美國斷供EDA，國內企業(yè)能否化危為機

當地時間上周五（8月12日），美國商務部工業(yè)和安全局（BIS）在《聯邦公報》中披露了一項新增的出口限制臨時最終規(guī)則，對設計GAAFET（全柵場效應晶體管）結構集成電路所必須的EDA/ECAD軟件；金剛石和氧化鎵為代表的超寬禁帶半導體材料；燃氣渦輪發(fā)動機使用的壓力增益燃燒（PGC）等四項技術實施新的出口管制，禁令生效日期為今天（8月15日）。

4項技術中惹人注目的是EDA，這被市場解讀為在《芯片和科學法案》后，美國對中國芯片產業(yè)的進一步限制，直接影響國內設計3納米及更先進芯片產品的企業(yè)。但目前國內還很少用到3納米設計，其短期影響有限。

除了3納米制程，800V快充或受影響

EDA（Electronics Design Automation）即電子設計自動化，是芯片IC（集成電路）設計中不可或缺的重要部分，屬于芯片制造的上游產業(yè)，涵蓋集成電路設計、布線、驗證和仿真等所有流程。EDA被業(yè)內稱為“芯片之母”。

天風國際研報指出，如果把芯片制造比作建造一座大廈的話，IC設計是設計圖紙，EDA軟件是圖紙的設計工具，只不過EDA軟件比建筑設計軟件的復雜度要高很多。

ECAD（電子計算機輔助設計軟件）范圍比EDA要更大，禁令意味著把相關軟件都涵蓋其中。美國商務部稱，ECAD是一類用于設計、分析、優(yōu)化和驗證集成電路或印制電路板性能的軟件工具。在軍事、航空航天、國防工業(yè)的各種應用中，用于設計復雜的集成電路。

GAAFET晶體管技術是相對于FinFET晶體管（鰭式場效應晶體管）更先進的技術，FinFET技術最多能做到3納米，而GAAFET可以實現2納米。

這是美國針對中國在EDA領域發(fā)起的第三次出口管制。第一次是2018年針對中興通訊，第二次是2019年針對華為。目前市場上使用最先進制程的芯片除了蘋果手機、電腦等電子消費品，其他都是一些大算力芯片，如用于人工智能的GPU，用在數據中心、云計算中的服務器芯片。

有芯片設計人士表示，這項管制措施的短期影響有限，因為國內還很少用到3納米設計，部分AI芯片、GPU芯片用的是7納米，而電視、機頂盒、車規(guī)級芯片大多還是28納米或16納米。有產業(yè)觀察家認為，美國是想讓中國內地沒有工具設計3納米及以下的高端芯片，設計卡死在5納米，制造卡死在7納米。然后拉開中美在高速運算、人工AI等方面的距離。

在一位芯片人士看來，美國之所以打壓EDA，核心還是控制國產芯片產能。

此次除了EDA軟件外，還涉及兩種半導體材料：氧化鎵（Ga2O3）和金剛石襯底，兩者都屬于超寬禁帶半導體材料。這類材料有望在更嚴酷的條件，例如更高的電壓或更高的溫度下工作。

這些材料還在研發(fā)中，并沒有大規(guī)模產業(yè)化，而技術主要集中在日本和美國。但這些材料制造的芯片將更適應新能源、電網儲能、通信等多個工業(yè)環(huán)境，因此也變得非常敏感和重要。

以新能源汽車為例，目前小鵬汽車、比亞迪、理想汽車、北汽極狐等新能源車企，已經布局800V快充技術，陸續(xù)在今年前后量產。這些快充技術中可以使用氧化鎵材料做的功率器件。

國產EDA“突圍”機會

“如果設計一款5納米芯片產品，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，設計一款5納米芯片所要消耗的成本可能就要高達77億美元，接近200倍左右的差距?！蹦硣鴥菴AD（管理軟件計算機輔助設計）軟件公司的相關負責人算了一筆賬。

目前，EDA行業(yè)全球市場集中度較高，EDA三巨頭Synopsys（新思科技）、Cadence（楷登電子）、Mentor Graphics（明導國際，2016年被德國西門子收購）牢牢占據了全球超過70%的市場份額，能夠提供完整的EDA工具，覆蓋集成電路設計與制造全流程或大部分流程。

三家公司在產品上各有特色，IP（知識產權）側重點和優(yōu)勢都有較大的差別，旗下產品在國內的市場占有率達到85%。三星在今年6月剛剛突破的3納米GAAFET架構制程技術，就是在Synopsys、Cadence等協(xié)助下完成的。

第二梯隊的公司以ANSYS、Silvaco、Aldec Inc、華大九天等為代表，擁有特定領域全流程，在局部領域技術較為領先。第三梯隊的公司包括Altium、Concept Engineering、概論電子、廣立微、思爾芯、DownStream Technologies等為代表，在EDA上的布局主要以點工具為主，缺少特定領域全流程產品。

國內大多數芯片設計公司仍在采用進口的EDA工業(yè)軟件來設計芯片，1993年，華大九天發(fā)布了國內第一款EDA軟件——熊貓ICCAD系統(tǒng)，實現了國產EDA從0到1的突破。2020年，2020年，在中國EDA市場，以收入規(guī)模計，華大九天排在第四。

7月29日，華大九天正式登陸創(chuàng)業(yè)板，上市首日漲幅達126%，市值突破400億元。華大九天在招股書中稱，其數字電路設計EDA產品絕大多數可支持5納米工藝；概倫電子在年報中表示，部分工具中可以支持7納米、5納米、3納米的制程。

華大九天2021年的營收5.8億元，概倫電子的營收不到2億元。而全球第一的Synopsys的收入為260億元人民幣左右，利潤高達50多億元。

天風國際研報指出，國產化勢在必行，EDA工具鏈大約有40個細分領域，三巨頭目前實現了全產業(yè)鏈覆蓋，而國產龍頭華大九天目前的覆蓋率約40%，其他國產EDA廠商產品多為點工具。

據統(tǒng)計，國內有百家左右的設計工具企業(yè)。而EDA分為模擬芯片設計工具和數字芯片設計工具。有國內企業(yè)已經解決了模擬芯片的設計全流程。數字芯片的設計工具更難，設計流程中涉及120個左右的“點工具”，分別在各個點工具上進行研發(fā)。

有觀點認為，對于美國的圍堵，只有抓緊提升國產EDA軟件的水平，國內企業(yè)要聯合起來，甚至華為海思、國內高校等都參與進來，組成聯盟，共同開發(fā)。隨著國內芯片需求越來越大，買方市場下國產EDA并非沒有機會。