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              新聞 > 技術 >美國斷供EDA,國內企業能否化危為機

              美國斷供EDA,國內企業能否化危為機

              作者/來源:第一電動網
              2022-08-16 09:18:19

              當地時間上周五(8月12日),美國商務部工業和安全局(BIS)在《聯邦公報》中披露了一項新增的出口限制臨時最終規則,對設計GAAFET(全柵場效應晶體管)結構集成電路所必須的EDA/ECAD軟件;金剛石和氧化鎵為代表的超寬禁帶半導體材料;燃氣渦輪發動機使用的壓力增益燃燒(PGC)等四項技術實施新的出口管制,禁令生效日期為今天(8月15日)。

              4項技術中惹人注目的是EDA,這被市場解讀為在《芯片和科學法案》后,美國對中國芯片產業的進一步限制,直接影響國內設計3納米及更先進芯片產品的企業。但目前國內還很少用到3納米設計,其短期影響有限。

              除了3納米制程,800V快充或受影響

              EDA(Electronics Design Automation)即電子設計自動化,是芯片IC(集成電路)設計中不可或缺的重要部分,屬于芯片制造的上游產業,涵蓋集成電路設計、布線、驗證和仿真等所有流程。EDA被業內稱為“芯片之母”。

              天風國際研報指出,如果把芯片制造比作建造一座大廈的話,IC設計是設計圖紙,EDA軟件是圖紙的設計工具,只不過EDA軟件比建筑設計軟件的復雜度要高很多。

              ECAD(電子計算機輔助設計軟件)范圍比EDA要更大,禁令意味著把相關軟件都涵蓋其中。美國商務部稱,ECAD是一類用于設計、分析、優化和驗證集成電路或印制電路板性能的軟件工具。在軍事、航空航天、國防工業的各種應用中,用于設計復雜的集成電路。

              GAAFET晶體管技術是相對于FinFET晶體管(鰭式場效應晶體管)更先進的技術,FinFET技術最多能做到3納米,而GAAFET可以實現2納米。

              這是美國針對中國在EDA領域發起的第三次出口管制。第一次是2018年針對中興通訊,第二次是2019年針對華為。目前市場上使用最先進制程的芯片除了蘋果手機、電腦等電子消費品,其他都是一些大算力芯片,如用于人工智能的GPU,用在數據中心、云計算中的服務器芯片。

              有芯片設計人士表示,這項管制措施的短期影響有限,因為國內還很少用到3納米設計,部分AI芯片、GPU芯片用的是7納米,而電視、機頂盒、車規級芯片大多還是28納米或16納米。有產業觀察家認為,美國是想讓中國內地沒有工具設計3納米及以下的高端芯片,設計卡死在5納米,制造卡死在7納米。然后拉開中美在高速運算、人工AI等方面的距離。

              在一位芯片人士看來,美國之所以打壓EDA,核心還是控制國產芯片產能。

              此次除了EDA軟件外,還涉及兩種半導體材料:氧化鎵(Ga2O3)和金剛石襯底,兩者都屬于超寬禁帶半導體材料。這類材料有望在更嚴酷的條件,例如更高的電壓或更高的溫度下工作。

              這些材料還在研發中,并沒有大規模產業化,而技術主要集中在日本和美國。但這些材料制造的芯片將更適應新能源、電網儲能、通信等多個工業環境,因此也變得非常敏感和重要。

              以新能源汽車為例,目前小鵬汽車、比亞迪、理想汽車、北汽極狐等新能源車企,已經布局800V快充技術,陸續在今年前后量產。這些快充技術中可以使用氧化鎵材料做的功率器件。

              國產EDA“突圍”機會

              “如果設計一款5納米芯片產品,使用全球頂尖的EDA軟件,大約成本可以控制在4000萬美元左右,但如果沒有EDA軟件支持,設計一款5納米芯片所要消耗的成本可能就要高達77億美元,接近200倍左右的差距?!蹦硣鴥菴AD(管理軟件計算機輔助設計)軟件公司的相關負責人算了一筆賬。

              目前,EDA行業全球市場集中度較高,EDA三巨頭Synopsys(新思科技)、Cadence(楷登電子)、Mentor Graphics(明導國際,2016年被德國西門子收購)牢牢占據了全球超過70%的市場份額,能夠提供完整的EDA工具,覆蓋集成電路設計與制造全流程或大部分流程。

              三家公司在產品上各有特色,IP(知識產權)側重點和優勢都有較大的差別,旗下產品在國內的市場占有率達到85%。三星在今年6月剛剛突破的3納米GAAFET架構制程技術,就是在Synopsys、Cadence等協助下完成的。

              第二梯隊的公司以ANSYS、Silvaco、Aldec Inc、華大九天等為代表,擁有特定領域全流程,在局部領域技術較為領先。第三梯隊的公司包括Altium、Concept Engineering、概論電子、廣立微、思爾芯、DownStream Technologies等為代表,在EDA上的布局主要以點工具為主,缺少特定領域全流程產品。

              國內大多數芯片設計公司仍在采用進口的EDA工業軟件來設計芯片,1993年,華大九天發布了國內第一款EDA軟件——熊貓ICCAD系統,實現了國產EDA從0到1的突破。2020年,2020年,在中國EDA市場,以收入規模計,華大九天排在第四。

              7月29日,華大九天正式登陸創業板,上市首日漲幅達126%,市值突破400億元。華大九天在招股書中稱,其數字電路設計EDA產品絕大多數可支持5納米工藝;概倫電子在年報中表示,部分工具中可以支持7納米、5納米、3納米的制程。

              華大九天2021年的營收5.8億元,概倫電子的營收不到2億元。而全球第一的Synopsys的收入為260億元人民幣左右,利潤高達50多億元。

              天風國際研報指出,國產化勢在必行,EDA工具鏈大約有40個細分領域,三巨頭目前實現了全產業鏈覆蓋,而國產龍頭華大九天目前的覆蓋率約40%,其他國產EDA廠商產品多為點工具。

              據統計,國內有百家左右的設計工具企業。而EDA分為模擬芯片設計工具和數字芯片設計工具。有國內企業已經解決了模擬芯片的設計全流程。數字芯片的設計工具更難,設計流程中涉及120個左右的“點工具”,分別在各個點工具上進行研發。

              有觀點認為,對于美國的圍堵,只有抓緊提升國產EDA軟件的水平,國內企業要聯合起來,甚至華為海思、國內高校等都參與進來,組成聯盟,共同開發。隨著國內芯片需求越來越大,買方市場下國產EDA并非沒有機會。


              來源:第一電動網

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