产服务

芯片定制服务主要指公司基于自主可控的嵌入式CPU内核和面向应用的SoC芯片设计平台，为客户提供定制芯片设计服务与定制芯片量产服务。

定制芯片设计服务：主要指公司基于自主可控的嵌入式CPU核与SoC芯片设计平台，根据客户在芯片功能、性能、功耗、成本等方面的定制化需求，进行芯片定义与芯片设计，形成版图后由公司或者客户委托晶圆厂、封装测试厂进行晶圆生产与封装测试，并最终向客户交付通过测试、验证的样片。

定制芯片量产服务：指公司根据客户的需求，依据公司为客户提供的定制芯片设计服务的版图数据或者客户设计提供的版图或者样片，为其提供量产服务，并向其交付合格的晶圆或者芯片产品。

1．3．3 自主芯片及模组产品：聚焦于“云”到“端”的安全应用

公司的自主芯片及模组产品以信息安全类产品为主，聚焦于“云”到“端”的安全应用，覆盖云计算、大数据、物联网、智能存储、工业控制和金融电子等关键领域，以及服务器、汽车和智能终端等重要产品。

1．4 募集情况：深化扩展信息安全芯片及模组产品和CPU IP业务

募集资金旨在进一步提升公司在信息安全芯片及模组产品、CPU IP储备及研发方面的技术实力，为公司现有业务的扩展和深化。公司的技术研发团队研发能力突出，承担“核高基”国家科技重大专项、国家863计划、国家高技术产业发展项目、国家技术创新项目、工信部工业转型升级项目和江苏省科技成果转化项目等。

1．5 核心竞争力分析

1．5．1 实现嵌入式CPU技术的国产化替代

基于M＊Core、PowerPC和RISC－V三大指令集，公司设计了8大系列40余款CPU核。2021年6月末，客户数量超过90家，CPU IP授权次数超过130次，量产数量达到数亿颗。公司目前的嵌入式CPU产业化应用聚焦于对国产化存在替代需求的国家重大需求与信息安全、汽车电子和工业控制、边缘计算和网络通信等市场需求领域客户。已成功研制了冗余磁盘阵列控制器（RAID）芯片和具备高性能运算、网络加速及网络交换的高性能SoC芯片。

1．5．2 多款产品通过车规级认证，发展空间巨大

CCM3310S－T系列已通过AEC－Q100车规级认证，性能指标达到国外龙头厂商的同类产品水平，目前已在多家知名汽车电子安全模组厂商进行测试与认证，是国内为数不多的符合车规级要求的安全芯片之一。在汽车电子和工业控制领域，汽车发动机控制芯片CCFC2003PT和车身控制芯片CCFC2002BC通过AEC－Q100 Grade1级测试认证，其中发动机控制芯片已在柴油重型发动机中获得实际应用，实现了自主可控和国产化替代。

1．5．3 应用场景广阔，聚集关键领域重点客户

180nm等不同规格的产线，且经过成功验证，能满足客户不同应用场景的差异化需求。公司与国家电网、南方电网和中国电子等大型央企集团的下属单位，中国科学院、公安部、国家核心密码研究单位和清华大学等机构的下属研究院所，以及联想、比亚迪和潍柴动力等众多国内知名上市企业建立了良好的合作关系，技术实力与产品性能已获得较为广泛的认可。

1．5．4 拥有先进工艺节点芯片的规模量产经验

端安全应用领域：已量产基于40nm的eFlash ／RRAM工艺的产品，目前已启动基于22nm的MRAM工艺的芯片研发，预计2021年末投片。

云安全芯片应用领域：已量产65nm、28nm、14nm工艺产品，目前已启动基于7nm工艺的芯片研发，预计2022年投片。

汽车电子和工业控制芯片应用领域：已量产基于0．13um eFlash汽车电子工艺的发动机控制芯片和40nm eFlash汽车电子工艺的车规级安全芯片的产品，目前已启动基于40nm eFlash汽车电子工艺的发动机控制芯片研发和基于22nm RRAM工艺的工业控制芯片研发，预计2022年投片。

边缘计算和网络通信芯片应用领域：已量产28nm工艺和14nm工艺的产品，目前已启动基于7nm工艺的芯片研发，预计2022年投片。

2 财务情况：营收快速增长，毛利率有所下滑

受益于行业景气度上升和新冠疫情情况缓解，营收增长较快。2018年度至2021年9月营业收入分别为1．95亿元、2．32亿元、2．59亿元和2．65亿元；归母净利润0．03亿元、0．31亿元、0．46亿元和0．37亿元；

预计2021年度实现营收为4．00－4．30亿元，同期增长54．15－65．73％；归母净利润0．65－0．80亿元，同期增长42．09－74．88％；扣非净利润在0．45－0．60亿元，同期增长87．12－149．49％。

