EDA被譽(yù)為“芯片之母”，是真正締造出芯片的工具

8月15日，美國(guó)對(duì)設(shè)計(jì)GAAFET(全柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管)結(jié)構(gòu)集成電路所必須的EDA軟件禁令正式生效。所有關(guān)于設(shè)計(jì)GAAFET(全柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管)結(jié)構(gòu)集成電路所必須的美國(guó)EDA軟件出口，都需要接受美國(guó)政府的審查和批準(zhǔn)。

在這道禁令里有兩個(gè)關(guān)鍵詞：其一是，EDA軟件。其二是，GAAFET(全柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管)結(jié)構(gòu)集成電路。

首先，隊(duì)長(zhǎng)給大家說清楚：什么是EDA軟件?簡(jiǎn)單地來說，它是芯片的軟件設(shè)計(jì)工具。EDA廠商是高通、三星以及華為海思等芯片設(shè)計(jì)公司的上游供應(yīng)商。要設(shè)計(jì)出先進(jìn)的芯片，就離不開EDA軟件的支持。如果說，芯片是一道菜，那么，EDA軟件就是廚具。一個(gè)廚子失去了廚具，給他原料，他也做不出美味佳肴。

美國(guó)勒令臺(tái)積電斷供華為，推出《芯片法案》，打造芯片聯(lián)盟，要切斷的是中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)鏈下游的代工制造，而EDA出口管制則是切斷中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)的上游設(shè)計(jì)工具，讓中國(guó)芯片設(shè)計(jì)公司陷入既無米下鍋，也沒鍋?zhàn)鲲埖木车亍?

一頭掐住中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)的EDA軟件供應(yīng)，另一頭掐住中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)的代工制造，兩手掐，兩手都很硬。這已經(jīng)不是卡脖子的問題了，這是一手掐脖子，一手摁腦袋，讓中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)不得呼吸，一步步陷入窒息的絕境。

美國(guó)是看準(zhǔn)了中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)的弱點(diǎn)，看準(zhǔn)了芯片產(chǎn)業(yè)對(duì)高科技的基礎(chǔ)性作用，鐵了心全方位圍堵中國(guó)高科技產(chǎn)業(yè)升級(jí)。在芯片設(shè)計(jì)中，EDA軟件有多重要?

隊(duì)長(zhǎng)可以負(fù)責(zé)任地說：“沒有先進(jìn)、完善的EDA軟件設(shè)計(jì)工具，就沒有先進(jìn)的高端芯片?！?

DA軟件限制的影響力有多大?強(qiáng)如三星，其6月剛剛突破的3nm GAA架構(gòu)制程技術(shù)，也是在ANSYS、Synopsys、Cadence等EDA軟件的全力協(xié)助下完成的。沒有EDA軟件的配合，突破架構(gòu)、制程限制難度更大。

美國(guó)對(duì)EDA工具等四項(xiàng)技術(shù)實(shí)行新出口管制

據(jù)財(cái)聯(lián)社報(bào)道，當(dāng)?shù)貢r(shí)間周五，美國(guó)商務(wù)部工業(yè)與安全局(BIS)在聯(lián)邦公報(bào)上披露了一項(xiàng)出口限制加碼的臨時(shí)最終決定，涉及先進(jìn)半導(dǎo)體、渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)等領(lǐng)域。

根據(jù)公報(bào)， 美國(guó)工業(yè)與安全局決定對(duì)《商務(wù)部管制清單》(CCL)和《出口管理?xiàng)l例》(EAR)同步實(shí)施修訂，對(duì)四項(xiàng)技術(shù)實(shí)施管制。

美國(guó)商務(wù)部主管工業(yè)與安全的副部長(zhǎng)Alan Estevez介紹稱，使半導(dǎo)體和發(fā)動(dòng)機(jī)等技術(shù)能夠更快、更高效、更長(zhǎng)時(shí)間，以及在更惡劣條件下運(yùn)行的科技進(jìn)步，可能會(huì)在商業(yè)和軍事環(huán)境中“改變游戲規(guī)則”。

據(jù)悉，此次被升級(jí)出口管制的技術(shù)包括：

寬禁帶半導(dǎo)體材料氧化鎵(Ga2O3)和金剛石： 氮化鎵和碳化硅是生產(chǎn)復(fù)雜的微波、毫米波設(shè)備，或大功率半導(dǎo)體器件的主要材料。而氧化鎵和金剛石有潛力能制造出更加復(fù)雜的設(shè)備，同時(shí)能耐受更高的電壓或溫度。

