(报告出品方/作者:中信证券,杨泽原、丁奇)
一、公司概况:全球EDA巨头,产品客户体系完善
1.1公司概述:全球EDA龙头,业务遍布全球
楷登电子(Cadence)是全球EDA行业头部厂商,电子设计领域的关键领导者。
概述:Cadence(CDNS.O)成立于年,总部位于美国加州圣何塞,由SDASystems和ECAD两家公司合并而来。公司是全球EDA龙头企业之一,拥有超过30年的计算软件专业积累。年实现营收26.83亿美元,在全球EDA市场市占率第二,为23.4%。
1.2客户生态:客群庞大,强化合作促进产品迭代
公司客群庞大,与头部客户保持紧密合作,涉及消费电子、超大型计算机、5G通讯、汽车、航空、工业和医疗等行业,其中大客户包括英伟达、高通、博通、台积电、德州仪器、意法半导体等。
重视与下游生态合作,促进产品能力提升。Cadence通过长期与台积电、格罗方德、ARM等全球领先的IC制造和设计企业保持合作,保证自身EDA工具工艺库信息完善,达到产品随先进工艺演进不断迭代的效果,巩固自身竞争优势。
1.3管理团队:技术前瞻性强,行业经验丰富
陈立武(Lip-BuTan),CEO(年底将转任执行董事长)
工作成就:推动了公司全面转型。在其领导下,Cadence成功推出一系列高度创新的产品,积极开展战略收购,与市场上领先的客户和生态系统合作伙伴结成深度互信的伙伴关系。任期内,公司营收从不到10亿美元增加到接近30亿美元,营业毛利增长超过35%,股价上升超过%。
1.4产品体系:覆盖芯片到PCB设计全产业链
Cadence的产品可分为芯片设计工具和系统设计工具两类,涵盖定制电路设计与仿真、数字电路设计与签核、功能验证、IP核、系统设计与分析5个业务模块。
1.5财务情况:营收稳步增长,利润增速更高
营业收入:年收入26.83亿美元,近十年保持稳定增长,-年CAGR为10%。
公司在18-20年实现营业总收入21.38亿美元、23.36亿美元、26.83亿美元,同比增长10.04%、9.26%、14.85%,主要由于移动设备、5G、人工智能、区块链等半导体行业下游需求增长的持续拉动,此外公司在EDA行业的龙头效应也带动了收入的稳定提升。
净利润:年归母净利润为5.91亿美元,-年CAGR为26%。
公司在18-20年实现归母净利润3.46亿美元、9.89亿美元、5.91亿美元,同比增长69.61%、.84%、-40.24%,公司净利润呈总体上升态势,近十年CAGR为26.35%。年和年净利润激增主要由于无形资产转让带来的所得税收入。
公司与全球头部集成电路设计企业、芯片制造企业等客户建立良好的业务合作关系,并通过持续的技术优化和产品迭代稳定与深化客户合作,具备较高的盈利能力和持续发展的空间。
二、发展历程:自研+并购壮大业务版图
2.1格局演进
Cadence成立前:末到初,头部玩家为Calma、ComputerVision与Applicon。中期,头部为MentorGraphics、Daisy、Valid(年被Cadence收购)。
Cadence成立后:公司经历了快速崛起、交替领先、发力追赶三个阶段,伴随着EDA行业的不断洗牌,市场格局从分散走向三巨头集中。
2.2发展路径:始于布线验证工具,走向EDA全流程巨头
Cadence的产品体系始于布线验证工具,通过“内生发展+外延并购”的方式,不断补全自身工具链,最终实现满足各场景应用的EDA闭环解决方案,并向系统设计分析延伸。
2.3内生动力:保持高研发投入,提升产品竞争力
Cadence保持较高的研发投入,巩固自身基本盘,不断打磨后端布局布线与验证产品,同时把握行业发展的前沿,不断进行技术预研和推广,积极进行战略转型,使得公司产品能牢牢抓住市场。
2.4外延并购:并购扩充产品线,驱动公司成长
Cadence通过大举并购,迅速扩展产品线,夯实产品的技术能力。
2.4.1并购逻辑:补短板+夯实基本盘,不断发力数字端
系统设计与分析成为新的并购重点。Cadence过去收购OrCAD和Vadid(拥有Allegro平台)支撑PCB/IC封装设计业务的壮大,同时为更高层级和更多场景的系统设计奠定了技术基础。Cadence近年通过并购将业务拓展至射频/微波设计、计算流体力学仿真等领域。
2.4.2Cadence并购史