各项业务营收均快速增长，毛利率有所下滑。2018年－2020年公司毛利率分别为57．88％、58．49％、66．24％。2021年1－9月，由于毛利率较低的自主芯片及模组产品的收入占比提升，同时定制芯片量产服务毛利率较低，毛利率为47．87％，明显下降趋势。

3 行业情况：市场空间巨大，本土厂商迎来发展机遇

3．1 嵌入式CPU需求旺盛，本土厂商迎来发展机遇

随着消费电子产品的技术迭代优化、工业自动化与智能化程度的提升、商用化进程的推进将带动物联网等新兴领域的爆发，SoC芯片应用前景可期。作为SoC芯片的核心与基础，嵌入式CPU具有广阔的市场空间与长期向好的市场前景。同时由于场景碎片化、多样化、个性化等特点，芯片厂商需要针对不同的场景使用专用的定制化芯片，同时还需要满足低功耗、低成本的要求。在此情形下，国际主流嵌入式CPU厂商无法通过某几款竞争力强的产品满足丰富的目标场景需求，而具备较强微架构定制化设计技术实力的本土厂商将迎来极大的发展机遇。

3．2 IC设计企业数量快速上升，打开芯片定制服务市场

我国集成电路设计企业数于2020年达到2，200余家，较2015年的736家提升超过两倍，年均复合增长率高达24．69％。面对高速成长与快速迭代的市场需求，越来越多的集成电路设计企业和整机系统厂商出于提高设计效率、提升产品竞争力的目的，选择中高端SoC芯片的定制服务，从而带动芯片定制服务的需求不断提升。

3．3 数字化转型和物联网发展，带动信息安全芯片及模组市场增长

随着全社会的数字化转型，云计算的渗透率大幅提升，市场规模持续扩张，我国云计算产业呈现稳健发展的良好态势。根据中国信通院统计，2019年我国云计算整体市场规模达1，334亿元，增速38．6％；预计到2023年市场规模将接近3，800亿元。随着云计算逐渐在国民经济各领域发挥重要作用，其所面临的安全问题日益凸显，云计算面临着不同应用场景带来的新的安全挑战。

相比传统通信终端，物联网终端安全能力普遍较弱，已成为物联网整体安全的薄弱环节。伴随着5G技术的推广和普及，通信以及工业控制等领域对软硬件实现的安全要求也愈发突出，信息技术领域可信安全关键技术的自主可控的需求也随之提升。根据GSMA预测，2025年全球物联网终端连接数量将达到250亿台，未来年均复合增长率将达到15．66％。未来随着物联网产业的爆发，“端”安全芯片市场将迎来重要发展契机，有望实现跨越式增长。

3．4 嵌入式CPU壁垒较高，国外巨头长期垄断

IP授权领域，ARM占据绝对领先地位。根据英伟达公告，基于ARM架构的芯片已累计出货1，800亿颗。截至2018年末，ARM架构的芯片在全球手机市场上的份额超过90％。由于嵌入式CPU微架构设计具有较高的技术门槛和生态系统要求，目前全球仅有ARM、SiFive等少数巨头具备长期投入嵌入式CPU的设计研发能力，并对外开展授权业务。国内能兼容主流指令集、具有自主知识产权嵌入式CPU微架构设计能力的研发单位除国芯科技外，主要为龙芯中科和平头哥。

在信息安全领域，由于下游客户对自主可控的需求，国产的嵌入式CPU IP技术占据了一定市场地位；在汽车电子领域，ARM架构处理器在车载娱乐和ADAS系统领域占据全球75％市场份额，但在车身和发动机控制领域中占比尚小，市场主要被PowerPC架构和Tricore架构占据；在汽车T－BOX安全单元应用领域，国芯科技芯片的关键技术指标已达到国内外一流厂商高水平芯片的同等技术水平。相对于采用ARM CPU的芯片，国芯科技芯片采用的CS0 CPU具有更高的自主可控性。

（1）技术研发方向与未来行业需求不匹配的风险；

（2）研发失败的风险；

（3）人才流失的风险；

（4）国际贸易环境发生变化的风险；

（5）自主芯片及模组产品单价下滑的风险；

（6）POS机行业政策变化影响公司业务的风险。

CPU是IT系统最基础的核心硬件，又是最复杂的芯片。CPU因研发门槛高、生态构建难，被称作IC的“珠穆朗玛峰”。

中美贸易战大背景下，国产化替代已经形成共识，CPU作为自主可控的核心要件，国产CPU登“科”在即。

我们主要从以下四个方面建立国产CPU的投资逻辑框架：

1、从指令集架构看CPU市场格局：以复杂指令集为代表的英特尔凭借着与微软的Wintel体系，在通用CPU领域占据了绝大多数份额，至今仍牢不可破。精简指令集ARM通过构筑与Android的生态合作（AA体系），占据了全球95％的移动芯片授权市场，CPU国产化率极低。