開發(fā)GAAFET(全柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管)結(jié)構(gòu)集成電路的EDA軟件： 電子計(jì)算機(jī)輔助軟件(EDA/ECAD)， 用于設(shè)計(jì)、分析、優(yōu)化和驗(yàn)證集成電路或印刷電路板的性能。 作為FinFET的繼任者，GAAFET(全柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管)被視為量產(chǎn)3nm及以下工藝制程的關(guān)鍵技術(shù)。BIS也在征求公眾意見，以決定哪些ECAD的具體功能特別適用于設(shè)計(jì)GAAFET電路，以確保美國(guó)政府能夠有效實(shí)施這項(xiàng)管制。

壓力增益燃燒技術(shù)(PGC)： 這項(xiàng)技術(shù)有潛力能提高燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10%以上效率，潛在影響航空航天、火箭和超高音速導(dǎo)彈系統(tǒng)。 PGC技術(shù)利用多種物理現(xiàn)象，包括共振脈沖燃燒、定容燃燒和爆震，導(dǎo)致穿過燃燒器的有效壓力上升，而消耗的燃燒量相同。BIS目前無法確認(rèn)任何正在生產(chǎn)中的引擎使用了這項(xiàng)技術(shù)，但目前已經(jīng)有大量研究指向潛在生產(chǎn)。

EDA被譽(yù)為“芯片之母”，是真正締造出芯片的工具。

其次，什么是GAAFET(全柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管)結(jié)構(gòu)集成電路呢?它是一種全新的晶體管結(jié)構(gòu)技術(shù)。由于技術(shù)原理比較復(fù)雜，隊(duì)長(zhǎng)作為非專業(yè)人士也看不大懂。但是，可以明白的是，要實(shí)現(xiàn)3納米芯片的量產(chǎn)，就離不開GAAFET技術(shù)。臺(tái)積電和三星為了實(shí)現(xiàn)3納米芯片工藝的量產(chǎn)，走的都是GAAFET技術(shù)路線。其中，臺(tái)積電更進(jìn)一步，已經(jīng)率先在GAAFET技術(shù)路線之上研發(fā)2納米芯片生產(chǎn)工藝。

在臺(tái)積電和三星的生產(chǎn)工藝開發(fā)中，都離不開EDA軟件的支持。

臺(tái)積電和三星作為全球僅有的兩家3納米芯片生產(chǎn)商，他們的生產(chǎn)工藝是基于GAAFET技術(shù)路線，那么，上游的蘋果、高通、華為海思等芯片設(shè)計(jì)廠商，就都必須基于GAAFET技術(shù)去做芯片開發(fā)，以保證跟下游芯片制造商的工藝一致性。

顯然，這一禁令就是針對(duì)中國(guó)的。如果把芯片制造比作建造一座大廈的話，IC設(shè)計(jì)就是大廈的設(shè)計(jì)圖紙，EDA軟件就是這張圖紙的設(shè)計(jì)工具，只不過EDA軟件比建筑設(shè)計(jì)軟件的復(fù)雜度要高出N個(gè)數(shù)量級(jí)。

EDA軟件限制的對(duì)芯片企業(yè)影響極大，強(qiáng)如三星，其6月剛剛突破的3nm GAA架構(gòu)制程技術(shù)，也是在ANSYS、Synopsys、Cadence等EDA軟件的全力協(xié)助下完成的。沒有EDA軟件的配合，突破架構(gòu)、制程限制難度更大。

長(zhǎng)期以來，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)被海外EDA三巨頭統(tǒng)治。以收入規(guī)模計(jì)，2020年中國(guó)EDA市場(chǎng)，美國(guó)新思科技(Synopsys)、美國(guó)楷登電子(Cadence)和西門子EDA市場(chǎng)份額合計(jì)超過77%。

披著產(chǎn)業(yè)政策外衣的《芯片法案》想要打擊中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展，讓美國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)“再次回歸”“再次強(qiáng)大”，實(shí)現(xiàn)“在美國(guó)投資，在美國(guó)研發(fā)，在美國(guó)制造”，這個(gè)目的真能實(shí)現(xiàn)嗎?答案是否定的，美國(guó)將芯片武器化、政治化的嘗試必定失敗。原因主要有以下幾個(gè)方面：

一、投入杯水車薪。有專家估算，美國(guó)建立完全自給自足的本地半導(dǎo)體供應(yīng)鏈，需要至少1萬億美元的前期投資。而《芯片法案》直接投向半導(dǎo)體制造領(lǐng)域的只有500多億美元，對(duì)整個(gè)行業(yè)而言可謂杯水車薪，僅能基本滿足英特爾、三星和臺(tái)積電的工廠建設(shè)，無法支持從上游至下游的整體產(chǎn)業(yè)鏈。一些關(guān)鍵的中小企業(yè)無法得到該法案支持，不會(huì)轉(zhuǎn)移布局。

