8月12日,,美國(guó)商務(wù)部工業(yè)和安全局(BIS)發(fā)布一項(xiàng)臨時(shí)最終規(guī)則,。該規(guī)則中,,對(duì)四項(xiàng)新興和基礎(chǔ)技術(shù)確立了新的出口管制,,管制原因是國(guó)家安全,。
臨終最終規(guī)則(interim final rules,,IFR),,指的是由聯(lián)邦機(jī)構(gòu)發(fā)布的規(guī)則,,在發(fā)布后生效,無需首先就規(guī)則的實(shí)質(zhì)內(nèi)容征求公眾意見,。IFR在緊急情況和其他需要時(shí)使用,,可以幫助加快監(jiān)管流程,以快速實(shí)施具有約束力的監(jiān)管要求,。后續(xù)會(huì)根據(jù)效果決定是否進(jìn)行調(diào)整,,有一定期限性。一位資深律師的分析是,這個(gè)臨時(shí)最終規(guī)則可以被視為是對(duì)中國(guó)的暫行條例,。
“這四項(xiàng)技術(shù)中,,最讓外界關(guān)注的是EDA軟件。該規(guī)則規(guī)定,,對(duì)用于開發(fā)全柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管的晶體管(GAAFET)結(jié)構(gòu)的EDA軟件進(jìn)行出口管制,。”
EDA,,即電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化,。這是指利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)軟件,來完成超大規(guī)模集成電路芯片的功能設(shè)計(jì),、綜合,、驗(yàn)證、物理設(shè)計(jì)(包括布局,、布線,、版圖、設(shè)計(jì)規(guī)則檢查等)等流程的設(shè)計(jì)方式,。EDA工具貫穿整個(gè)集成電路生產(chǎn)流程,位于這個(gè)流程的上游,,半導(dǎo)體的設(shè)計(jì),、設(shè)備的研發(fā)、芯片的生產(chǎn)和制造,,都需要用到EDA工具,。
GAAFET工藝是進(jìn)入2納米制程之后的主流工藝架構(gòu)。在摩爾定律下,,集成電路上可容納的晶體管數(shù)量大約每18個(gè)月就會(huì)增加一倍,,針對(duì)不同制程階段,有不同的主流工藝架構(gòu),,也就有不同的EDA工具,。
在此之前,主流的工藝架構(gòu)一直是FinFET,,即鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管,,F(xiàn)inFET工藝在22納米制程之后成為半導(dǎo)體的主流工藝架構(gòu),一直延續(xù)到5納米制程,。
多位半導(dǎo)體行業(yè)人士告訴《財(cái)經(jīng)十一人》,,這一規(guī)則對(duì)中國(guó)芯片設(shè)計(jì)公司來說影響最大。
美國(guó)這份規(guī)則中,,所提到的GAAFET結(jié)構(gòu)的EDA軟件,,是所有半導(dǎo)體公司在進(jìn)入先進(jìn)制程后都無法避開的一個(gè)環(huán)節(jié)。
這意味著,中國(guó)需要用到先進(jìn)制程芯片的公司,,如AI芯片公司,、挖礦芯片公司等,未來有可能在2納米,、3納米制程及以下的芯片設(shè)計(jì)上進(jìn)程受阻,。不過,2納米,、3納米制程是目前最先進(jìn)的芯片制程,,中國(guó)公司還在突破5納米和7納米制程中,短期影響不大,。
另一類可能受到影響的公司是三星和臺(tái)積電,。有半導(dǎo)體行業(yè)人士向《財(cái)經(jīng)十一人》表示,三星和臺(tái)積電在GAAFET工藝上的EDA工具使用也會(huì)受到這一規(guī)則的影響,,比如,,三星如果與中國(guó)公司在GAAFET工藝上商業(yè)合作,就會(huì)受到限制,。目前,,涉及GAAFET工藝進(jìn)行芯片生產(chǎn)的,主要是三星和臺(tái)積電,。
