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芯片法案結(jié)束后，美國再次在先進(jìn)的工藝芯片領(lǐng)域發(fā)揮拳。

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這一次，與斷供先進(jìn)半導(dǎo)體有關(guān)EDA”有關(guān)。

更準(zhǔn)確地說，美國商務(wù)部對先進(jìn)半導(dǎo)體和燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的生產(chǎn)技術(shù)發(fā)布了新禁令。

半導(dǎo)體出口管制包括：

GAAFET必要的結(jié)構(gòu)集成電路EDA軟件

以金剛石和氧化鎵為代表的超寬禁帶半導(dǎo)體材料

該禁令將于8月15日生效。

雖然EDA以前有一個限定詞GAAFET但芯片之母這個關(guān)鍵詞一出來，就立刻在社交媒體上引起了熱議。

很多網(wǎng)友表示，雖然這次沒有點名中國，但這顯然是為了限制與美國競爭的國家和先進(jìn)工藝半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展。

那么這個禁令是怎么回事呢？會有什么影響？

限制芯片工藝設(shè)計上限

EDA，即電子設(shè)計自動化軟件，涵蓋邏輯設(shè)計、電路系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)仿真、性能分析PCD一系列芯片設(shè)計自動化流程，如版圖。

在現(xiàn)代芯片設(shè)計過程中，EDA軟件是極其重要的一部分。EDA軟件，芯片設(shè)計是不可能的。

但值得注意的是，美國商務(wù)部的禁令是給予的EDA軟件增加了限制范圍：設(shè)計GAAFET結(jié)構(gòu)集成電路所需的(全柵極場效應(yīng)晶體管)ECAD工具。

這里的ECAD可以簡單理解為常說EDA。

所以，什么是GAAFET？

晶體管具有全柵極場效應(yīng)

商務(wù)部原文件中提到，GAAFET（Gate-All-Around FET）芯片工藝突破3nm以下技術(shù)節(jié)點的關(guān)鍵。

為了解決鰭式場效晶體管的問題，三星于2019年提出了該技術(shù)方案（FinFET）結(jié)構(gòu)在5nm以下工藝中遇到的一系列問題。

△FinFET示意圖

要說清楚這件事，首先要談?wù)劙雽?dǎo)體中的短溝效應(yīng)。

簡單地說，隨著芯片工藝越來越小，半導(dǎo)體中晶體管的長度越來越短。這個縮短并不重要，所有的閾值電壓降低和靜電控制故障都來了。

這樣，芯片的性能就會出現(xiàn)問題。例如，三星手中翻車的驍龍火龍與此有關(guān)……

為了解決這個問題，英特爾首先在2011年將鰭場效晶體用于22nm在節(jié)點上。通過伸出的鰭（fin），通道接觸面積增加，通道內(nèi)電場控制能力大大提高。

十多年后，F(xiàn)inFET已成為半導(dǎo)體器件的主流結(jié)構(gòu)。

但當(dāng)芯片制造到5時nm這個節(jié)點，F(xiàn)inFET又有點難以忍受。

△圖源：copperpodip

因此，2019年，三星推出了一種新的晶體管設(shè)計，即全柵極場效晶體管GAA。

在這種結(jié)構(gòu)中，F(xiàn)inFET垂直的鰭被放平，即柵極從三面環(huán)繞通道變?yōu)樗拿姝h(huán)繞通道，進(jìn)一步擴(kuò)大了接觸面積。

三星現(xiàn)在已經(jīng)準(zhǔn)備好3了nm工藝上使用GAAFET。

臺積電和英特爾認(rèn)為3nm制程上，F(xiàn)inFET仍有可為。

但臺積電也準(zhǔn)備好了2nm制程中引入GAAFET。

英特爾宣布將在這里Intel 5nm（Intel 20A）這個節(jié)點，由FinFET轉(zhuǎn)向GAAFET。

簡單總結(jié)一下，GAA實際上適用于3nm半導(dǎo)體技術(shù)及以下工藝。目前常見的芯片工藝，F(xiàn)inFET仍為主流。

EDA軟件定位之路

雖然目前的影響范圍只涉及一些高端芯片，但美國的出口控制仍在改善國內(nèi)EDA軟件水平敲響了警鐘。

目前，全球EDA軟件主要由Cadence、Synopsys、Mentor三家美國公司壟斷。

他們的產(chǎn)品在中國的市場份額高達(dá)85%，也就是說，大多數(shù)國內(nèi)芯片設(shè)計公司都使用這些進(jìn)口產(chǎn)品EDA設(shè)計芯片的工業(yè)軟件。