并购重点:完善并发展设计工具,从模拟IC设计工具拓展到数字设计,从芯片设计工具拓展到PCB设计工具。
2.4.3并购方向:强化射频领域优势,把握5G发展机会
年后Cadence先后并购NI旗下射频设计软件公司AWR和IntegrandSoftware公司,基于原有模拟/RF领域的优势,不断加码5G设计工具产品线的投入。
发展机遇:年是5G商用元年,随着5G应用的不断推广,下游对于5G产品的设计需求日渐旺盛,Cadence通过并购高频RF领域的头部公司拓展5G设计领域,抓住新的发展机遇。
并购优势:5G/无线通信快速发展,雷达芯片、模组及系统的设计面临产品上市周期压力。下游芯片设计厂商在打造差异化产品的同时需要缩短设计周期,需要设计、仿真和分析环境的无缝集成,收购的技术与自身原有的模拟/射频技术实现整合,帮助提升效率提高精确度,因此在拓展5G领域具有天然优势。
三、产品体系:全流程EDA软件供应商
3.1产品矩阵:覆盖IC设计全流程,含五大核心业务
产品矩阵:覆盖了芯片设计制造的全流程并拓展至系统设计领域,主要业务可分为定制IC设计和仿真、数字IC设计和签核、功能验证、系统设计与分析和IP五大领域。
3.2定制IC设计与仿真:Virtuoso设计平台+Spectre仿真器+PVS物理验证工具为核心
在定制IC设计和仿真中,Virtuoso是专门针对定制/模拟IC和射频/微波解决方案进行优化的自动化设计平台,与Spectre仿真工具和PVS物理验证工具集成。
3.2.1Virtuoso:模拟/混合信号前后端设计的核心平台
Virtuoso是专门针对定制IC/射频/微波的自动化设计平台,支持从芯片设计到高级封装和PCB布图的整个流程。
3.2.2Spectre:SPICE是电路模拟核心算法
SPICE是电路模拟的核心算法,主要用于IC、模拟电路、数模混合电路、电源电路等电子系统的设计和仿真,是IC设计中的关键技术,Spectre始终保持SPICE仿真工具tir-1。
3.2.3VirtuosoDFM:模拟后端的核心组件
DFM工具集可在Virtuoso版图套件环境中评估物理和电气的变化,以确保定制和混合信号设计、库以及IP的可制造性,物理验证工具PVS是DFM的关键。
3.3数字设计与签核:打造数字设计全流程平台
Cadence集成数字全流程平台可分为设计创建、设计实现和签核三个阶段。
设计创建:StratusIDE、Modus可测性工具、Genus逻辑综合和Joules功耗分析等;
设计实现:Innovus实施平台是数字设计全流程的核心平台,具有自动布局布线能力;
高级签核:TempusSTA工具、Voltus电源分析工具、Quantus寄生参数提取工具等。
3.3.1StratusHLS:集成开发平台提升数字设计效率
StratusHLS是Cadence针对ASIC、SoC、FPGA设计的高阶综合IDE集成开发平台。
3.3.2DFT:不断追赶MentorGraphics
Modus是Cadence开发的诊断与测试工具,可做扫描插入、压缩、ATPG(自动测试模式生成)、逻辑和存储器BIST、PMBIST,压缩比率达倍。
3.3.3Genus:逻辑综合工具性能跻身前列
逻辑综合工具提升了芯片设计的抽象程度和设计效率,IC设计从门级转向系统级。
3.3.4Innovus:布局布线平台竞争力较强
Innovus为Cadence于年发布的全新版数字芯片PR布局布线版图设计工具,替代以前的Encounter平台,目前支持FinFET16nm、14nm、7nm和5nm工艺。
3.3.5硅签核-Tempus:静态时序签核工具
硅签核工具套件包括Tempus静态时序签核解决方案和Voltus电源完整性解决方案,于年先后发布,在业界首创功耗签收工具整合静态时序分析功能。
3.4功能验证:形式验证能力突出,数字仿真器发展迅猛
Cadence的验证套件提供全套的验证流程,实现大规模验证吞吐量。
3.4.1vManager:首个自动化验证管理解决方案
vManager验证规划和管理平台是业内首个自动化验证管理解决方案,在块、芯片、系统和项目级别自动执行验证过程,自动管理从规范到执行再到签收的活动。
3.4.2Indago:调试平台通过数据挖掘减少重复仿真
