EDA出口管制解除,對中國半導體影響幾何?
EDA 禁令發(fā)布之際,市場瞬間炸開了鍋。
而近日,這則禁令又釋放出新的信號。
EDA 三巨頭,解除出口禁令
美國時間 7 月 2 日,西門子表示收到美國政府通知,已解除對中國大陸出口芯片設計軟件的限制。根據(jù)該公司聲明,已恢復向中國客戶全面提供其軟件與技術服務。
同時新思科技(Synopsys)和楷登電子(Cadence)也已收到解除對中國出口限制的通知。
此次禁令解除距離禁令發(fā)布剛剛過去兩個月。
2025 年 5 月 29 日,美國商務部工業(yè)和安全局(BIS)頒布了一項禁令,要求上述EDA 三大巨頭全面停止向中國提供芯片設計軟件。此次管控的核心目標是嚴格監(jiān)管與人工智能相關的芯片開發(fā)設計,并進一步加強對所謂實體清單企業(yè)的管控。
在全球的 EDA 市場中,美國廠商占據(jù)了壟斷地位,根據(jù) TrendForce 的數(shù)據(jù),到 2024 年,Synopsys、Cadence 和 Siemens EDA 這三家美國公司分別占據(jù)全球 EDA 市場 32%、29% 和 13% 的市場份額,三者合計市場份額高達 74%。而就國內 EDA 市場,三巨頭在中國 EDA 市場份額超過 80%。
自 2018 年以來,美國針對 EDA 工具已發(fā)起多輪限制行動。
2019 年與 2020 年,美國先后將幾家中國頭部半導體/科技公司列入實體清單,限制其獲得高端 EDA 軟件。
2022 年,美國商務部通過修訂《出口管理條例》(EAR),新增出口管制分類編號 ECCN 3D006,專門針對可用于設計 GAAFET(環(huán)繞柵極晶體管)結構的 EDA 工具實施管控,該工具主要用于 3nm 及以下芯片設計。
在國內 EDA 軟件高度依賴進口的情況下,若無法獲取相關工具,將直接影響技術研發(fā)進程。
EDA,有多重要?
至于 EDA 如何占據(jù)如此重要的地位?
筆者將它總結為:技術難度高+壟斷與深度綁定。
EDA 即電子設計自動化(Electronic Design Automation),也被稱為「芯片之母」。其包含一系列從設計到制造的軟件工具,涵蓋了功能設計、布線、驗證等環(huán)節(jié),是芯片設計中不可或缺的重要組件。
在前端的設計中,隨著芯片設計越來越復雜,流片成本也越來越高昂。據(jù)悉,最低端的芯片流片一次都要花費數(shù)十萬元以上,先進制程的甚至要過億元,中小型芯片企業(yè)難以承受多次流片的成本。因此,芯片設計需要追求成功率,自動化設計工具可以極大避免芯片電路設計和布局錯誤,降低損失。
因此,在芯片設計中,EDA 至關重要。
在芯片制造環(huán)節(jié),國際 EDA 龍頭又對芯片設計公司形成壟斷。
簡單來講,集成電路產(chǎn)業(yè)經(jīng)過漫長時間的分工與整合,產(chǎn)業(yè)鏈上下游的各個環(huán)節(jié),存在著「互相適配」的綁定關系。
上游的指令集架構、EDA 工具,再到制造中的光刻機、刻蝕機等,乃至后端的封測設備,每個環(huán)節(jié)的研發(fā)和改進都需要上下游環(huán)節(jié)的配合協(xié)作、相互適配。
舉一個簡單的例子,在臺積電的技術更新中,用戶時??梢钥吹?nbsp;PDK 一詞。PDK 全稱 Process Design Kit,即工藝設計包,可以理解為代工廠某一節(jié)點的用戶使用說明,其中包括這一節(jié)點的設計規(guī)則、仿真模型、技術文件等設計參數(shù)。
這也意味著,倘若下游芯片設計公司要設計芯片,就需要臺積電等晶圓廠提供開發(fā)數(shù)據(jù)包 PDK,PDK 包含了對 EDA 軟件的授權驗證,EDA 軟件沒有授權驗證就無法使用 PDK 工具包。
并且,并非所有制程節(jié)點的 PDK 都是相同的,比如臺積電 3nm 至今為止已經(jīng)推出了 N3B、N3E、N3P、N3X 四個版本,每個版本都對應不同的 PDK。
通過這種方式,EDA 龍頭企業(yè)與芯片設計公司深度綁定,使得這些公司不得不及時更新自己的 EDA 工具。
中國 EDA 行業(yè)起步于 20 世紀 80 年代,1986 年誕生的國產(chǎn)集成電路計算機輔助設計系統(tǒng)"熊貓系統(tǒng)"標志著行業(yè)開端。然而,受制于當時國內半導體產(chǎn)業(yè)基礎薄弱、研發(fā)投入不足等因素,國產(chǎn) EDA 發(fā)展緩慢,市場長期被國際巨頭壟斷。
目前國產(chǎn) EDA 和國際 EDA 龍頭還存在較大的差距。
國產(chǎn) EDA,難在哪?
