美国限制升级,EDA软件直接影响中国高端芯片自研,为苹果高通护航

中国芯片产业再遭打压。据《北京商 》 道,近日,美国商务部宣布,对设计GAAFET(全栅场效应晶体管)结构集成电路所必须的EDA/ECAD软件等技术实施新的出口管制。相关禁令2022年8月15日正式生效。

这是继美国签署《芯片与科学法案》后,对半导体行业先进技术实行出口限制。算上这次,美国已经第三次通过EDA电子设计自动化软件对中国企业实行熔断。第一次是2018年对付中兴;第二次是2019年断供华为;而这一次,干脆是对整个中国企业。

什么是EDA?它在芯片制造过程中有什么作用?

EDA英文名称为Electronic Design Automation,通常是指,利用电脑辅助软件来设计集成电路的功能,然后还能够验证你设计的功能完不完整,是不是正确。

打比方说,你要设计一栋大楼,就需要图纸吧,EDA软件就是给你设计图纸的工具。图纸设计出来了,通过软件建模,你可以看到大楼的结构模型。到这里你还不能直接就拿图纸盖楼去了,你还得看大楼建成后,会不会倒,能抗几级地震、几级大风?这些,通过EDA软件都可以帮你全套验证了。

当然,芯片设计的复杂程度比造大楼还要复杂很多。随着计算机技术的飞速发展,电子产品从电路设计、功能分析再到IC版图的整个过程,都可以在计算机上处理完成。

EDA被称为“芯片之母”。EDA软件贯穿整个芯片制造的过程,不仅在芯片设计上很重要,在芯片制造、芯片良率分析和加工工艺模拟的过程中,同样有着非常关键的作用。此外,EDA软件还需要不断地更新。EDA技术已经被广泛应用在电子、通信、航空航天、机械等多个领域。

那不用EDA软件行不行?答案是不行。芯片设计极其复杂,就算是早期的SOC(系统级芯片)都有千万个晶体管,发展到现在,个数更是增加到了几亿,甚至是十亿,如果不经过验证,哪怕是一条线连接出错了,制造出来的产品和预期设定的功能结果就会不一致。

那么,前期几千万甚至几亿的设计成本,也就打了水漂。越先进的工艺,需要的研发费用和制造费用也就越贵,这样的试错成本,是哪个公司都承受不了的。

目前,整个全球EDA软件市场规模大约在100亿美元,相对于整个半导体产业5000亿美元的规模来说占比很小,甚至不值一提。但是如果没有EDA软件基础,整个半导体行业就会崩溃。

美国在EDA领域具有绝对垄断的地位,美国通过限制可以用于3nm及以下先进制程EDA软件对华出口,就相当于限制住中国芯片发展3nm及以下先进制程的突破,将中国的芯片技术停滞在与先进制程相差几代的水平上。

除此之外,美国还对氧化镓和金刚石为代表的超宽禁带半导体材料,以及燃气涡轮发动机使用的压力增益燃烧等技术实施新的出口管制。

其中GAAFET晶体管技术比目前的FinFET技术更先进,FinFET技术最多可以做到3nm芯片,而GAAFET可以实现2nm芯片的制作。

从软件到硬件,只要中国还没有突破的地方,美国就进行全力封锁。我国EDA产业整体技术水平和国际相比还有很大的差距,短期来看,对中国芯片产业不会产生立竿见影的影响,但是对于那些需要先进工艺,比如手机行业中的紫光展锐5G芯片、中兴基站芯片,还有某些特殊类型的GPU,都将会带来很大的影响。

目前,台积电的4nm和3nm都采用的是FinFET技术,但是到2nm时就会用到GAAFET结构;而三星在3nm工艺上已经采用了GAAFET结构了。届时中国手机厂商的自研芯片想要用到台积电或者三星的2nm、3nm工艺时就会受到限制。

而苹果等对手厂商是可以使用先进工艺的,这让本就落后的国产厂商更加没有竞争力。

不过自怨自艾没有用,目前国内也已经有了相应的替代技术和产品,只是和海外差距较大,我们只有不断地发展技术,科技自强是唯一的出路。

根据以往的经验,每一次美国对中国进行的制裁封锁,都只会让中国发展得更快,比如曾经的原子弹,再比如航空。美国对中国半导体行业的打压,只会让国产替代加快迭代速度。

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