上周五,美国商务部发布了关于设计的最终规定GAAFET结构集成电路所必需的(全栅场效应晶体管)EDA软件等技术实施新的出口管制。禁令于2022年8月15日生效。这是美国芯片法案实施以来对中国芯片产业的又一次压制。相关分析认为,虽然美国在芯片领域的一系列组合拳对中国芯片的短期发展产生了一定的影响,但也迫使国内芯片行业加快迭代和自力更生,从而全面规划和打破局面。
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产业链一步步阻挡
“美国EDA中国大陆没有工具设计3nm以下高端芯片设计卡死在5nm,制造卡死在7nm。然后拉开中美高速运算,AI产业观察家洪仕斌告诉《北京商报》记者。
据了解,EDA是芯片IC设计中不可缺少的重要组成部分是一种广泛使用的先进技术形式,属于芯片制造的上游产业,涵盖集成电路设计、布线、验证和模拟的所有过程。EDA被业内称为芯片之母。
目前,全球EDA软件主要由Cadence、Synopsys、Mentor三家美国公司垄断。三巨头牢牢占据了全球70%以上的市场份额,能够提供完整的市场份额EDA覆盖集成电路设计制造全过程或大部分过程的工具。
据洪世斌介绍,整个芯片产业链包括最初的设计、制造、密封测试等,尽管目前华等国内芯片设计企业Mitsumi代理海思和中兴微电子已经达到了世界顶级水平,但在EDA软件方面一直存在很大的不足,甚至比国产芯片制造、封测等领域还要惨。
根据世界半导体会议EDA根据工业发展分论坛发布的数据,以2019年的数据为例,全球EDA中国的软件市场为102.5亿美元EDA市场规模为5.8亿美元,仅占全球市场的5.6%,其中国EDA厂家收入只有4.2亿元,规模只有全球市场份额的0.6%左右。
此前,美国政府通过芯片法案直接投资527亿美元。《芯片法案》规定,美国补贴的企业禁止在中国大陆扩大芯片生产和投资10年。此外,美国政府将增加对相关机构的投资,促进科研,但禁止与中国大陆有教育合作关系的大学获得研究资金。
国产任重道远EDA崛起
《北京商报》记者查阅资料资料发现,从国内EDA从软件发展史来看,自20世纪80年代和90年代以来,中国企业不断进军EDA直到1993年,华大九天才在中国发布了第一款软件领域EDA熊猫软件ICCAD实现国产系统EDA从0到1的突破。
但由于整个芯片产业链的核心技术被西方国家垄断,海外EDA软件巨头直接与芯片设计和制造商绑定,导致外国制造商不使用国内EDA软件,国内芯片制造水平仍保持在14nm在水平阶段,无法寻求更大的技术突破。
假如设计一个5nm芯片产品使用世界顶级芯片产品EDA软件的成本可以控制在4000万美元左右,但如果没有,EDA软件支持,然后设计一个5nm芯片的成本可能高达77亿美元,接近200倍。一个国家CAD软件公司相关负责人对《北京商报》记者算了一笔账。
一旦美国断供EDA软件肯定会在短时间内严重影响国内芯片企业的设计能力,但国内芯片企业的设计能力肯定会受到影响EDA软件将完全崛起。运营商财经网相关负责人康钊表示,封杀美国只有一种方式,那就是快速提升国产EDA软件的水平不是不可克服的,而是国内企业应该联合起来,甚至华为海思和国内大学也参与其中,形成联盟,共同发展,加快进程。
在EDA在软件领域,国内政策布局也得到了展开。例如,《中华人民共和国国民经济社会发展十四五年规划和2035年愿景目标纲要》明确将集成电路列为七大科技前沿领域的第三名,EDA集成电路排名第一。
芯片在重压下的自由机会
目前,中国在芯片、逻辑芯片、存储芯片和模拟芯片三个领域都处于劣势。在上述三个领域,美国公司无疑是领导者。如果中国想在芯片领域实现自给自足,就必须突破美国的技术封锁和专利墙。
但在短期内,中国芯片产业链承受着巨大的压力。综合IC Insights根据中国海关的数据,2020年,中国芯片市场的需求量高达1434亿美元;其中,中国大陆所有芯片制造商(包括外国工厂)的产能价值仅为227亿美元,自给自足率仅为15.9%。2020年,产能价值约83亿美元,自给率,2020年产能价值约83亿美元,自给率低至5.9%。
但在重压下,中国并非没有机会。工业观察家许意强表示,从长远来看,美国保持持续优势并不容易。半导体行业需要大量的人才、劳动力、能源和物流支持,但美国在这些领域存在很大的差距。此外,中国是世界上最大的芯片市场,半导体制造商可以在中国赚钱。由于资本是盈利的,美国不容易恢复行业主导地位。
一项研究指出,美国至少需要1万亿美元来建立从上游到下游的完整产业链。不得不说,整个芯片产业链的527亿美元只是杯水车薪。
自ZTE和华为事件以来,国内芯片行业一直很热门。两年多来,中国有10多万家新芯片企业。据报道,在过去的四个季度里,全球增长最快的20家芯片行业公司中有19家来自中国大陆。
此外,以上海为中心的长三角地区已成为中国最大的芯片基地。所有芯片制造过程自始至终都覆盖,未来2025年市场规模将达到1000亿元。
徐义强表示,芯片自给自足的核心在于芯片制造及其关键设备、尖端材料和核心技术。只有在整个芯片行业崛起的基础上,中国才能实现完全的芯片自给自足。芯片自由不以依靠点的突破,还需要全面规划和打破游戏。
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