美国对 “芯片之母” 下手！EDA 软件如何影响整个半导体行业？

据财联社报道，美国商务部周五发布一项临时最终规定，对设计 GAAFET（全栅场效应晶体管）结构集成电路所必须的ECAD 软件；金刚石和氧化镓为代表的超宽禁带半导体材料；燃气涡轮发动机使用的压力增益燃烧 (PGC)等四项技术实施新的出口管制。

据悉，GAAFET 晶体管技术是相对于 FinFET 晶体管更先进的技术，FinFET 技术最多能做到 3nm，而 GAAFET 可以实现 2nm。氧化镓 (Ga2O3）、金刚石则是被普遍关注的第四代半导体材料。

EDA 软件限制的影响力有多大？强如三星，其 6 月刚刚突破的 3nm GAA 架构制程技术，也是在 ANSYS、Synopsys、Cadence 等 EDA 软件的全力协助下完成的。没有 EDA 软件的配合，突破架构、制程限制难度更大。

美国对 EDA 工具等四项技术实行新出口管制

据财联社报道，当地时间周五，美国商务部工业与安全局（BIS）在联邦公报上披露了一项出口限制加码的临时最终决定，涉及先进半导体、涡轮发动机等领域。

根据公报，美国工业与安全局决定对《商务部管制清单》（CCL）和《出口管理条例》（EAR）同步实施修订，对四项技术实施管制。

美国商务部主管工业与安全的副部长 Alan Estevez 介绍称，使半导体和发动机等技术能够更快、更高效、更长时间，以及在更恶劣条件下运行的科技进步，可能会在商业和军事环境中 “改变游戏规则”。

据悉，此次被升级出口管制的技术包括：

宽禁带半导体材料氧化镓（Ga2O3）和金刚石：氮化镓和碳化硅是生产复杂的微波、毫米波设备，或大功率半导体器件的主要材料。而氧化镓和金刚石有潜力能制造出更加复杂的设备，同时能耐受更高的电压或温度。

开发 GAAFET（全栅场效应晶体管）结构集成电路的 EDA 软件：电子计算机辅助软件（EDA/ECAD），用于设计、分析、优化和验证集成电路或印刷电路板的性能。作为 FinFET 的继任者，GAAFET（全栅场效应晶体管）被视为量产 3nm 及以下工艺制程的关键技术。BIS 也在征求公众意见，以决定哪些 ECAD 的具体功能特别适用于设计 GAAFET 电路，以确保美国政府能够有效实施这项管制。

压力增益燃烧技术（PGC）：这项技术有潜力能提高燃气涡轮发动机 10% 以上效率，潜在影响航空航天、火箭和超高音速导弹系统。PGC 技术利用多种物理现象，包括共振脉冲燃烧、定容燃烧和爆震，导致穿过燃烧器的有效压力上升，而消耗的燃烧量相同。BIS 目前无法确认任何正在生产中的引擎使用了这项技术，但目前已经有大量研究指向潜在生产。

“芯片之母” EDA 有多重要？

据天风国际研报，EDA 即 Electronic Design Automation（电子设计自动化)，被誉为 “芯片之母”。

如果把芯片制造比作建造一座大厦的话，IC 设计就是大厦的设计图纸，EDA 软件就是这张图纸的设计工具，只不过 EDA 软件比建筑设计软件的复杂度要高出 N 个数量级。

利用 EDA 工具，电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统，并可以将电子产品从电路设计、性能分析到设计出 IC 版图或 PCB 版图的整个过程，在计算机上自动处理完成。并且是贯穿整个集成电路产业链的战略基础支柱之一。EDA 技术可以广泛应用于电子、通信、航空航天、机械等多个领域。

所以总的来说，EDA 是集成电路产业领域内 “小而精” 的环节，产值较小但又极其重要。据赛迪智库数据显示：2018-2020 年全球 EDA 市场规模由 62.2 亿美元增长至 72.3 亿美元，年复合增长率达到 7.81%。相对于几千亿美金的集成电路产业来说不值一提，但如果缺少了这个产品，全球所有的芯片设计公司都得停摆。

第一梯队：当下 EDA 行业市场集中度较高，被国际三大 EDA 巨头所垄断近八成：Synopsys(新思科技)、Cadence(铿腾电子)、Mentor Graphics(明导国际)(2016 年被德国西门子收购)。

EDA 三巨头掌握着绝对的主导权，旗下产品在国内的市场占有率达到 85%，并且在产品上各有特色，各自的 IP 侧重点和优势都有较大的差别。因此，不少一线的芯片设计厂商都有同时使用其中两三家厂商的不同 EDA IP 来设计芯片。

第二梯队：ANSYS、Silvaco、Aldec Inc、华大九天等为代表的企业。该类企业拥有特定领域全流程，在局部领域技术较为领先。

第三梯队：Altium、Concept Engineering、概论电子、广立微、思尔芯、DownStream Technologies等为代表的企业。该类企业在 EDA 上的布局主要以点工具为主，缺少 EDA 特定领域全流程产品。

EDA 国产化任重道远

据开源证券研报，受益集成电路国产化政策支持，EDA 国产化率从 2018 年的 6.24% 提升至 2020 年的 11.48%。

据中国电子报，近期，华大九天、概伦电子两家 EDA 公司登陆 A 股市场，并获得首日大涨的极佳表现，与前段时期部分半导体公司上市即破发的情况形成明显对比，显示出资本市场对 EDA 行业的看好。在人工智能、3D 封装等新技术、新应用的加持下，EDA 行业新的成长空间正在被打开。

7 月 29 日，国产 EDA 龙头华大九天正式登陆创业板，上市首日涨幅即达 126%，市值一举突破 400 亿元，高达 333 倍的发行市盈率也打破了创业板的历史纪录。广立微于 8 月 5 日登陆创业板，收盘较发行价大涨 156%。同日，概伦电子则大涨 12.86%。

EDA 的股市表现显现出逆势向上的韧性。华西证券研报指出，EDA 工具是集成电路设计、制造、封装、测试等工作的必备工具，并且需要不断更新。业界对我国 EDA 行业发展的急迫性和必要性的认知程度显著提高。

不过，一个新的问题——即国内 EDA 行业小而分散的问题也显现出来。

此前的采访中，国微思尔芯资深副总裁林铠鹏就指出，当前国内 EDA 产业处于行业发展早期竞争阶段，一些企业或许在个别点工具或者部分细分领域具有一定优势，短板却是产品不够全面，以任何一家之力都无法覆盖整个 EDA 产业链。难以提供全流程的产品正是国内 EDA 企业的主要问题。

针对这样的状况，芯华章科技产品和业务规划总监杨晔认为：“国内产业在发展初期更应该注重倡导 ‘开放’，加强企业间的协同配合，目的是加强工具间的协同性，建设更完善的行业生态，提高芯片验证效率。国内 EDA 企业在初期阶段不应贪多求全，而是集中精力做自己最擅长的一部分，共同建设开放共荣的生态圈。”

本文作者：王月龙、盖源源，来源：每日经济新闻 (ID:nbdnews)，原文标题：《美国对 “芯片之母” 下手！EDA 软件如何影响整个半导体行业？》