近期,美国商务部的工业和安全局(BIS)下达了一项针对我国电子设计自动化(EDA)软件的出口禁令。该禁令要求新思科技(Synopsys)、楷登电子(Cadence)以及西门子EDA这三大行业巨头即刻停止向我国提供相关产品和技术支持。
此次禁令首次涉及GAAFET(环绕栅极晶体管)设计工具,这些工具适用于3纳米及以下先进制程;同时,它也影响了Calibre验证工具,该工具在全球范围内被70%的芯片设计所依赖。GAAFET技术是突破3纳米制程的关键,三星的3纳米芯片已经采用了这项技术,而台积电和英特尔则计划在2纳米制程节点上引入这一技术。美国此举,意在通过阻断EDA工具的供应,力求将我国芯片设计水平限制在5纳米技术节点之下。
精准狙击中国半导体
这一行动并非单独发生,而是美国对中国半导体技术领域实施针对性封锁的持续深化。自2018年起,从对中兴公司的封锁举措,到对华为的限制,禁止EUV光刻技术的应用,再到对成熟制程芯片设计软件的管控,如今更是扩展至先进制程芯片软件工具,美国在软件工具层面上的限制措施日益收紧,封锁范围也从个别企业扩展至整个产业链。
从战术角度考量,美国对电子设计自动化(EDA)软件实施技术封锁,无疑击中了要害,堪称一招高明的策略。这是因为,在半导体产业生态中,EDA软件与知识产权核(IP核)共同享有“芯片摇篮”的美誉,它们是贯穿集成电路从设计、生产到封装测试整个流程的核心“数字灵魂”。鉴于芯片半导体产业在当前激烈竞争中的关键作用,EDA软件的必要性不仅限于技术层面,还与国家的产业安全以及数字经济的自主权紧密相连。
芯片是将晶体管、电阻、电容等基础元件,依照特定的逻辑原理和物理结构进行布局,并集成为一块指甲盖般大小的硅基微型电子设备。在芯片的初期阶段,其上所集成的元件数量有限,设计者能够通过绘图的方式来规划芯片的物理结构。随着摩尔定律逐渐失效,芯片上的元件数量开始呈现指数级增长,这使得手工设计的复杂度大幅上升,不仅耗时耗力,而且一旦出错,修改起来也十分困难。
随着计算机技术的不断进步,相应的EDA(电子设计自动化)软件也应运而生。这种软件通过计算机程序实现了大规模集成电路的设计、仿真和验证等一系列流程。在集成电路领域,EDA软件扮演着上游基础工具的角色,它贯穿于集成电路的设计、制造、封装和测试等各个阶段,是集成电路产业不可或缺的战略性支柱之一。
根据Mordor Intelligence提供的数据,2024年全球电子设计自动化(EDA)行业的市场规模预计将达到186亿美元。与此同时,市场研究机构Omdia发布的报告指出,2024年全球芯片市场的规模将达到6830亿美元,这一数字相较于2023年增长了25%。
尽管EDA软件的市场规模相对较小,但它却能够推动价值高达7000亿的芯片行业,考虑到芯片在当前全球经济中的关键地位,即便EDA软件的市场规模不足200亿美元,也足以成为影响万亿甚至十万亿级别产业规模的关键因素。
芯片设计成本飙升
EDA软件领域至关重要,该领域主要被三大巨头所掌控。根据TrendForce的统计,到2024年,这三家巨头在全球市场的总份额达到了74%。其中,Synopsys占据了32%,Cadence占据了29%,而西门子EDA则占据了13%。在我国市场,这三家巨头的市场份额更是超过了80%。
三巨头所拥有的EDA软件功能十分卓越,例如新思科技的Fusion Compiler能够将RTL代码直接转化为可生产的GDSII版图,这一功能极大地提高了设计工作的效率。西门子最近实施的EDA禁令对中国的半导体产业发展产生了实际的阻碍效果,这主要归因于三巨头在EDA领域的垄断地位。西门子EDA的Calibre工具能够实现纳米级别的精度检测,以此保障芯片的合格率。经过不断的更新迭代和多起并购活动,这三家巨头打造了一套涵盖从架构设计到芯片检测的全面工具体系,构筑了一道难以跨越的技术防线。
凭借技术上的显著优势,然而,由于禁令的实施,我国芯片设计公司难以获得先进的EDA工具。这些工具中,许多设计模块已通过功能验证,且与芯片代工厂的工艺设计套件(PDK)紧密相连。这一情况导致国内在先进制程或特殊需求芯片的研发与生产遭遇阻碍。芯片设计费用急剧上升,而芯片交付的时间周期也在持续拉长。
