EDA斷供對國內(nèi)半導(dǎo)體及PCB等有哪些重大影響

8月15號，美國商務(wù)部宣布針對包括先進(jìn)半導(dǎo)體在內(nèi)的四項(xiàng)技術(shù)設(shè)立新的出口管制。被列入清單的4項(xiàng)技術(shù)中，引發(fā)了最多關(guān)注的是“管制用于開發(fā)GAAFET結(jié)構(gòu)的EDA軟件”。GAAFET可以實(shí)現(xiàn)2nm，F(xiàn)inFET技術(shù)最多能做到3nm，這將使我國短時(shí)間內(nèi)可能很難實(shí)現(xiàn)3nm。

外圍形式更加嚴(yán)峻，美臺日韓組成Chip4聯(lián)盟目的是要打造一個(gè)結(jié)合美國半導(dǎo)體源頭技術(shù)、日本半導(dǎo)體材料和零部件、韓國和臺灣省半導(dǎo)體制造能力的“半導(dǎo)體供應(yīng)鏈合作體制”。其目的很明顯是在針對中國，限制中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

美國總統(tǒng)拜登于2022年8月9日在白宮簽署長達(dá)1054頁、授權(quán)資金總額高達(dá)約2800億美元的《2022年芯片和科學(xué)法案》，法案的頒布對市場秩序的擾亂已經(jīng)開始顯現(xiàn)，推動并加劇全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈的分裂與混亂，為全球芯片產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈帶來嚴(yán)重沖擊。同時(shí)也將增加半導(dǎo)體企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的成本和風(fēng)險(xiǎn)，掣肘全球半導(dǎo)體行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。

除了芯片法案與Chip 4，美國還阻擋關(guān)鍵設(shè)備輸往大陸。從2019年開始，限制ASML銷售EUV設(shè)備給中芯國際，禁止14納米制程DUV設(shè)備輸往大陸，此舉動必然影響到管控設(shè)計(jì)高端芯片所需的電子設(shè)計(jì)自動化（EDA）軟件。

回顧EDA發(fā)展歷史

20世紀(jì)60年代中期，EDA開始出現(xiàn)，它是從計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（CAD/CAM）和計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）的概念發(fā)展而來的。EDA有力地支持了上世紀(jì)八，九十年代集成電路帶動集成電路產(chǎn)業(yè)按照摩爾定律飛速發(fā)展。

早在上世紀(jì)八十年代國家就集中力量在北京組織了“熊貓系統(tǒng)”的研發(fā)，但快35年過去了，國內(nèi)EDA市場仍然被國外三大廠家Synopsys(新思科技)、Cadence(鏗騰電子)、Mentor Graphics(西門子EDA)壟斷。三巨頭牢牢占據(jù)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(shè)計(jì)與制造全流程或大部分流程。在中國市場三巨頭擁有超過95%的軟件銷量。

（表1：國內(nèi)外EDA企業(yè)對比表）

國內(nèi)EDA企業(yè)狀況

我們已經(jīng)在EDA軟件領(lǐng)域展開布局了，《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》就明確將集成電路列為7大科技前沿領(lǐng)域攻關(guān)的第3位，EDA的攻關(guān)更是列為集成電路之首。

據(jù)2020世界半導(dǎo)體大會EDA產(chǎn)業(yè)發(fā)展分論壇上，賽迪顧問分析師呂芃浩的介紹，2019年中國本土EDA廠商總營收不到4.2億元，規(guī)模只占全球市場份額的0.6%，中國EDA國產(chǎn)化率約為10%。盡管國內(nèi)的EDA公司相比國外仍稍顯遜色，但國內(nèi)EDA企業(yè)生態(tài)已初步形成，其中一些還取得了不錯(cuò)的成績。

（圖1：國內(nèi)外EDA工具銷售額對比，數(shù)據(jù)來源于網(wǎng)絡(luò)）

談到國內(nèi)的EDA行業(yè)，首先要說的是華大九天，即我們業(yè)界非常熟悉的命名為“國寶級”的熊貓IC CAD系統(tǒng)。華大九天已于7月29日深交所創(chuàng)業(yè)板掛牌上市。

