8月12日,美國商務部工業和安全局(BIS)發布一項臨時最終規則。該規則中,對四項新興和基礎技術確立了新的出口管制,管制原因是國家安全。
臨終最終規則(interim final rulus,IFR),指的是由聯邦機構發布的規則,在發布后生效,無需首先就規則的實質內容征求公眾意見。IFR在緊急情況和其他需要時使用,可以幫助加快監管流程,以快速實施具有約束力的監管要求。后續會根據效果決定是否進行調整,有一定期限性。一位資深律師的分析是,這個臨時最終規則可以被視為是對中國的暫行條例。
“這四項技術中,最讓外界關注的是EDA軟件。該規則規定,對用于開發全柵場效應晶體管的晶體管(GAAFET)結構的EDA軟件進行出口管制。”
EDA,即電子設計自動化。這是指利用計算機輔助設計(CAD)軟件,來完成超大規模集成電路芯片的功能設計、綜合、驗證、物理設計(包括布局、布線、版圖、設計規則檢查等)等流程的設計方式。EDA工具貫穿整個集成電路生產流程,位于這個流程的上游,半導體的設計、設備的研發、芯片的生產和制造,都需要用到EDA工具。
GAAFET工藝是進入2納米制程之后的主流工藝架構。在摩爾定律下,集成電路上可容納的晶體管數量大約每18個月就會增加一倍,針對不同制程階段,有不同的主流工藝架構,也就有不同的EDA工具。
在此之前,主流的工藝架構一直是FinFET,即鰭式場效應晶體管,FinFET工藝在22納米制程之后成為半導體的主流工藝架構,一直延續到5納米制程。
多位半導體行業人士告訴《財經十一人》,這一規則對中國芯片設計公司來說影響最大。
美國這份規則中,所提到的GAAFET結構的EDA軟件,是所有半導體公司在進入先進制程后都無法避開的一個環節。
這意味著,中國需要用到先進制程芯片的公司,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計上進程受阻。不過,2納米、3納米制程是目前最先進的芯片制程,中國公司還在突破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積電。有半導體行業人士向《財經十一人》表示,三星和臺積電在GAAFET工藝上的EDA工具使用也會受到這一規則的影響,比如,三星如果與中國公司在GAAFET工藝上商業合作,就會受到限制。目前,涉及GAAFET工藝進行芯片生產的,主要是三星和臺積電。
今年6月30日,三星電子宣布,其旗下的華城工廠已經利用3納米全環繞柵極(下稱GAA)制程工藝節點開始量產首批芯片,三星成了全球首家量產3納米芯片的半導體晶圓代工廠。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納米進程往前推進了關鍵的一步。臺積電則宣布將在2022年下半年量產3納米芯片的計劃。作為全球第一家宣布啟動2納米工藝研發的代工廠,臺積電預計于2025年開始生產2納米芯片。
盡管EDA工具的市場規模只有大概不到100億美元,相比于5000億美元的半導體產業,可謂是九牛一毛。但EDA環節非常關鍵,它深入到半導體設計生產的各環節,雖然市場規模不大,但不可或缺。
上海交大中國質量研究院客座研究員,北京聯訊動力咨詢公司總經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行布局、走線和事前分析,如同在一個米粒上刻出航空母艦模型那樣。
根據第三方數據分析機構前瞻產業研究院統計,全球EDA市場有大約80%被新思科技、Cadence和Mentor Graphics三家國外公司占領。其中,新思科技和Cadence總部在美國。中國也是這三家EDA公司的主要市場。根據第三方研究機構賽迪智庫的統計,2020年,中國的EDA市場中,Cadence的市場份額為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EDA產業發展較快,賽道內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領域的資深專家告訴《財經十一人》,國內很多實際應用大部分停留在IC仿真驗證的環節,以點工具公司為主。EDA流程繁復,需要長時間的積累,融合是目前的趨勢,哪怕是EDA巨頭新思科技、Cadence,也是通過三十多年不斷收購形成如今的規模和地位。
目前,一些頭部企業的產業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EDA領域進行重點投資布局,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階段,以立芯軟件為例,這家公司所做的是EDA的數字流程里一項點工具,屬于芯片設計的模塊布局階段。
上述EDA領域專家告訴《財經十一人》,這是一項不錯的技術,但也存在一定的問題:首先,距離工業化仍有一段距離;其次,點工具的公司很難單獨生存下來,其需要得到其他廠家的輸入數據、同時其輸出數據也要被廠商認可。
中國要建立一個覆蓋EDA全流程的生態鏈,做好這件事情非常重要,進入3納米以下先進制程的路,還有很長的路要走。【責任編輯/常琳】
來源:財經十一人
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小何
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