同时,国内芯片设计公司亦需承担额外开销。以2024年为例,瑞芯微的长期应付款较上年同期激增294.58%,普冉股份的无形资产同比大幅上升77%,而炬芯科技的其它应付款在年中末较上年末增长了217%,这些成本变化皆与购买EDA工具及IP等资源紧密相关。
值得关注的是,2024年,EDA禁令尚未升级,而到了2025年,企业在电子设计自动化(EDA)和知识产权(IP)领域的投入预计将保持增长态势,加之禁令实施的严格性,预计相关费用的增长幅度可能较为显著。
此外,EDA软件作为连接IP核供应商、设计服务公司、晶圆制造厂等产业链各环节的关键纽带,其存在使得整个产业链的运作效率大幅下降。依照国际半导体产业协会(SEMI)的规定,新开发的EDA工具需经过18至24个月的工艺认证,方能进入量产阶段,这也导致了后续芯片交付的持续延迟。
信心充足,困境依旧
中国半导体行业的发展受到了最新EDA禁令的实质性阻碍,对芯片产业的冲击同样明显。然而,鉴于这些禁令并非首次升级,且当前贸易环境已持续多年,市场的不利情绪已基本释放,因此,在禁令发布后,各方的反应显得尤为引人关注。
在股市领域,三大巨头股票普遍出现了下滑趋势,其中新思科技的股价在禁令实施后的短短两天内跌幅已超过11%。
国内的概伦电子、华大九天、广立微等企业股价大幅上涨,其中概伦电子的涨幅更是达到了涨停板。
股价的波动,东升西落,映射出市场信心的转变。然而,面对实际存在的挑战,我们仍旧需要采取更为切实可行的措施。
天眼查数据显示,我国国家集成电路产业投资基金三期股份有限公司,即大基金三期,于5月24日正式成立,其注册资本达到了3440亿元人民币。这一数额已远超大基金一期(987亿元)与二期(2042亿元)的注册资本总和。尽管具体的投资目标尚未对外公布,然而鉴于当前尚未克服的关键技术难题,以及AI领域算力需求持续上升的产业动向,大基金三期最有可能的还是对相关领域进行有针对性的加强支持。
在微观层面上,众多企业正面临瓶颈,诸如北京君正和晶晨股份等,它们在EDA领域得到了多项补助,这一举措充分展现了政策对它们的扶持力度与坚定决心。
在禁令的巨大压力之下,EDA相关产业启动了大规模的并购整合进程,旨在汇聚优势资源,集中力量攻克关键领域。尽管其规模相较于半导体并购潮中其他细分领域的并购案例有所不及,但其重要性却是显而易见的。
海光信息此前进行的并购中科曙光,其交易额已超过4000亿元,而华大九天在3月份启动的针对芯片和半导体领域的并购,当前市值尚不足600亿,4月份,概伦电子以全资收购锐成芯微及控股纳能微的方式扩张,其市值亦仅略超100亿,然而,这些企业在EDA软件领域的战略价值,却并非市值所能全面体现。
经过连续数年的努力攻关,我国企业已取得显著成效。位于上海的数字EDA/IP领域的领军企业——上海合见工业软件集团有限公司,通过其官方公众号对外宣布,已于6月初向用户全面开放其核心产品的免费试用与评估服务,此举被视为一场技术反击战的序幕。
此外,EDA软件领域正迎来一个加速发展的契机,即AI辅助设计技术。自今年2月DeepSeek崭露头角以来,广立微便宣布其SemiMind平台已成功融合DeepSeek技术,这一整合使得平台能够利用专业知识与工艺数据,快速构建定制化功能模块,并实现更加个性化的流程管理。云计算与人工智能、电子设计自动化技术的结合,正逐渐成为电子设计自动化领域发展的关键动向。
当然,三巨头亦已认识到人工智能的重要性。今年三月,西门子正式完成了对Altair的并购,这笔交易的总金额高达106亿美元。Altair公司自1985年成立以来,在仿真与分析、数据科学及人工智能、以及高性能计算等领域的软件和云计算解决方案方面,享誉全球。
EDA国产化替代,目前最缺的仍然是时间。
本文采摘于网络,不代表本站立场,转载联系作者并注明出处:http://www.mjgaz.cn/fenxiang/276008.html