華大在工藝制程方面，模擬電路設(shè)計(jì)EDA工具除了在電路仿真工具方面達(dá)到了5nm，其他方面還停留在28nm的工藝制程，與國際領(lǐng)先水平尚存在一定的差距。但模擬芯片本身具有較長的生命周期，對先進(jìn)工藝制程依賴不高，通常采用更穩(wěn)定、更成熟的工藝制程，對于性能指標(biāo)、可靠性和成本會更關(guān)注。因此，目前市場上多數(shù)模擬芯片仍然在使用28nm及以上的成熟工藝。華大九天也仍然有一定的時(shí)間來在工藝制程上追趕國際巨頭。

（圖2：國內(nèi)外EDA先進(jìn)制程對比表，數(shù)據(jù)來源于網(wǎng)絡(luò)）

另一家有特色的EDA公司是山東濟(jì)南概倫電子科技有限公司。概倫電子以存儲芯片 EDA 為切入點(diǎn)，與全球領(lǐng)先的存儲廠商展開合作，支持其高端存儲器芯片的開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)工具的突破。在器件建模和電路仿真兩大集成電路制造和設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)掌握了具備國際市場競爭力、自主可控的 EDA 核心技術(shù)，形成了核心關(guān)鍵工具，能夠支持 7nm/5nm/3nm 等先進(jìn)工藝節(jié)點(diǎn)和 FinFET、FD-SOI 等各類半導(dǎo)體工藝路線，構(gòu)建了較高的技術(shù)壁壘。

（圖3：國內(nèi)EDA企業(yè)支持工具鏈，數(shù)據(jù)來源于網(wǎng)絡(luò)）

還有杭州廣立微，提供基于測試芯片的軟硬件系統(tǒng)和整體解決方案，可用于高效測試芯片自動設(shè)計(jì)、高速電學(xué)測試和智能數(shù)據(jù)分析的全流程平臺，有助于提高集成電路性能、良率以及穩(wěn)定性。在集成電路設(shè)計(jì)到量產(chǎn)的整個(gè)產(chǎn)品周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)芯片性能、成品率、穩(wěn)定性的提升，成功案例覆蓋集成電路最先進(jìn)的180nm～3nm工藝節(jié)點(diǎn)。

國產(chǎn)EDA需要補(bǔ)齊的短板

相較于三巨頭的全工具鏈全流程覆蓋，國內(nèi)EDA企業(yè)主要在模擬電路設(shè)計(jì)、數(shù)字實(shí)現(xiàn)等點(diǎn)工具上有成績。像華大九天在模擬IC領(lǐng)域優(yōu)勢明顯，概倫電子則在存儲器領(lǐng)域儲備較深。但點(diǎn)工具未來增長遲早會遇到瓶頸，這就需要國內(nèi)公司相互合作了。盡快形成一條完整的工具鏈。

（圖4：國內(nèi)EDA企業(yè)對比展示圖）

還有一個(gè)EDA人才。據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)做EDA研發(fā)的人大約有1500人，其中約有1200人在國際EDA公司的中國研發(fā)中心工作，真正為本土EDA做研發(fā)的人員，只有300人左右，再把這些人分散開來，一個(gè)公司專業(yè)的EDA人才就沒有幾個(gè)了。全球最大的EDA公司，研發(fā)人員大約有7000人，其中5000多人做EDA工具。人才缺乏是所有問題的根本，幾十倍的差距，力量對比懸殊！

結(jié)語

隨著國家政策對EDA領(lǐng)域的持續(xù)扶持，行業(yè)也開始受到資本市場認(rèn)可。雖然國產(chǎn)EDA與龍頭還有很大的差距，處于追趕階段，未來中國EDA產(chǎn)業(yè)的發(fā)展依然需要走很長的路，但國產(chǎn)化替代這條路，我們一定會走完。大家有什么見解，歡迎評論區(qū)討論！

審核編輯 ：李倩