EDA断供背后 国产芯片卧薪尝胆

美国商务部周五发布最终规定,对设计GAAFET(全栅场效应晶体管)结构集成电路所必须的EDA软件;金刚石和氧化镓为代表的超宽禁带半导体材料;燃气涡轮发动机使用的压力增益燃烧(PGC)等四项...


美国商务部周五发布最终规定,对设计GAAFET(全栅场效应晶体管)结构集成电路所必须的EDA软件;金刚石和氧化镓为代表的超宽禁带半导体材料;燃气涡轮发动机使用的压力增益燃烧(PGC)等四项技术实施新的出口管制!相关禁令将在2022年8月15日正式生效。

这是自美国\"芯片法案\"落地,美国对中国芯片产业的又一次打压。有关分析认为,尽管美国在芯片领域的一系列组合拳对中国芯片的短期发展构成了一定影响,但也倒逼国内芯片产业加速迭代和自立,从而全盘谋划,全面破局。

步步紧逼的产业链阻击

\"美国EDA断供就是想让中国内地没工具设计3nm及以下的高端芯片,设计卡死在5nm,制造卡死在7nm。然后拉开中美在高速运算、人工AI等方面的距离。\"产业观察家洪仕斌对北京商报记者表示。

美国商务部的4项技术中比较惹人注目的是其中\"特别针对GAAFET晶体管结构的ECAD软件\"。据了解,EDA是芯片IC设计中不可或缺的重要部分,是一种广泛使用的技术的高级形式,属于芯片制造的上游产业,涵盖集成电路设计、布线、验证和仿真等所有流程。EDA被行业内称为\"芯片之母\"。

目前,全球的EDA软件主要由Cadence、Synopsys、Mentor等三家美国企业垄断。三巨头牢牢占据了全球超过70%的市场份额,能够提供完整的EDA工具,覆盖集成电路设计与制造全流程或大部分流程。

据洪仕斌介绍,整个芯片产业链包括了从最初的设计、制造、封测等,虽然目前国内芯片设计企业,如华为海思、中兴微电子等等已经能够达到世界顶尖水准,但在EDA软件方面一直都存在着较大的短板,甚至比国产芯片制造、封测等领域还要惨。

根据世界半导体大会EDA产业发展分论坛所公布的数据显示,以2019年的数据为例,全球EDA软件市场为102.5亿美元,而中国EDA市场规模为5.8亿美元,只占到了全球市场的5.6%,其中国产EDA厂商营收更是只有可怜的4.2亿元人民币,规模只有全球市场份额的0.6%左右。

为阻碍中国发展,美国就把芯片当成一个筹码,可谓步步紧逼。此前,美国政府直接豪掷527亿美元,通过\"芯片法案\"。\"芯片法案\"列出了一些规定,受到美国补贴的企业禁止在中国大陆扩大生产和投资更先进的芯片,期限是10年。另外,美国政府将增加对相关机构的投资,促进科学研究工作,但禁止与中国大陆有教育合作关系的大学获得研究经费。

任重道远的国产EDA崛起

北京商报记者查阅资料发现,从国产EDA软件发展史来看,从上世纪80、90年代,就不断地有中国企业进军EDA软件领域,直到1993年,华大九天发布了国内第一款EDA软件——熊猫ICCAD系统,实现了国产EDA从0到1的突破。

但由于整个芯片产业链的核心技术都被西方国家垄断,海外EDA软件巨头更是直接与芯片设计、制造厂商们直接绑定,导致国外厂商并不采用国产EDA软件,而国内芯片制造水准依旧停留在14nm水平阶段,无法寻求更大的技术突破。

\"如果设计一款5nm芯片产品,使用全球顶尖的EDA软件,大约成本可以控制在4000万美元左右,但如果没有EDA软件支持,那么设计一款5nm芯片所要消耗的成本可能就要高达77亿美元,接近200倍左右的差距。\"某国内CAD软件公司的相关负责人对北京商报记者算了一笔账。

\"一旦美国断供EDA软件,短时间内肯定会严重影响国内芯片企业的设计能力,但国产EDA软件将彻底崛起。\"运营商财经网相关负责人康钊表示,对于美国的封杀,只有一个办法,那就是抓紧提升国产EDA软件的水平,这并非不可克服,而是国内企业要联合起来,甚至华为海思、国内的高校等都参与进来,组成联盟,共同开发,这样进程会加快。

洪仕斌认为,美国对该市场高度垄断,并不代表国产EDA就没有机会。随着国内芯片需求越来越大,除了华为之外,像是阿里、字节、OPPO等都有芯片设计需求,这就保证了国产EDA并不缺买家。而且随着国产替代的兴起,发展自主可控的EDA早已上升到战略层面,有着非常重要的意义。

在EDA软件领域,国内的政策布局也已全面展开。像《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》就明确将集成电路列为七大科技前沿领域攻关的第3位,EDA的攻关更是位列集成电路之首。

重压之下的芯片自由机会

目前中国在芯片三大领域:逻辑芯片、存储芯片、模拟芯片上,均处于劣势。而在上述三个领域,美国企业都是毫无疑问的主导者。中国想要在芯片领域实现自给,必然要突破美国的技术封锁和专利墙,一番龙争虎斗在所难免。

但短期内,中国芯片产业链承受巨大压力。综合IC Insights 和中国海关的数据,2020年,中国芯片市场的需求规模高达1434亿美元;其中,中国内地所有芯片制造企业(包括外资厂)能够供给的产能价值,只有227亿美元,自给率只有区区15.9%。如果剔除外资芯片厂,仅统计纯中国内地企业的产能,2020年,产能价值约83亿美元,自给率低到只有5.9%。

但重压之下,中国并不是没有机会。产业观察家许意强表示,从长期发展来看,美国保持持续的优势并不容易。半导体行业需要大量的人才、劳动力、能源以及物流等因素支撑,但在这些领域,美国的缺口很大。此外,中国是全球最大的芯片市场,各半导体厂商在中国能赚到钱,由于资本是逐利的,美国想要夺回产业主导权,并不是一件容易的事。

一份研究指出,美国要想在本地建立从上游至下游的完整产业链,前期投资都至少需要1万亿美元,不得不说,527亿美元对于芯片整个产业链来说,只是杯水车薪。

自从中兴、华为事件之后,国内芯片产业一片火热,2年多时间,国内新增芯片企业超10万家。据报道,在过去四个季度中,每个季度里全球增长最快的20家芯片行业公司,就有19家来自中国内地。

此外,以上海为中心的长三角地区俨然成了国内第一大芯片基地,从头到尾所有的芯片制造流程无不涵盖,未来会在2025年达到1000亿人民币的市场规模。

许意强表示,芯片自给的核心,在于芯片制造及其关键设备、尖端材料和核心工艺。中国只有在整个芯片工业崛起的基础上才能实现彻底的芯片自给,芯片自由不能只靠点的突破,需要全盘谋划,全面破局。

北京商报记者 金朝力 王柱力

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