對于 EDA 公司來說,EDA 集成度越高,便越具備優(yōu)勢,然而全套 EDA 工具,極為復雜。
EDA 工具可被細分為三大類:數(shù)字芯片設計全流程 EDA、模擬及混合電路設計全流程 EDA 以及集成電路制造類 EDA。
其中,數(shù)字電路設計全流程工具可根據(jù)設計流程分為前端和后端兩大部分,而前后端又有不同的設計工具和驗證工具;模擬及混合電路設計工具則專注于電路設計、仿真驗證到物理實現(xiàn);而集成電路制造類 EDA 工具則用于開發(fā)制造工藝平臺和晶圓制造。
上述 EDA 三巨頭均可提供設計全流程 EDA 工具解決方案。
近年來,以華大九天、概倫電子、廣立微等為代表的國產(chǎn) EDA 企業(yè)通過聚焦細分領域和差異化競爭策略,逐步在市場中站穩(wěn)腳跟。華大九天重點在數(shù)字電路設計,前端以及部分后端具備較完整的數(shù)字 EDA 解決方案;概倫電子的 EDA 解決方案則是專長于模擬電路設計;廣立微專注于 EDA 驗證工具。分別來看,三大廠商暫時都還未具備獨立的全流程 EDA 工具鏈能力。整體來看,使用多家國產(chǎn) EDA 點工具組合,理論上可以覆蓋全流程,不過在某些領域能力較為薄弱。EDA 工具的其他重要參與者包括芯和半導體、芯華章等。
國產(chǎn) EDA 企業(yè)在先進制程支持、工具鏈完整性方面與國際巨頭存在明顯差距,特別是在 3nm 以下工藝、多物理場仿真等前沿領域幾乎空白。生態(tài)層面,上文提到,EDA 作為高度依賴上下游協(xié)同的工具軟件,需要與晶圓廠、設計公司構建緊密的 PDK(工藝設計套件) 適配關系,而國際三大巨頭已與臺積電、三星等領先晶圓廠建立了數(shù)十年合作,形成了極高的生態(tài)壁壘。
不過,這種局面正在發(fā)生積極變化:一方面,美國對華高端 EDA 工具出口管制倒逼下游企業(yè)加大國產(chǎn)軟件驗證和導入力度,部分半導體龍頭已積極構建本土 EDA 生態(tài);另一方面,本土企業(yè)通過技術創(chuàng)新和戰(zhàn)略并購,正逐步向數(shù)字設計全流程、高端制程支持等"深水區(qū)"進軍。
技術上,國內 EDA 企業(yè)除了加強自主研發(fā)外,更加快了并購的腳步,如華大九天收購了芯和半導體,補齊了射頻設計工具的短板。在生態(tài)重構上,除了國家引導的生態(tài)協(xié)同外,國內廠商積極參與 RISC-V 開源生態(tài),推動國產(chǎn) EDA 工具接口標準化,降低對美系工具的依賴。
概倫電子也拋出價值數(shù)十億的重磅收購——通過發(fā)行股份及現(xiàn)金支付,全資收購銳成芯微(半導體 IP 市占率 15%)及控股納能微。概倫電子的主要產(chǎn)品為設計類和制造類 EDA 全流程解決方案,在模擬、存儲、射頻、平板顯示、數(shù)字電路領域具備領先優(yōu)勢。收購銳成芯微,概倫電子補全了在模擬、數(shù)?;旌?、存儲、射頻、接口等領域的 IP 布局,有望實現(xiàn)技術和客戶的協(xié)同效應,提升公司在 EDA 和 IP 領域的產(chǎn)品開發(fā)和客戶拓展效率,助力公司成為領先的 EDA+IP 平臺型企業(yè)。
那么此次解除出口管制,又會給中國半導體行業(yè)帶來哪些影響?
EDA 出口管制解除,影響幾何?
從積極方面來看,對于中國半導體產(chǎn)業(yè)來說,能夠重新獲得國際先進的 EDA 技術和產(chǎn)品,有助于企業(yè)提升芯片設計能力和效率,加速高端芯片的研發(fā)進程,縮小與國際先進水平的差距,推動國內半導體產(chǎn)業(yè)的高質量發(fā)展。
從消極方面來看,進口 EDA 技術固然先進,但是倘若斷供手段再來一次呢?要知道。暫時的 EDA 工具管制解除,并不等于技術安全,美國商務部保留政策回調權利,當前解禁的局限性不容忽視。
那么解禁后可能面臨的局面可能會是怎樣?
從產(chǎn)業(yè)短期運行來看,國內半導體企業(yè)將快速重啟與國際 EDA 巨頭的合作,高端芯片設計項目得以恢復推進,部分先進制程研發(fā)有望提速。然而,這也可能加劇對進口工具的依賴,當企業(yè)習慣使用成熟且高效的國際 EDA 工具后,對國產(chǎn)化方案的探索動力或被削弱。
此前美國突發(fā)斷供 EDA 軟件后,合見工軟、芯華章、九同方等多家國產(chǎn) EDA 廠商出手,宣布免費開放試用。倘若國際 EDA 三巨頭重新占據(jù)市場主導,可能會擠壓國產(chǎn)廠商的生存空間。在這一點上,國產(chǎn)半導體企業(yè)需要具備危機意識。
實現(xiàn) EDA 軟件的國產(chǎn)化才是重中之重。要真正擺脫技術依賴、實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)安全,加快國產(chǎn) EDA 設備的自主化進程才是關鍵所在。
這也意味著,實現(xiàn) EDA 工具庫的自主化,不僅需要華大九天等行業(yè)龍頭企業(yè)加大研發(fā)投入,在算法優(yōu)化、工具鏈整合等核心環(huán)節(jié)持續(xù)攻關;也離不開國產(chǎn)半導體企業(yè)給予國產(chǎn)工具更多實踐機會,通過實際應用場景的反饋促進技術迭代升級。
唯有形成「研發(fā)—應用—改進」 的良性循環(huán),才能逐步構建起自主可控的 EDA 產(chǎn)業(yè)生態(tài),從根本上增強中國半導體行業(yè)的抗風險能力。
評論