EDA斷供背后：國產(chǎn)芯片臥薪嘗膽

美國商務(wù)部上周五發(fā)布最終規定，對設計GAAFET（全柵場(chǎng)效應晶體管）結構集成電路所必須的EDA軟件等技術(shù)實(shí)施新的出口管制。相關(guān)禁令2022年8月15日正式生效。這是自美國“芯片法案”落地，美國對中國芯片產(chǎn)業(yè)的又一次打壓。有關(guān)分析認為，盡管美國在芯片領(lǐng)域的一系列組合拳對中國芯片的短期發(fā)展構成了一定影響，但也倒逼國內芯片產(chǎn)業(yè)加速迭代和自立，從而全盤(pán)謀劃，全面破局。

步步緊逼的產(chǎn)業(yè)鏈阻擊

“美國EDA斷供就是想讓中國內地沒(méi)工具設計3nm及以下的高端芯片，設計卡死在5nm，制造卡死在7nm。然后拉開(kāi)中美在高速運算、AI等方面的距離?！碑a(chǎn)業(yè)觀(guān)察家洪仕斌對北京商報記者表示。

據了解，EDA是芯片IC設計中不可或缺的重要部分，是一種廣泛使用的技術(shù)的高級形式，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被行業(yè)內稱(chēng)為“芯片之母”。

目前，全球的EDA軟件主要由Cadence、Synopsys、Mentor三家美國企業(yè)壟斷。三巨頭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。

據洪仕斌介紹，整個(gè)芯片產(chǎn)業(yè)鏈包括了從最初的設計、制造、封測等，雖然目前國內芯片設計企業(yè)，如華為海思、中興微電子等已經(jīng)能夠達到世界頂尖水準，但在EDA軟件方面一直都存在著(zhù)較大的短板，甚至比國產(chǎn)芯片制造、封測等領(lǐng)域還要慘。

根據世界半導體大會(huì )EDA產(chǎn)業(yè)發(fā)展分論壇所公布的數據顯示，以2019年的數據為例，全球EDA軟件市場(chǎng)為102.5億美元，而中國EDA市場(chǎng)規模為5.8億美元，只占到了全球市場(chǎng)的5.6%，其中國產(chǎn)EDA廠(chǎng)商營(yíng)收更是只有可憐的4.2億元人民幣，規模只有全球市場(chǎng)份額的0.6%左右。

此前，美國政府直接豪擲527億美元，通過(guò)“芯片法案”?！靶酒ò浮绷谐隽艘恍┮幎?，受到美國補貼的企業(yè)禁止在中國大陸擴大生產(chǎn)和投資更先進(jìn)的芯片，期限是10年。另外，美國政府將增加對相關(guān)機構的投資，促進(jìn)科學(xué)研究工作，但禁止與中國大陸有教育合作關(guān)系的大學(xué)獲得研究經(jīng)費。

任重道遠的國產(chǎn)EDA崛起

北京商報記者查閱資料發(fā)現，從國產(chǎn)EDA軟件發(fā)展史來(lái)看，從上世紀80、90年代起，就不斷地有中國企業(yè)進(jìn)軍EDA軟件領(lǐng)域，直到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。

但由于整個(gè)芯片產(chǎn)業(yè)鏈的核心技術(shù)都被西方國家壟斷，海外EDA軟件巨頭更是直接與芯片設計、制造廠(chǎng)商們直接綁定，導致國外廠(chǎng)商并不采用國產(chǎn)EDA軟件，而國內芯片制造水準依舊停留在14nm水平階段，無(wú)法尋求更大的技術(shù)突破。

“如果設計一款5nm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，那么設計一款5nm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軟件公司的相關(guān)負責人對北京商報記者算了一筆賬。

“一旦美國斷供EDA軟件，短時(shí)間內肯定會(huì )嚴重影響國內芯片企業(yè)的設計能力，但國產(chǎn)EDA軟件將徹底崛起?！边\營(yíng)商財經(jīng)網(wǎng)相關(guān)負責人康釗表示，對于美國的封殺，只有一個(gè)辦法，那就是抓緊提升國產(chǎn)EDA軟件的水平，這并非不可克服，而是國內企業(yè)要聯(lián)合起來(lái)，甚至華為海思、國內的高校等都參與進(jìn)來(lái)，組成聯(lián)盟，共同開(kāi)發(fā)，這樣進(jìn)程會(huì )加快。

在EDA軟件領(lǐng)域，國內的政策布局也已全面展開(kāi)。像《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會(huì )發(fā)展第十四個(gè)五年規劃和2035年遠景目標綱要》就明確將集成電路列為七大科技前沿領(lǐng)域攻關(guān)的第3位，EDA的攻關(guān)更是位列集成電路之首。

重壓之下的芯片自由機會(huì )

目前中國在芯片三大領(lǐng)域：邏輯芯片、存儲芯片、模擬芯片上，均處于劣勢。而在上述三個(gè)領(lǐng)域，美國企業(yè)都是毫無(wú)疑問(wèn)的主導者。中國想要在芯片領(lǐng)域實(shí)現自給，必然要突破美國的技術(shù)封鎖和專(zhuān)利墻，一番龍爭虎斗在所難免。

但短期內，中國芯片產(chǎn)業(yè)鏈承受巨大壓力。綜合IC Insights和中國海關(guān)的數據，2020年，中國芯片市場(chǎng)的需求規模高達1434億美元；其中，中國內地所有芯片制造企業(yè)（包括外資廠(chǎng)）能夠供給的產(chǎn)能價(jià)值只有227億美元，自給率只有區區15.9%。如果剔除外資芯片廠(chǎng)，僅統計純中國內地企業(yè)的產(chǎn)能，2020年，產(chǎn)能價(jià)值約83億美元，自給率低到只有5.9%。

但重壓之下，中國并不是沒(méi)有機會(huì )。產(chǎn)業(yè)觀(guān)察家許意強表示，從長(cháng)期發(fā)展來(lái)看，美國保持持續的優(yōu)勢并不容易。半導體行業(yè)需要大量的人才、勞動(dòng)力、能源以及物流等因素支撐，但在這些領(lǐng)域，美國的缺口很大。此外，中國是全球最大的芯片市場(chǎng)，各半導體廠(chǎng)商在中國能賺到錢(qián)，由于資本是逐利的，美國想要奪回產(chǎn)業(yè)主導權，并不是一件容易的事。

一份研究指出，美國要想在本地建立從上游至下游的完整產(chǎn)業(yè)鏈，前期投資都至少需要1萬(wàn)億美元，不得不說(shuō)，527億美元對于芯片整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)說(shuō)，只是杯水車(chē)薪。

自從中興、華為事件之后，國內芯片產(chǎn)業(yè)一片火熱，兩年多時(shí)間，國內新增芯片企業(yè)超10萬(wàn)家。據報道，在過(guò)去4個(gè)季度中，每個(gè)季度里全球增長(cháng)最快的20家芯片行業(yè)公司，就有19家來(lái)自中國內地。

此外，以上海為中心的長(cháng)三角地區儼然成了國內第一大芯片基地，從頭到尾所有的芯片制造流程無(wú)不涵蓋，未來(lái)會(huì )在2025年達到1000億元人民幣的市場(chǎng)規模。

許意強表示，芯片自給的核心，在于芯片制造及其關(guān)鍵設備、尖端材料和核心工藝。中國只有在整個(gè)芯片工業(yè)崛起的基礎上才能實(shí)現徹底的芯片自給，芯片自由不能只靠點(diǎn)的突破，需要全盤(pán)謀劃，全面破局。