目前我國自研EDA軟件進(jìn)展如何？

事實上，早在20世紀(jì)80年代，由于巴統(tǒng)協(xié)議的禁令，中國就無法購買芯片設(shè)計所需的最新產(chǎn)品EDA國家動員全國17個單位，200多名專家聚集北京集成電路設(shè)計中心開發(fā)自己的工具。

最后，1993年，中國第一個擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的人EDA工具問世。

它的名字叫熊貓，意思是EDA珍貴而稀有。

熊貓獲得國家科技進(jìn)步一等獎，并應(yīng)用于20家設(shè)計公司和研究機(jī)構(gòu)。因為價格只有同類產(chǎn)品的1/10，美國芯片廠商曾經(jīng)選擇過熊貓，在市場上反響不錯。

有人認(rèn)為熊貓的出現(xiàn)讓當(dāng)時的中國EDA工業(yè)與國際的差距只有五年。

然而，隨著1994年巴統(tǒng)禁令的取消，美國EDA憑借技術(shù)成熟、價格便宜、免費(fèi)贈送、多方合作等優(yōu)勢和策略，三巨頭大舉進(jìn)入中國市場，迅速收獲國內(nèi)市場份額。

此外，中國也在推進(jìn)全球化，國內(nèi)EDA因此，該行業(yè)逐漸失去了市場和政策的雙重支持，進(jìn)入了停滯狀態(tài)。

沒想到這一停，大概十五年了。

直到2008年，國家開始實施核高基礎(chǔ)（核心電子設(shè)備、高端通用芯片和基礎(chǔ)軟件產(chǎn)品）的重大科技項目才再次支持國內(nèi)EDA發(fā)展，一批國產(chǎn)EDA從此公司開始紛紛冒頭。

目前，中國約有50人 EDA包括華大九天、國微集團(tuán)、核心愿景、核心華章、廣立微、概倫電子、思爾芯、核心、半導(dǎo)等企業(yè)，近年來已EDA市場份額從6%提高到11%。

最大的是華大九天，其董事長劉偉平剛剛參與了熊貓的發(fā)展。

但是，看看國內(nèi)EDA行業(yè)正在緩慢復(fù)蘇，但由于起步較晚，國內(nèi)產(chǎn)業(yè)正在緩慢復(fù)蘇EDA還有很長的路要走。

就拿EDA在工具鏈方面，三巨頭已經(jīng)實現(xiàn)了40個細(xì)分領(lǐng)域的整個產(chǎn)業(yè)鏈覆蓋；目前國內(nèi)最大的華達(dá)九天只覆蓋40%，而國內(nèi)其他廠商的產(chǎn)品大多是點工具，不能提供特定領(lǐng)域的全流程產(chǎn)品。

看看國內(nèi)廠商中唯一能提供模擬電路設(shè)計全過程的先進(jìn)技術(shù)。EDA本地企業(yè)的工具系統(tǒng)。

其電路模擬工具支持5nm其他模擬電路設(shè)計EDA工具支持28nm制程。

思爾芯主要關(guān)注數(shù)字芯片的前端驗證，其相關(guān)性EDA產(chǎn)品可支持10nm。

相比之下，國外三巨頭已經(jīng)達(dá)到2nm。

……

因此，近年來，國家對EDA例如，在十四五規(guī)劃和2035年愿景目標(biāo)綱要中，對EDA攻關(guān)被列為集成電路技術(shù)之首。

ps.禁令中提到的金剛石和氧化鎵是半導(dǎo)體材料領(lǐng)域的超新星，被認(rèn)為是制備下一代高功率、高頻、高溫、低功率損耗電子設(shè)備最有前途的材料。

賺錢制裁兩不錯

因為這種控制只對3nm以下的芯RECOM代理影響電影設(shè)計，國內(nèi)大部分廠商還停留在20年nm很多網(wǎng)友表示，短期內(nèi)問題不大，反而會進(jìn)一步鞭策國產(chǎn)EDA軟件開發(fā)。

一些觀點尖銳地指出，美國的經(jīng)營是為了賺錢和制裁。

此外，也有人擔(dān)心，如果斷供不能對中國半導(dǎo)體造成實質(zhì)性打擊，不排除美國繼續(xù)加碼的可能性。

盡管如大多數(shù)人所說，盡管EDA但中國芯片行業(yè)還有很長的路要走。

現(xiàn)階段國產(chǎn)EDA就行業(yè)而言，有人指出，我們目前面臨的最大困難實際上是缺乏市場需求的指導(dǎo)。

由于工業(yè)設(shè)計軟件與市場需求密切相關(guān)，只有設(shè)計需求的增加才能帶來更多的工程反饋，EDA發(fā)展可以提高速度。

原美禁令：https://www.bis.doc.gov/index.php/documents/about-bis/newsroom/press-releases/3116-2022-08-12-bis-press-release-wa-2021-1758-technologies-controls-rule/file