今年6月30日,,三星電子宣布,其旗下的華城工廠已經(jīng)利用3納米全環(huán)繞柵極(下稱GAA)制程工藝節(jié)點(diǎn)開始量產(chǎn)首批芯片,,三星成了全球首家量產(chǎn)3納米芯片的半導(dǎo)體晶圓代工廠,。先不說三星這次3納米GAA芯片良率如何,這也意味著全球3納米進(jìn)程往前推進(jìn)了關(guān)鍵的一步,。臺(tái)積電則宣布將在2022年下半年量產(chǎn)3納米芯片的計(jì)劃,。作為全球第一家宣布啟動(dòng)2納米工藝研發(fā)的代工廠,臺(tái)積電預(yù)計(jì)于2025年開始生產(chǎn)2納米芯片,。
盡管EDA工具的市場(chǎng)規(guī)模只有大概不到100億美元,,相比于5000億美元的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),可謂是九牛一毛,。但EDA環(huán)節(jié)非常關(guān)鍵,,它深入到半導(dǎo)體設(shè)計(jì)生產(chǎn)的各環(huán)節(jié),雖然市場(chǎng)規(guī)模不大,,但不可或缺,。
上海交大中國(guó)質(zhì)量研究院客座研究員,北京聯(lián)訊動(dòng)力咨詢公司總經(jīng)理林雪萍在一篇文章中描述EDA工具的重要性是,,在芯片那么小的空間進(jìn)行布局,、走線和事前分析,,如同在一個(gè)米粒上刻出航空母艦?zāi)P湍菢印?/p>
根據(jù)第三方數(shù)據(jù)分析機(jī)構(gòu)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院統(tǒng)計(jì),全球EDA市場(chǎng)有大約80%被新思科技,、Cadence和Mentor Graphics三家國(guó)外公司占領(lǐng),。其中,新思科技和Cadence總部在美國(guó),。中國(guó)也是這三家EDA公司的主要市場(chǎng),。根據(jù)第三方研究機(jī)構(gòu)賽迪智庫(kù)的統(tǒng)計(jì),2020年,,中國(guó)的EDA市場(chǎng)中,,Cadence的市場(chǎng)份額為32%,其次為新思科技,,為29.1%,,Siemens EDA排名第三,為16.6%,。
不過,,近些年,中國(guó)EDA產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快,,賽道內(nèi)的公司正在逐漸增多,,例如華大九天、概倫電子,、芯華章和廣立微電子等,。
但一位EDA領(lǐng)域的資深專家告訴《財(cái)經(jīng)十一人》,國(guó)內(nèi)很多實(shí)際應(yīng)用大部分停留在IC仿真驗(yàn)證的環(huán)節(jié),,以點(diǎn)工具公司為主。EDA流程繁復(fù),,需要長(zhǎng)時(shí)間的積累,,融合是目前的趨勢(shì),哪怕是EDA巨頭新思科技,、Cadence,,也是通過三十多年不斷收購(gòu)形成如今的規(guī)模和地位。
目前,,一些頭部企業(yè)的產(chǎn)業(yè)基金正在做這方面的布局,,以華為為例,華為通過哈勃投資正在對(duì)EDA領(lǐng)域進(jìn)行重點(diǎn)投資布局,,例如九同方微電子,、無錫飛譜電子和立芯軟件。這些公司都還在初創(chuàng)階段,,以立芯軟件為例,,這家公司所做的是EDA的數(shù)字流程里一項(xiàng)點(diǎn)工具,,屬于芯片設(shè)計(jì)的模塊布局階段。
上述EDA領(lǐng)域?qū)<腋嬖V《財(cái)經(jīng)十一人》,,這是一項(xiàng)不錯(cuò)的技術(shù),,但也存在一定的問題:首先,距離工業(yè)化仍有一段距離,;其次,,點(diǎn)工具的公司很難單獨(dú)生存下來,其需要得到其他廠家的輸入數(shù)據(jù),、同時(shí)其輸出數(shù)據(jù)也要被廠商認(rèn)可,。
中國(guó)要建立一個(gè)覆蓋EDA全流程的生態(tài)鏈,做好這件事情非常重要,,進(jìn)入3納米以下先進(jìn)制程的路,,還有很長(zhǎng)的路要走。
文 | 陳伊凡
編輯 | 謝麗容
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