Indago调试平台从Cadence工具运行的logs中挖掘数据,将大数据捕获加入到根源分析中,从而迅速找到问题成因,通过挖掘数据减少重复仿真。
3.4.3JasperGold:收购强化形式验证能力
JasperGold产品源自Cadence在年收购的JasperDesignAutomation,是形式验证工具市场上占据支配地位的明星产品,在业内具备最佳运行时间和容量。
3.4.4Xcelium:基于产品流片的并行仿真平台
第三代Xcelium仿真平台是正式发布的基于产品流片的并行仿真平台。
3.4.5Palladium和Protium:企业级仿真和验证
Cadence提供的仿真验证平台有并行逻辑仿真平台Xcelium、硬件仿真加速平台Palladium、基于FPGA的原型验证平台Protium等。
3.5IP核:处理器IP、设计IP、验证IP全覆盖
Cadence是增长最快的IP供应商之一,业务主要包括处理器IP、设计IP、验证IP。
3.5.1处理器IP:涵盖可配置和可扩展的控制器和DSP
处理器IP源自年收购的Tensilica,主要涵盖7大类产品,包括AI平台、雷达通信DSP、浮点DSP、融合DSP、HiFiDSP、视觉DSP、Xtensa控制器等。
3.5.2设计IP:覆盖模拟、接口和存储等领域
设计IP包含模拟IP、接口IP、Denali内存接口IP和系统/外设IP四大类。
3.5.3验证IP:并购扩充验证IP,产品丰富
验证IP(VIP)是预定义的功能块,可以插入到用于验证设计的测试平台中。
3.6系统设计与分析:从IC封装到系统级仿真
Cadence在年后将公司定位由EDA厂商向提供计算软件的智能系统设计服务商转变。产品线由IC设计及验证工具不断扩充至IC封装和PCB设计、系统级仿真分析等多场景。
3.6.1IC封装:Cadence是IC封装设计领域的主导者
CadenceAllegroPackageDesignerPlus和OrbitIOInterconnectDesigner提供了世界一流的跨平台设计规划、优化以及单裸片和多裸片的先进封装与模块布局平台。
3.6.2PCB设计分析:覆盖高中低各层次市场需求
Cadence在PCB设计领域拥有OrCAD和Allegro两类产品,目前仍执行双品牌战略。
3.6.3Sigrity:系统分析的基石
Cadence于年收购Sigrity,获得其SI/PI技术,融入Allegro平台中为先进封装、PCB设计提供仿真分析途径,Sigrity是Cadence仿真业务的基石。
四、行业启示:引领EDA发展新纪元
4.1政策支持:美国政府大力扶持电子复兴计划(ERI)
美国国防部推出一项为期5年、总值15亿美元的电子复兴计划(ERI),用以支持芯片技术的开发。美国国会也增加了对ERI的投入,每年额外注资1.5亿美元。
4.2集成电路:国内市场近万亿元,整体CAGR近20%
受益于全球半导体产业链第三次转移,中国下游场景需求旺盛拉动半导体销量,我国集成电路市场规模增速高于全球平均水平
4.3竞争格局:国外三巨头主导
全球:Synopsis、Cadence、SiemensEDA(Mentor)三足鼎立,行业集中度高
中国:我国EDA企业规模普遍较小,完整性欠缺,进入全球领先客户的能力有待提升
4.4.1行业启示1:补全产品线是根本目的,自研+并购是重要手段
三巨头基本实现了EDA领域的全工具链覆盖,多个拳头产品处于行业领先地位。
成功的并购可以让EDA厂商迅速补齐短板,实现弯道超车。
能够为EDA企业带来跨域式发展、实现1+12的案例并不太多见。
4.4.2行业启示2:建立生态,与头部Foundry和Fabless深入合作
集成电路产业链上中下游紧密联动,EDA是产业链快速发展的撬动者。EDA企业绑定头部Foundry不仅代表了市场份额,更意味着工艺的领先优势。
EDA闭环工具链和IP授权的模式打造了完整的IC设计生态。
4.4.3行业启示3:IP业务成为增长新引擎
使用经过验证的IP核可以有效降低设计风险和成本,缩短产品上市时间,避免重复劳动,Fabless可以将精力更多地用于提升核心竞争力的研发中。
P授权业务已成为EDA成熟企业重要的收入来源之一。
4.4.4行业启示4:EDA上云步伐不断加快
在过去云服务发展不成熟的时期,企业高度