2、CPU产业链：先进制程数字芯片产业链：CPU产业链的巨头大多集中在海外，它们位居产业链各个环节核心，对全球CPU行业起着决定性的作用。当前国产CPU产业链进口替代：设计环节，华为鲲鹏，飞腾等龙头已经跻身世界一流水平，封测环节，通富承接AMD7nmCPU封测，14nm及以下结点的先进制程，设备、材料、EDA／IP、制造等环节与国外领先龙头差距较大，目前仍采用“外循环为主＋内循环为辅”的模式。

3、当前国产CPU发展的三大路线：对于X86内核授权的厂商：生态最为完善，但发展存在安全可控和技术授权两大壁垒。对于Arm指令集授权厂商：生态体系与安全可控最为平衡，且通过架构授权把握主动权，随着Arm生态愈发繁荣，若不考虑美国实体清单的负面影响，前景最为光明。对于自研架构厂商：完全自主可控的引领者，厚积而薄发，其最大的瓶颈在于生态壁垒。

4、我们如何看待国产CPU未来格局：目前国产CPU主要需求来自服务器、政企、工业等市场，鲜少出现在消费级市场。我们认为基于安全的自主可控是推动国产CPU成长的主要力量，且基于架构的差异性带来的应用不同，我们认为指令集架构不会直接消亡，不同架构都会衍生出行业龙头，考虑通用CPU等格局极为稳固，可关注物联网以及汽车等新兴领域。

以下为报告部分内容，完整报告请查看《CPU研究框架－行业深度报告》

方正科技＆电子团队  

电子自动化软件（简称EDA）全球市场规模不足百亿美元，净利润更是低于15%。而且，由于EDA行业存在很高技术壁垒的缘故，很多公司都不愿意进入这一领域，这导致我国EDA市场长期被海外厂商霸占。

不过，近两年半导体产业规模不断扩大，EDA作为中国解决芯片产业短板的关键所在，也受到资本的高度重视。

国产EDA软件传来好消息

2020年3月，曾在EDA巨头新思科技担任中国区副经理的王礼宾做出了辞职创业的决定。并在短短一个月时间里，拿到了三笔融资，开启了国产EDA工具新篇章。

和王礼宾经历相似的还有的概伦电子董事长刘志宏和芯禾科技创始人代文亮，两人都曾在EDA巨头公司担任高管，而如今都选择了回国建设国产EDA市场。

虽然大量人才和资本不断涌入，中国厂商在相关领域也频频传来好消息。4月25日，第四届数字中国建设峰会开幕。中国EDA软件龙头企业——华大九天借此机会，正式发布了EDA工具系统V2021.3版本。根据官方介绍，该版本对数百个复杂算法进行优化，可以让产品功能、性能以及容量获得全面提升。

帮助7nm芯片实现突破

最重要的是，该版本整体可以支持28n工艺制程，也就是说中国厂商设计成熟工艺芯片将不会被海外巨头卡脖子。该工具的面世，意味着我国90%的芯片在设计方面不再有后顾之忧。

而且，华大九天发布的EDA工具系统，部分工具还实现了对14nm和7nm工艺制程的支持。

虽然还没有形成完整设计流程支持，但却能解决部分芯片设计问题，该工具的发布对我国厂商设计、生产7nm芯片会有不小的帮助。

最重要的是，软件攻坚并不像硬件攻坚那么困难，只要有足够多的投入，软件的进步速度肯定比的半导体设备的突破速度要快。在此前提下，相信整体支持7nm工艺制程的国产EDA软件并不会让国内半导体产业链企业等待太长时间。

此前华大九天自主研发的模拟/数模混合设计全流程EDA工具系统，已经成为全球四大模拟EDA全流程系统之一，甚至被不少国外媒体评为是全球的最佳电路仿真工具。

目前来看，以华大九天为首的国内EDA软件制造商，在未来很长一段时间里，都会依托EDA工具系统进行升级换代，这将为我国半导体产业发展提供强有力的支撑和保障。

而国产EDA工具不断升级、更新，也会打破海外Synopsys、Cadence、Mentor三巨头厂商垄断EDA工具市场的局面，促进中国半导体产业，乃至国际半导体产业发展。

但必须要承认的是，在高端市场，国产EDA工具和海外三巨头的EDA工具还是有着明显差距。

我国EDA市场规模只占到了全球市场规模的5.4%，这说明我国EDA市场尚处在起步阶段。而另一项数据显示，国产EDA营收只占到全球EDA工具总营收的0.06%，无情地揭示了国产EDA工具创造的利润较低，高端市场没有话语权的现状。

综合来看，大量人才回国振兴EDA市场的确是个好消息，但也要知道，打破海外巨头对高端EDA市场的垄断并非是一朝一夕的事情。

目前，海外EDA巨头的技术积累和研发投入都要高于国内企业。中国想要在EDA领域实现突破，反哺半导体产业链，就必须在EDA市场持续加注。

你认为国内芯片设计厂商使用国产EDA工具设计高端芯片还要等多久？