美國“斷供EDA軟件”,對中國影響幾何?
8月12日,美國商務(wù)部工業(yè)和安全局(BIS)發(fā)布一項臨時最終規(guī)則。該規(guī)則中,對四項新興和基礎(chǔ)技術(shù)確立了新的出口管制,管制原因是國家安全。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/202208/437418.htm臨終最終規(guī)則(interim final rulus,IFR),指的是由聯(lián)邦機構(gòu)發(fā)布的規(guī)則,在發(fā)布后生效,無需首先就規(guī)則的實質(zhì)內(nèi)容征求公眾意見。IFR在緊急情況和其他需要時使用,可以幫助加快監(jiān)管流程,以快速實施具有約束力的監(jiān)管要求。后續(xù)會根據(jù)效果決定是否進行調(diào)整,有一定期限性。一位資深律師的分析是,這個臨時最終規(guī)則可以被視為是對中國的暫行條例。
“這四項技術(shù)中,最讓外界關(guān)注的是EDA軟件。該規(guī)則規(guī)定,對用于開發(fā)全柵場效應(yīng)晶體管的晶體管(GAAFET)結(jié)構(gòu)的EDA軟件進行出口管制?!?/p>
EDA,即電子設(shè)計自動化。這是指利用計算機輔助設(shè)計(CAD)軟件,來完成超大規(guī)模集成電路芯片的功能設(shè)計、綜合、驗證、物理設(shè)計(包括布局、布線、版圖、設(shè)計規(guī)則檢查等)等流程的設(shè)計方式。EDA工具貫穿整個集成電路生產(chǎn)流程,位于這個流程的上游,半導(dǎo)體的設(shè)計、設(shè)備的研發(fā)、芯片的生產(chǎn)和制造,都需要用到EDA工具。
GAAFET工藝是進入2納米制程之后的主流工藝架構(gòu)。在摩爾定律下,集成電路上可容納的晶體管數(shù)量大約每18個月就會增加一倍,針對不同制程階段,有不同的主流工藝架構(gòu),也就有不同的EDA工具。
在此之前,主流的工藝架構(gòu)一直是FinFET,即鰭式場效應(yīng)晶體管,F(xiàn)inFET工藝在22納米制程之后成為半導(dǎo)體的主流工藝架構(gòu),一直延續(xù)到5納米制程。
多位半導(dǎo)體行業(yè)人士告訴《財經(jīng)十一人》,這一規(guī)則對中國芯片設(shè)計公司來說影響最大。
美國這份規(guī)則中,所提到的GAAFET結(jié)構(gòu)的EDA軟件,是所有半導(dǎo)體公司在進入先進制程后都無法避開的一個環(huán)節(jié)。
這意味著,中國需要用到先進制程芯片的公司,如AI芯片公司、挖礦芯片公司等,未來有可能在2納米、3納米制程及以下的芯片設(shè)計上進程受阻。不過,2納米、3納米制程是目前最先進的芯片制程,中國公司還在突破5納米和7納米制程中,短期影響不大。
另一類可能受到影響的公司是三星和臺積電。有半導(dǎo)體行業(yè)人士向《財經(jīng)十一人》表示,三星和臺積電在GAAFET工藝上的EDA工具使用也會受到這一規(guī)則的影響,比如,三星如果與中國公司在GAAFET工藝上商業(yè)合作,就會受到限制。目前,涉及GAAFET工藝進行芯片生產(chǎn)的,主要是三星和臺積電。
今年6月30日,三星電子宣布,其旗下的華城工廠已經(jīng)利用3納米全環(huán)繞柵極(下稱GAA)制程工藝節(jié)點開始量產(chǎn)首批芯片,三星成了全球首家量產(chǎn)3納米芯片的半導(dǎo)體晶圓代工廠。先不說三星這次3納米GAA芯片良率如何,這也意味著全球3納米進程往前推進了關(guān)鍵的一步。臺積電則宣布將在2022年下半年量產(chǎn)3納米芯片的計劃。作為全球第一家宣布啟動2納米工藝研發(fā)的代工廠,臺積電預(yù)計于2025年開始生產(chǎn)2納米芯片。
盡管EDA工具的市場規(guī)模只有大概不到100億美元,相比于5000億美元的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),可謂是九牛一毛。但EDA環(huán)節(jié)非常關(guān)鍵,它深入到半導(dǎo)體設(shè)計生產(chǎn)的各環(huán)節(jié),雖然市場規(guī)模不大,但不可或缺。
上海交大中國質(zhì)量研究院客座研究員,北京聯(lián)訊動力咨詢公司總經(jīng)理林雪萍在一篇文章中描述EDA工具的重要性是,在芯片那么小的空間進行布局、走線和事前分析,如同在一個米粒上刻出航空母艦?zāi)P湍菢印?/p>
根據(jù)第三方數(shù)據(jù)分析機構(gòu)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院統(tǒng)計,全球EDA市場有大約80%被新思科技、Cadence和Mentor Graphics三家國外公司占領(lǐng)。其中,新思科技和Cadence總部在美國。中國也是這三家EDA公司的主要市場。根據(jù)第三方研究機構(gòu)賽迪智庫的統(tǒng)計,2020年,中國的EDA市場中,Cadence的市場份額為32%,其次為新思科技,為29.1%,Siemens EDA排名第三,為16.6%。
不過,近些年,中國EDA產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快,賽道內(nèi)的公司正在逐漸增多,例如華大九天(117.100, -7.92, -6.33%)、概倫電子(41.800, -2.80, -6.28%)、芯華章和廣立微(108.900, -4.35, -3.84%)電子等。
但一位EDA領(lǐng)域的資深專家告訴《財經(jīng)十一人》,國內(nèi)很多實際應(yīng)用大部分停留在IC仿真驗證的環(huán)節(jié),以點工具公司為主。EDA流程繁復(fù),需要長時間的積累,融合是目前的趨勢,哪怕是EDA巨頭新思科技、Cadence,也是通過三十多年不斷收購形成如今的規(guī)模和地位。
目前,一些頭部企業(yè)的產(chǎn)業(yè)基金正在做這方面的布局,以華為為例,華為通過哈勃投資正在對EDA領(lǐng)域進行重點投資布局,例如九同方微電子、無錫飛譜電子和立芯軟件。這些公司都還在初創(chuàng)階段,以立芯軟件為例,這家公司所做的是EDA的數(shù)字流程里一項點工具,屬于芯片設(shè)計的模塊布局階段。
上述EDA領(lǐng)域?qū)<腋嬖V《財經(jīng)十一人》,這是一項不錯的技術(shù),但也存在一定的問題:首先,距離工業(yè)化仍有一段距離;其次,點工具的公司很難單獨生存下來,其需要得到其他廠家的輸入數(shù)據(jù)、同時其輸出數(shù)據(jù)也要被廠商認(rèn)可。
中國要建立一個覆蓋EDA全流程的生態(tài)鏈,做好這件事情非常重要,進入3納米以下先進制程的路,還有很長的路要走。
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