美國商務(wù)部上周五發(fā)布最終規(guī)定，對設(shè)計GAAFET(全柵場效應(yīng)晶體管)結(jié)構(gòu)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(rèn)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(gòu)成了一定影響，但也倒逼國內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)加速迭代和自立，從而全盤謀劃，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(nèi)地沒工具設(shè)計3nm及以下的高端芯片，設(shè)計卡死在5nm，制造卡死在7nm。然后拉開中美在高速運(yùn)算、AI等方面的距離?！碑a(chǎn)業(yè)觀察家洪仕斌對北京商報記者表示。
據(jù)了解，EDA是芯片IC設(shè)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(shè)計、布線、驗(yàn)證和仿真等所有流程。EDA被行業(yè)內(nèi)稱為“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(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)計與制造全流程或大部分流程。
據(jù)洪仕斌介紹，整個芯片產(chǎn)業(yè)鏈包括了從最初的設(shè)計、制造、封測等，雖然目前國內(nèi)芯片設(shè)計企業(yè)，如華為海思、中興微電子等已經(jīng)能夠達(dá)到世界頂尖水準(zhǔn)，但在EDA軟件方面一直都存在著較大的短板，甚至比國產(chǎn)芯片制造、封測等領(lǐng)域還要慘。
根據(jù)世界半導(dǎo)體大會EDA產(chǎn)業(yè)發(fā)展分論壇所公布的數(shù)據(jù)顯示，以2019年的數(shù)據(jù)為例，全球EDA軟件市場為102.5億美元，而中國EDA市場規(guī)模為5.8億美元，只占到了全球市場的5.6%，其中國產(chǎn)EDA廠商營收更是只有可憐的4.2億元人民幣，規(guī)模只有全球市場份額的0.6%左右。
此前，美國政府直接豪擲527億美元，通過“芯片法案”?！靶酒ò浮绷谐隽艘恍┮?guī)定，受到美國補(bǔ)貼的企業(yè)禁止在中國大陸擴(kuò)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(jī)構(gòu)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(fèi)。
任重道遠(yuǎn)的國產(chǎn)EDA崛起
北京商報記者查閱資料發(fā)現(xiàn)，從國產(chǎn)EDA軟件發(fā)展史來看，從上世紀(jì)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(nèi)第一款EDA軟件——熊貓ICCAD系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)EDA從0到1的突破。
但由于整個芯片產(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(shè)計、制造廠商們直接綁定，導(dǎo)致國外廠商并不采用國產(chǎn)EDA軟件，而國內(nèi)芯片制造水準(zhǔn)依舊停留在14nm水平階段，無法尋求更大的技術(shù)突破。
“如果設(shè)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4000萬美元左右，但如果沒有EDA軟件支持，那么設(shè)計一款5nm芯片所要消耗的成本可能就要高達(dá)77億美元，接近200倍左右的差距?！蹦硣鴥?nèi)CAD軟件公司的相關(guān)負(fù)責(zé)人對北京商報記者算了一筆賬。
“一旦美國斷供EDA軟件，短時間內(nèi)肯定會嚴(yán)重影響國內(nèi)芯片企業(yè)的設(shè)計能力，但國產(chǎn)EDA軟件將徹底崛起。”運(yùn)營商財經(jīng)網(wǎng)相關(guān)負(fù)責(zé)人康釗表示，對于美國的封殺，只有一個辦法，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(nèi)企業(yè)要聯(lián)合起來，甚至華為海思、國內(nèi)的高校等都參與進(jìn)來，組成聯(lián)盟，共同開發(fā)，這樣進(jìn)程會加快。
在EDA軟件領(lǐng)域，國內(nèi)的政策布局也已全面展開。像《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個五年規(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(jī)會
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。而在上述三個領(lǐng)域，美國企業(yè)都是毫無疑問的主導(dǎo)者。中國想要在芯片領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)自給，必然要突破美國的技術(shù)封鎖和專利墻，一番龍爭虎斗在所難免。
但短期內(nèi)，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(shù)據(jù)，2020年，中國芯片市場的需求規(guī)模高達(dá)1434億美元；其中，中國內(nèi)地所有芯片制造企業(yè)(包括外資廠)能夠供給的產(chǎn)能價值只有227億美元，自給率只有區(qū)區(qū)15.9%。如果剔除外資芯片廠，僅統(tǒng)計純中國內(nèi)地企業(yè)的產(chǎn)能，2020年，產(chǎn)能價值約83億美元，自給率低到只有5.9%。
但重壓之下，中國并不是沒有機(jī)會。產(chǎn)業(yè)觀察家許意強(qiáng)表示，從長期發(fā)展來看，美國保持持續(xù)的優(yōu)勢并不容易。半導(dǎo)體行業(yè)需要大量的人才、勞動力、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，各半導(dǎo)體廠商在中國能賺到錢，由于資本是逐利的，美國想要奪回產(chǎn)業(yè)主導(dǎo)權(quán)，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1萬億美元，不得不說，527億美元對于芯片整個產(chǎn)業(yè)鏈來說，只是杯水車薪。
自從中興、華為事件之后，國內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)一片火熱，兩年多時間，國內(nèi)新增芯片企業(yè)超10萬家。據(jù)報道，在過去4個季度中，每個季度里全球增長最快的20家芯片行業(yè)公司，就有19家來自中國內(nèi)地。
此外，以上海為中心的長三角地區(qū)儼然成了國內(nèi)第一大芯片基地，從頭到尾所有的芯片制造流程無不涵蓋，未來會在2025年達(dá)到1000億元人民幣的市場規(guī)模。
許意強(qiáng)表示，芯片自給的核心，在于芯片制造及其關(guān)鍵設(shè)備、尖端材料和核心工藝。中國只有在整個芯片工業(yè)崛起的基礎(chǔ)上才能實(shí)現(xiàn)徹底的芯片自給，芯片自由不能只靠點(diǎn)的突破，需要全盤謀劃，全面破局。
北京商報記者 金朝力 王柱力