美國斷供EDA，國內企業(yè)能否化危為機

當地時(shí)間上周五（8月12日），美國商務(wù)部工業(yè)和安全局（BIS）在《聯(lián)邦公報》中披露了一項新增的出口限制臨時(shí)最終規則，對設計GAAFET（全柵場(chǎng)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(fā)動(dòng)機使用的壓力增益燃燒（PGC）等四項技術(shù)實(shí)施新的出口管制，禁令生效日期為今天（8月15日）。

4項技術(shù)中惹人注目的是EDA，這被市場(chǎng)解讀為在《芯片和科學(xué)法案》后，美國對中國芯片產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步限制，直接影響國內設計3納米及更先進(jìn)芯片產(chǎn)品的企業(yè)。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(dòng)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(chǎn)業(yè)，涵蓋集成電路設計、布線(xiàn)、驗證和仿真等所有流程。EDA被業(yè)內稱(chēng)為“芯片之母”。

天風(fēng)國際研報指出，如果把芯片制造比作建造一座大廈的話(huà)，IC設計是設計圖紙，EDA軟件是圖紙的設計工具，只不過(guò)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(zhù)把相關(guān)軟件都涵蓋其中。美國商務(wù)部稱(chēng)，ECAD是一類(lèi)用于設計、分析、優(yōu)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(yè)的各種應用中，用于設計復雜的集成電路。

GAAFET晶體管技術(shù)是相對于FinFET晶體管（鰭式場(chǎng)效應晶體管）更先進(jìn)的技術(shù)，FinFET技術(shù)最多能做到3納米，而GAAFET可以實(shí)現2納米。

這是美國針對中國在EDA領(lǐng)域發(fā)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(chǎng)上使用最先進(jìn)制程的芯片除了蘋(píng)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(wù)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(chē)規級芯片大多還是28納米或16納米。有產(chǎn)業(yè)觀(guān)察家認為，美國是想讓中國內地沒(méi)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(kāi)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(lái)，美國之所以打壓EDA，核心還是控制國產(chǎn)芯片產(chǎn)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(lèi)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(fā)中，并沒(méi)有大規模產(chǎn)業(yè)化，而技術(shù)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(wǎng)儲能、通信等多個(gè)工業(yè)環(huán)境，因此也變得非常敏感和重要。

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

國產(chǎn)EDA“突圍”機會(huì )

“如果設計一款5納米芯片產(chǎn)品，使用全球頂尖的EDA軟件，大約成本可以控制在4000萬(wàn)美元左右，但如果沒(méi)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(guān)負責人算了一筆賬。

目前，EDA行業(yè)全球市場(chǎng)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(mén)子收購）牢牢占據了全球超過(guò)70%的市場(chǎng)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(chǎn)品上各有特色，IP（知識產(chǎn)權）側重點(diǎn)和優(yōu)勢都有較大的差別，旗下產(chǎn)品在國內的市場(chǎng)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(shù)，就是在Synopsys、Cadence等協(xié)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(lǐng)域全流程，在局部領(lǐng)域技術(shù)較為領(lǐng)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(diǎn)工具為主，缺少特定領(lǐng)域全流程產(chǎn)品。

國內大多數芯片設計公司仍在采用進(jìn)口的EDA工業(yè)軟件來(lái)設計芯片，1993年，華大九天發(fā)布了國內第一款EDA軟件——熊貓ICCAD系統，實(shí)現了國產(chǎn)EDA從0到1的突破。2020年，2020年，在中國EDA市場(chǎng)，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(chuàng )業(yè)板，上市首日漲幅達126%，市值突破400億元。華大九天在招股書(shū)中稱(chēng)，其數字電路設計EDA產(chǎn)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(yíng)收5.8億元，概倫電子的營(yíng)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(fēng)國際研報指出，國產(chǎn)化勢在必行，EDA工具鏈大約有40個(gè)細分領(lǐng)域，三巨頭目前實(shí)現了全產(chǎn)業(yè)鏈覆蓋，而國產(chǎn)龍頭華大九天目前的覆蓋率約40%，其他國產(chǎn)EDA廠(chǎng)商產(chǎn)品多為點(diǎn)工具。

據統計，國內有百家左右的設計工具企業(yè)。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(yè)已經(jīng)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(gè)左右的“點(diǎn)工具”，分別在各個(gè)點(diǎn)工具上進(jìn)行研發(fā)。

有觀(guān)點(diǎn)認為，對于美國的圍堵，只有抓緊提升國產(chǎn)EDA軟件的水平，國內企業(yè)要聯(lián)合起來(lái)，甚至華為海思、國內高校等都參與進(jìn)來(lái)，組成聯(lián)盟，共同開(kāi)發(fā)。隨著(zhù)國內芯片需求越來(lái)越大，買(mǎi)方市場(chǎng)下國產(chǎn)EDA并非沒(méi)有機會(huì )。