二、美芯片產(chǎn)業(yè)政策是把雙刃劍。美國(guó)一向崇尚自由市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，此次卻推出了“充滿意識(shí)形態(tài)色彩”的芯片產(chǎn)業(yè)政策。首先，法案置于首位的是“打擊對(duì)手”，而不是科技創(chuàng)新，這本身就是所謂創(chuàng)新進(jìn)取“美國(guó)精神”的沒落;其次，在高度金融化的美國(guó)，產(chǎn)業(yè)政策大概率會(huì)帶來機(jī)會(huì)主義者套利，高盈利的美國(guó)本土芯片公司會(huì)將政府補(bǔ)助用于股票回購(gòu)和其他刺激股票價(jià)值的短期行為，而非投資于研發(fā)和建廠;最后，《芯片法案》提供的補(bǔ)貼很可能無法彌補(bǔ)半導(dǎo)體企業(yè)將工廠從中國(guó)遷往美國(guó)的成本，反而會(huì)損害一些美國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)的利益。

三、全球化歷史潮流難以逆轉(zhuǎn)。半導(dǎo)體芯片產(chǎn)業(yè)經(jīng)過多年的全球分工和協(xié)作，已經(jīng)形成了“你中有我，我中有你”的局面，與20世紀(jì)90年代的半導(dǎo)體美日爭(zhēng)霸形勢(shì)已經(jīng)大相徑庭。由于芯片制造工藝更加復(fù)雜，半導(dǎo)體企業(yè)普遍采用跨國(guó)合作的方式來發(fā)揮比較優(yōu)勢(shì)、降低生產(chǎn)成本?！缎酒ò浮窡o力改變?nèi)虬雽?dǎo)體產(chǎn)業(yè)高度分散、相互依賴的現(xiàn)實(shí)局面，因此也無法達(dá)到奪回半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)主導(dǎo)權(quán)的目的。美國(guó)智庫(kù)戰(zhàn)略國(guó)際研究中心認(rèn)為，在復(fù)雜和高度依存的全球價(jià)值鏈中，美國(guó)和中國(guó)的半導(dǎo)體企業(yè)早已深度融合，要使供應(yīng)鏈完全本地化，將付出巨大的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)成本。

四、放棄中國(guó)市場(chǎng)等于放棄未來。在中美都設(shè)有半導(dǎo)體廠的企業(yè)包括臺(tái)積電(南京)、三星(西安)、海力士(大連)，英特爾和美光也在中國(guó)擁有芯片封裝和測(cè)試工廠。這些企業(yè)如果接受《芯片法案》的補(bǔ)助，實(shí)際上等于放棄中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)未來巨大的發(fā)展機(jī)遇。這種二選一對(duì)任何國(guó)際芯片企業(yè)而言都是無法承受的，顯然美國(guó)政府的芯片補(bǔ)助是他們的“燙手山芋”。

在科技領(lǐng)域，創(chuàng)新是第一動(dòng)力。而美國(guó)《芯片法案》的推出，標(biāo)志著“美國(guó)精神”的沒落，注定擺脫不了失敗的命運(yùn)。同時(shí)，我們也要看到，缺少核心技術(shù)就會(huì)受制于人，中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)仍面臨核心競(jìng)爭(zhēng)力較弱的局面。關(guān)鍵核心技術(shù)是要不來、買不來、討不來的。對(duì)中國(guó)而言，辦好自己的事，強(qiáng)化國(guó)家戰(zhàn)略科技力量，對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈堅(jiān)持“保鏈、補(bǔ)鏈、強(qiáng)鏈”，堅(jiān)持互利共贏導(dǎo)向，堅(jiān)定不移推進(jìn)全球化，是當(dāng)前最正確的路徑。　　面對(duì)美國(guó)的圍堵打壓，中國(guó)并非沒有突圍能力。中國(guó)的芯片制造技術(shù)和能力正在飛速發(fā)展。美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的報(bào)告指出，到2024年中國(guó)芯片產(chǎn)能將超過美國(guó)。美國(guó)媒體最近也報(bào)道，盡管美國(guó)竭力阻止中國(guó)獲得先進(jìn)芯片制造技術(shù)，但中芯國(guó)際公司很可能去年就已能在沒有極紫外線光刻機(jī)的情況下，生產(chǎn)出7納米制程的高端芯片。這些都說明，美國(guó)害人害己的“芯片法案”必將事與愿違、遭遇失敗。